在我國,工程建設行業經歷了持續多年的高速發展,技術水平及管理水平也不斷進步,但工程建設整體的低效率、高浪費等現象依然嚴重,整個行業需要不斷對新技術進行研究。
眼下,工程建設行業的技術創新已成為促進行業企業持續發展的重要課題之一,對于整個行業發展來說,新技術更是有著舉足輕重的地位。
BIM技術是改變中國工程建設行業現狀的趨勢,也是工程建設行業的一次革命,無論是對設計方、業主還是施工企業來說,BIM技術都為他們帶來了前所未有的改變,BIM技術使整個行業的工作方式與工作思路發生了變革性改變。
BIM技術的快速發展顛覆了很多人的預期。BIM也從一個不為大部分建筑企業所熟知的純粹性概念普及階段,發展到今天這樣一個全面開花、深化發展的新階段。與此同時,整個工程建設行業也發生了巨大的變化。BIM成功轉變了設計和施工的整個流程,幫助企業在項目的全生命周期中節省了大量的時間和成本;同時,BIM也在提高施工的專業性,并適應行業更加細分化的需求,在打造世界級精品工程等方面都展現了可喜的應用成果。
近幾年來,BIM技術在我國得到了快速的發展,無論從國家政策支持,還是理論研究方面都得到了高度的重視,特別是在工程項目上得到了廣泛的應用,在此基礎上,BIM技術不斷地向更深層次應用轉化。BIM技術的應用也逐漸深入到工程項目的不同階段、不同業務、不同崗位,并開始與項目管理以及先進的信息技術集成應用,BIM技術開始進入深度應用階段。越來越多的顛覆性新技術開始與BIM相結合,賦予未來建造更多的可能性和更大的想象空間。
在項目施工過程中,施工方案和措施的有效實施是以項目參與人員全面、快速、準確地理解為基礎,而二維圖紙在這個問題上存在著天然障礙,BIM技術的應用可以降低各參與方之間的溝通難度。在方案策劃、設計圖紙會審、設計交底、設計變更等以信息傳遞和溝通為主的工作過程中,BIM技術以三維信息模型為依托,形象、直觀、動態地展現并傳遞設計理念、施工方案,能夠大大提高溝通效率,同時也便于對工人技術交底或培訓,使其在施工之前,充分地了解施工內容及施工順序。同時,BIM技術基于統一的模型將設計模型、工程量、預算、材料設備、管理信息等數據全部有機集成在一起,還能降低建造過程中各種信息多樣性造成數據的收集、存儲、整理、分析的難度,提高了信息傳遞的效率。
以即將成為世界最大單體機場建筑的北京新機場項目為例。該項目由北京市建筑設計研究院有限公司承擔設計,航站樓占地面積相當于直徑1200米的大圓,航站區的建筑面積更是達到140萬平方米。在當前的技術條件下,單一的BIM工具尚不能完全實現如此復雜項目的設計目標,所以項目組在策劃階段就確定了多平臺協同工作,以適用性為導向的BIM技術框架。對于諸多獨立的標準組件,項目組使用Revit平臺以及建筑信息化的優勢,確保了這些復雜組件的三維準確性。
BIM技術的深入應用確保了北京新機場這類超級工程的質量要求、工期控制和成本管理,破解了北京地區航空硬件能力飽和的現狀,對于推進京津冀一體化發展,引領中國經濟發展的新常態,打造中國經濟升級版的重要基礎設施提供了極大地支持。
在實際施工過程中,傳統的施工方案大都是基于二維圖紙和施工經驗進行編制,其施工可行性往往無法滿足實際施工的要求,從而導致專項施工方案邊施工、邊修改、邊優化,并對工程工期、質量和成本產生較大影響。而借助BIM技術三維可視化的特點實現施工模擬,在虛擬現實中對建筑項目的施工方案進行分析、模擬和優化,可以直觀地了解整個施工環節的時間節點和相關工序,清晰地把握施工過程中的難點和要點,從而優化方案、提高施工效率、確保施工方案的可行性和安全性。
同時,在施工過程中,利用進度管理系統對施工過程中的進度和資源進行統一管理和控制。將實際進度錄入管理系統,可基于BIM模型以可視化的方式對工程進度實際值和計劃值進行比較,提前預警后續任務中可能出現進度風險,并根據進度計劃相關算法,給出優化調整方案,達到縮短工期、降低成本和項目風險的目的。
以天津新地標周大福金融中心項目為例。天津周大福金融中心工程總高度530m,是天津濱海第一高樓,也是國內施工難度最大的超高建筑之一,例如結構形式和空間位置多變、多業態下的機電管線施工與配合、工期節點緊張、總包協調管理難度大等等。為此,項目團隊采取“全員、全專業、全過程”BIM應用模式,從模型精度和應用維度兩方面進行同步發展,以滿足工程不同階段的BIM應用需求。
在周大福的施工現場,工地中心掛著一條巨大的條幅:“質量在我心中,標準在我腦中,工藝在我手中”,正是充分理解、吸收了BIM的理念和技術,并切實將BIM應用落地,才得以讓天津周大福金融中心項目的質量、標準和工藝都達到了世界級的水準。
目前,很多項目的BIM應用是通過使用單獨的BIM軟件解決單點的業務問題,以局部應用為主,例如基于BIM的工程量計算軟件、碰撞檢查軟件、施工方案模擬軟件等,這是目前主流的一種BIM應用模式。除此之外,還有集成應用模式,這種應用模式可以充分發揮BIM技術本質,根據業務需要,通過軟件接口或數據標準集成不同模型,綜合使用不同軟件和硬件,發揮更大的價值。
在施工過程中,BIM技術應用的核心是能夠在統一的模型基礎之上,對人工、材料、機械等不同的資源進行協調一致的計劃、管理和控制,最大限度的降低資源沖突和消耗,提高資源的利用率,因此,不同業務或不同專業的模型集成在一起會使BIM應用事半功倍。
不同模型涉及到不同的軟件、不同的專業、不同的建模規則,這種集成工作會帶來巨大的復雜性,它不僅需要模型在建模時就遵循一定的規則和規范,也要建立BIM協同建設平臺與各個專業的數據接口,例如各專業BIM建模軟件、BIM深化設計軟件、工程量計算軟件、進度軟件等的數據接口,實現各級數據交換。
以廣州地鐵設計研究院承建的廣州地鐵11號線項目為例,項目組在設計初期面臨著方案變化多、施工難度大、成果要求高等不小的挑戰。為解決這一系列難題,BIM團隊利用Dynamo配合二次開發建模插件,管片模型直接加入預制加工流程,將項目規范嵌入到族文件中以實現自動校核等等,這些極具創新的BIM應用不僅極大提高了設計效率和工程質量,得到業內專家的首肯,更是獲得施工和項目業主的高度贊譽,為城市地鐵項目的BIM應用樹立了全新的典范。
在我國,BIM技術在項目上的應用經歷了從大到小、從特殊到普通的過程。最初只是應用于一些大規模標志性的項目中,例如上海中心大廈項目、廣東東塔項目等。隨著BIM技術的不斷發展,BIM概念的不斷普及,最近兩三年的時間里,BIM技術已經開始應用到一些中小型規模的項目當中,特別是對于設計行業,某些大型設計院項目上BIM技術使用率可達到70%-80%。隨著設計行業BIM應用普及,施工行業的這種趨勢也逐漸明顯。
以廣西城鄉規劃院承擔的廣西藤縣中醫院新院區住院樓工程、寧夏回族自治區電力設計院承擔的古峰330KV智能化變電站工程這兩個項目為例。雖然這兩個項目在規模上和大家耳熟能詳的大型項目、超級項目有一些差別。但可以在這兩個項目中看到BIM技術已經從國內一線城市的大型工程企業應用中逐漸拓展推廣到相對偏遠地區的一些中小型企業和項目中。
這不但是BIM在中國深度發展最真實的反映,也是整個中國工程建設行業信息化發展、智能化發展的可喜成果,蓬勃發展的BIM技術正在為中國的邊遠地區人民帶來更加先進、可靠的基礎設施,幫助他們切實提高并改善生活質量。而究其原因,則涵蓋多個方面,一方面源于國內企業對于BIM技術的認識在不斷成熟,隨著BIM技術應用的普及,以及對BIM應用方法和流程的研究,可以認定影響BIM應用的價值往往是因為實施方法和過程出問題了,而不是BIM本身出現問題。同時,隨著BIM應用的成功案例越來越多,這也促使企業認識在轉變,不僅僅只是在大型項目可以使用BIM,一般項目也可以進行BIM試點,逐步推廣。另一方面,BIM技術正在不斷發展并成熟,隨著這幾年施工階段的BIM應用軟件逐漸成熟,以及與設計模型接口的打通,也使得BIM應用成本大大降低,例如基于BIM的工程量計算,目前這類軟件在傳統工程量計算軟件的基礎上,采用BIM模型進行算量,并實現了從設計模型直接導入的功能,這樣的軟件可直接用于一般的工程。而最重要的影響因素則是各級地方政府積極推廣BIM技術應用,政府投資項目要求必須使用BIM技術,這無疑促進了BIM技術在基礎設施領域的應用推廣。
基于BIM在中國更加深入、全面的良好發展態勢,未來會有越來越多的優秀作品誕生在我們身邊,越來越多的世界級精品工程矗立在我們共同生活的城市和社區。更多的中國工程建設企業也將繼往開來,為中國、為全世界的綠色可持續發展做出更大的貢獻。