BIM在建設(shè)工程中的應(yīng)用研究

■傅詩逸 ■南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇 南京 210031

隨著科技進(jìn)步，建筑行業(yè)一些傳統(tǒng)的技術(shù)方法逐漸無法適應(yīng)當(dāng)前的項(xiàng)目要求，如平面繪圖，紙質(zhì)資料錄入等。在南水北調(diào)工程中，僅設(shè)計(jì)圖紙文檔就有幾十萬份，給資料查找，對比和文檔管理造成了極大的困難。運(yùn)用多維的計(jì)算機(jī)信息控制手段，對建筑建成后的三維模型進(jìn)行提前繪制，能更清晰地傳達(dá)設(shè)計(jì)者的理念，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工錯(cuò)誤。本文通過對BIM概念和應(yīng)用的介紹，分析該技術(shù)在建設(shè)工程中的主要應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用意義，從而推動(dòng)建設(shè)工程項(xiàng)目管理信息化發(fā)展。

1 BIM技術(shù)的介紹

1.1 BIM 的定義

BIM(Building Information Modeling，簡稱 BIM)，美國國家 BIM 標(biāo)準(zhǔn)［1］對BIM的定義為，BIM是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)字表達(dá)，通過信息共享手段，為該設(shè)施全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)，項(xiàng)目各參與方都能通過BIM這個(gè)中轉(zhuǎn)站來實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。

1.2 BIM的發(fā)展歷程

BIM的概念最初來自于喬治亞理工大學(xué)的Chunk Eastman教授，受1973年石油危機(jī)影響，1975年，教授在他的研究課題中第一次提出了運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來展現(xiàn)建筑這樣一個(gè)理念從而出現(xiàn)了BIM的萌芽。在BIM的初始發(fā)展階段，它是作為一種集成的參數(shù)化全新設(shè)計(jì)思想運(yùn)用到工業(yè)設(shè)計(jì)中，隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，它逐漸成為建筑信息化的發(fā)展方向，2002年，歐特克(Autodesk)有限公司推出了以BIM概念主導(dǎo)的數(shù)字建模軟件AEC［2］，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)的初步應(yīng)用，將理論轉(zhuǎn)化為有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的系統(tǒng)工具，滿足建筑項(xiàng)目全生命周期的運(yùn)營規(guī)劃需要。

2 BIM在建設(shè)工程中的應(yīng)用

2.1 BIM在造價(jià)管理中的應(yīng)用

工程造價(jià)的確定和控制不僅是貫徹項(xiàng)目全過程管理的內(nèi)容之一，更是建設(shè)工程項(xiàng)目管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。運(yùn)用BIM技術(shù)，可以對項(xiàng)目進(jìn)行層層分解，根據(jù)不同時(shí)期的外部影響因素分析，來分模塊地計(jì)算工程的總造價(jià)，而這些獨(dú)立模塊綜合起來又能覆蓋整個(gè)工程，從而將復(fù)雜工程的造價(jià)管理簡單化。同時(shí)，BIM可以用于建筑模型的矛盾檢測，清晰地反映它們之間的布設(shè)方式以及施工順序，找到各個(gè)模型之間的碰撞點(diǎn)，并自動(dòng)調(diào)整，從而減少返工費(fèi)料。BIM技術(shù)的共享功能同樣有助于工程造價(jià)管理的發(fā)展，它極大的保護(hù)了數(shù)據(jù)的完整性和關(guān)聯(lián)性，為后續(xù)同類工程提供數(shù)據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn)，相較于紙質(zhì)資料查閱和應(yīng)用更為簡便。

2.2 BIM在施工過程中的應(yīng)用

BIM技術(shù)的主要運(yùn)用是數(shù)字建模軟件，用BIM可以建立施工對象的三維模型，并施加特定的外部條件，使其符合工程的實(shí)際狀況。運(yùn)用BIM技術(shù)可以直接在系統(tǒng)中進(jìn)行模擬構(gòu)件安裝，根據(jù)模擬情況來調(diào)整施工工藝，或者調(diào)整構(gòu)件參數(shù)。設(shè)計(jì)人員和施工人員有良好的溝通平臺，更好解決施工難點(diǎn)，加快施工進(jìn)度。同時(shí)，材料采購人員根據(jù)交互聯(lián)接的施工進(jìn)度與材料采購計(jì)劃，來查詢材料和設(shè)備的使用與需求情況，，以便及時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整，減少浪費(fèi)，以實(shí)現(xiàn)施工效率最大化。

2.3 BIM在建筑建成后的應(yīng)用

BIM系統(tǒng)在項(xiàng)目建成后交付使用階段同樣起了很大作用。BIM系統(tǒng)強(qiáng)大的文檔整理能力，可以在項(xiàng)目完成后，通過歸檔集成的資料來進(jìn)行工程款的結(jié)算，避免了人工結(jié)算的錯(cuò)漏和糾紛。同時(shí)，項(xiàng)目各參與方全程都可以在BIM系統(tǒng)中查看工程的具體完成情況，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過程的透明化，公開后，接受各方監(jiān)督，這也能夠促進(jìn)工程項(xiàng)目管理模式的發(fā)展。BIM系統(tǒng)可以根據(jù)繼續(xù)記錄工程的后續(xù)使用情況，對工程進(jìn)行合理使用年限評價(jià)，及時(shí)進(jìn)行工程保修。

3 BIM系統(tǒng)對建設(shè)工程管理的意義

3.1 提高工程項(xiàng)目造價(jià)管理水平

BIM系統(tǒng)的強(qiáng)大模擬運(yùn)算能力，為工程項(xiàng)目全過程造價(jià)管理模式提供了有效的輔助手段。在項(xiàng)目決策階段，造價(jià)人員可以根據(jù)工程師初步設(shè)計(jì)的BIM模型獲得工程量信息，計(jì)算出擬建項(xiàng)目的概預(yù)算。在施工階段，BIM系統(tǒng)可以將各個(gè)時(shí)段的工程價(jià)格及時(shí)發(fā)布到信息共享平臺上，供項(xiàng)目各參與方查詢監(jiān)督，對各個(gè)階段的建設(shè)工程任務(wù)進(jìn)行拆分計(jì)算，多維度對比，全面提高工程造價(jià)管理水平。英國機(jī)場管理局在建設(shè)希思羅5號航站樓時(shí)，通過BIM技術(shù)，降低了10%的建造費(fèi)用。

3.2 提高工程項(xiàng)目進(jìn)度管理水平

BIM系統(tǒng)的信息交互功能，和碰撞沖突檢測功能，為項(xiàng)目各參與方提供了一個(gè)良好的交流渠道和項(xiàng)目預(yù)模擬平臺?，F(xiàn)場的施工作業(yè)人員可以及時(shí)得到設(shè)計(jì)人員的技術(shù)指導(dǎo)，避免施工錯(cuò)誤。材料采購人員及時(shí)查詢現(xiàn)場的施工情況，根據(jù)施工人員反饋的材料使用情況，來進(jìn)行施工材料的分配。項(xiàng)目可以通過BIM系統(tǒng)，盡量減少返工、怠工，使各個(gè)施工程序順利實(shí)現(xiàn)流水連接，提高工程項(xiàng)目進(jìn)度管理水平。恒基北京世界金融中心通過BIM應(yīng)用在施工圖紙中發(fā)現(xiàn)了7753個(gè)沖突，估算這些沖突如果不預(yù)先檢測，將會(huì)給項(xiàng)目造成3個(gè)月的工期浪費(fèi)。［3］

3.3 提高工程項(xiàng)目質(zhì)量管理水平

BIM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模擬功能和信息發(fā)布功能，為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)公開后提供了條件。施工材料的采購和使用情況，施工人員的建設(shè)完成情況，都可以及時(shí)記錄，并且在系統(tǒng)中進(jìn)行查找，這也為項(xiàng)目監(jiān)管提供了即時(shí)可視條件，能極大地提高項(xiàng)目質(zhì)量管理水平。同時(shí)，項(xiàng)目模型的拆分可視功能，也為提高項(xiàng)目施工質(zhì)量提供了條件，內(nèi)部管線的布設(shè)也更為清晰明了。

4 結(jié)論

BIM系統(tǒng)對于建設(shè)工程項(xiàng)目管理的信息化發(fā)展具有重要意義，它能夠?yàn)轫?xiàng)目各方提供一個(gè)公開的交流平臺和信息共享平臺，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量、進(jìn)度、投資三方互利共贏，和諧統(tǒng)一。在項(xiàng)目建設(shè)準(zhǔn)備階段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目沖突點(diǎn)，并進(jìn)行優(yōu)化修改，減少施工過程中的投資和工期損失，降低造價(jià)。雖然BIM仍處于初步應(yīng)用狀態(tài)，但它必將成為以后建設(shè)工程項(xiàng)目管理的主流手段，提高BIM技術(shù)水平和應(yīng)用范圍，能更好推動(dòng)我國建筑業(yè)的發(fā)展。

［1］David A.Harris.NBIMS.National Building Information Modeling Standard［S］.United States∶National Institute of Building Sciences，2007.

［2］Jones，V.R.，B.K.Marion，andR.L.Zeiss，he Theory of Foraging.2nded［M］，ed.B.J.Bloggs.Book New York:Smith and Barnes.1976，534.

［3］何關(guān)培談 BIM 與商業(yè)地產(chǎn)(五).http://blog.sina.com.cn/s/blog_620be62e0100fdbi.html.