BIM技術在機電施工階段的運用及意義

楊國峰 葛明偉

【摘要】中國建筑業是國民經濟的支柱產業，每年完成的工程量居世界之首，然而相比其他行業，建筑業效率相當低下，BIM作為一種信息溝通平臺，是信息化技術在建筑業的直接應用的結果；認識并發展BIM、實現行業的信息化轉型已是勢不可擋的趨勢；簡述BIM技術及其在施工階段的應用價值。

【關鍵詞】建筑業；BIM技術；施工階段；應用價值

近年來，BIM技術在國內工程項目得到了廣泛的應用，諸如房地產企業、設計單位、總承包單位都把應用BIM技術作為公司提升競爭力的主要手段。BIM作為一種創新的工具與信息溝通平臺，是信息化技術在建筑業的直接應用的結果，BIM技術自提出以來，在歐美等發達國家的建筑業中引發了巨大變革.盡管我國建筑業中的BIM應用還處在研究起步階段，為了與世界接軌最終建筑業走向世界，承攬更多的國際大型建筑項目，認識并發展BIM、實現行業的信息化轉型已是時不我待。

1 BIM技術的產生、概念及特點

1.1 BIM技術的產生

BIM起源于美國，并被歐美、日本、新加坡等發達國家廣泛認同和采用。我國建筑業處于國民經濟支柱地位，“十一五”期間，建筑業增加國內總產值的比重保持在6%，2010年增加值占國內生產總值達到6.6%，成為吸納農村剩余勞動力、拉動國民經濟發展的重要產業，在國民經濟各產業部門中占第四位。與這種支柱企業之一地位不相符的是相對于制造業、金融業、電子行業建筑業生產效率低下，造成這種狀況的主要原因：（1）建筑業“碎片化”，存在信息孤島；建設項目整個生命周期中參與方比較多，工程項目各階段都需要各個專業單位去完成，缺乏統一信息平臺約束各方，使得設計過程和施工過程出現分離狀況。（2）存在信息流失；建筑業中各個參與方之間信息是通過圖紙來傳遞的，很容易造成信息的丟失和不完整性。（3）激烈競爭的建筑業迫切需要統一的信息平臺，及時提供各參建方共享。特別是業主方能夠及時掌握多方位信息，以便做出重要決策；傳統文字、報表和二維圖紙表示相關數據信息，不能很好的反映工程項目動態變化的機制等，導致建筑業生產效率低下。可見信息的溝通不暢成為提高生產效率的主要瓶頸，借鑒建造業的PDM技術信息化成果，BIM 技術也成為我國建筑業信息化的必經之路。

1.2 BIM的概念

BIM是Building Information Modeling即：建筑信息模型的簡稱，由美國人Chuck M.Eastman于1975年首先提出相關概念。美國國家BIM標準（The National Building Information Modeling StandardsCommittee簡稱NBIMS）對BIM的定義如下：“BIM是建設項目的兼具物理特性與功能特性的數字化模型，且是從建設項目的最初概念設計開始的整個生命周期里做出任何決策的可靠共享信息資源。實現BIM的前提是：在建設項目生命周期的各個階段不同的項目參與方通過在BIM建模過程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反應出各參與方的職責。BIM是基于公共標準化協同作業的共享數字化模型。”

1.3 BIM的特點

美國M.A.Mortenson Company公司給出BIM具備六個特點[4]：（1）數字化；（2）空間化；（3）定量化：可計量化、坐標化、可查詢化；（4）全面化；（5）可操作化；（6）持久化：在項目生命周期的所有階段都具有可用性；

2 BIM技術在施工階段應用價值

BIM技術涵蓋了建筑的所有信息，平面上二維信息、空間上三維信息、時間上四維信息、工序上的六維信息。現代建筑越來越復雜，技術要求越來越高，對工程基礎數據的細度已經要求到了構件級、材料級。BIM技術在施工階段給參與各方提供了良好的信息平臺。

2.1 BIM技術應用價值

在施工階段，錯漏碰缺檢查以及圖紙深化被認為是對施工階段幫助最大的兩項應用點；實時溝通、施工工序模擬、4D施工進度模擬、獲取工程量這四項次之。BIM技術具體應用主要有：（1）可以將復雜工程可視化，利用虛擬三維模型，模擬施工，使各專業協同工作，發現各專業之間三維碰撞檢測，及時發現調整設計，避免施工浪費，以降低風險；（2）通過BIM，得到最準確的工程基礎數據，將工程基礎數據分解到構件級、材料級，有效控制施工成本，清楚項目該花多少錢，實現全過程的造價管理。（3）通過BIM，可以輕松完成工程數據的共享和重復利用，做到真正意義上的施工現場―項目部―分公司――集團總部的從基層到高層信息共享。

2.2 BIM技術在我國應用實例

（1）上海中心大廈

上海中心大廈是高科技的代表。BIM技術為眾多參與方搭建了信息交流和共享的平臺，整個設計充分體現了綠色、環保、節能、可持續的建筑業新理念，從項目的設計到后期的運營管理和維修BIM技術無處不在，徹底避免了項目全壽命期“信息孤島”現象，BIM技術的應用是上海中心成功實施的保障。

（2）國家電網企業館

基于BIM進行全生命周期管理的另一個成功的案例，是CCDI設計的世博會國家電網館。在國家電網企業館施工階段，BIM模型與進度計劃實現4D應用結合，再與工程造價實現5D應用結合，通過立體的可視的模型，為各方提供大量復雜精準共享信息，從而最大限度發揮了業主投資社會效益.

（3）某實驗中心大廈

該試驗中心大廈附樓三層斜交井字梁屋面，層高高（7.2m）、跨度大（22.3m）、井字梁斷面大（500*1400），混凝土體量大（630m3），模板及其支撐體系的結構穩定性控制難度高；借鑒BIM技術的虛擬施工，及時調整異型模板及鋼筋骨架支撐點，很好地解決了結構穩定性問題；該中心大廈地下室機房、設備房眾多，管線交錯布置難度大。

3 BIM技術展望

目前我國BIM技術總體屬于起步階段，它的發展還需要政府、企業以及建筑從業人員共同努力；隨著住房和城鄉建設部《2012年工程建設標準規范制定修訂計劃》中規定的4本BIM標準制定計劃的發布，BIM標準正式進入了國家科學的標準體系，這將促進中國BIM技術、標準、軟件協調配套合理發展。中國建筑標準設計研究院主編的兩本核心國家BIM標準《建筑工程設計信息模型交付標準》、《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》的編寫完成，隨著北京等地方BIM標準及企業BIM標準實施細則，構成了完整的中國標準序列，在“十二五”期間指導中國BIM技術在建筑行業得到的科學、合理的發展。

4 結束語

總之，基于BIM的施工管理已經成為一種趨勢，對實現基于BIM的多參與方協同工作，提高施工管理信息化水平和工作效率取得了明顯效果。從投入來看，不但需要購置軟件，還需要培訓相關的操作人員，要求比較高。BIM 技術業已成為世界上較成熟的施工管理技術，必將對項目建設的質量提高、進度加快、造價降低提供很好的幫助。

參考文獻：

[1]中國房地產業協會商業地產專業委員會，中國建筑業協會工程建設管理分會，中國建筑學會工程管理研究分會及中國土木工程學會計算機應用學術委員會聯合發布[J].中國工程建設BIM應用研究報告2011，2011（10）.

[2]牟茗.四維建筑信息模型技術研究[D].北京：北京林業大學，2009

[3]過俊，陳宇，趙斌.BIM在建筑全生命周期中的應用[J].技術專欄―BIM應用，2010：209-214