BIM技術和建筑施工相關性探析

劉長玲

[摘要]在建筑施工的全過程階段，合理有效的利用BIN技術，進一步研究BIM技術和建筑項目的相關性，更好的應用BIM技術的優(yōu)越性，能夠有效減少資金投入，提高企業(yè)經濟收入、競爭能力和對市場變化的調控能力。

[關鍵詞]BIM技術；建筑施工；相關性

BIM技術在建筑工程中逐漸得到了應用，建筑工程中的各個階段都存在BIM的參與。隨著建筑工程的深入發(fā)展，對于BIN技術的應用也擴展到了更加具體的施工環(huán)節(jié)當中，其在提高建筑工程與現代科學技術的結合方面起到了極大的推動作用。

1BIM技術與智能型全站儀

1.1測量在項目施工中的地位

施工測量是在工程施工階段進行的測量工作，是工程測量的重要內容。施工軸網的建立、構筑物的放樣、項目期間變形測量和竣工實際測量等?，F場施工測量是為了把設計師手中圖紙上的信息，包括建筑物的平面位置（一般使用大地坐標）、構筑物的形狀特征、標高信息在施工現場表達出來，從而指導施工人員在施工過程中的操作。施工測量是建筑工程施工開始的第一步，更是關系到工程質量的重點。

由于經濟的飛速發(fā)展，許多大型超高層建筑物拔地而起。構筑物的類型和所在環(huán)境產生著翻天覆地的變化。復雜的工程項目，如水立方、上海國際會議中心等不僅具有奇特的外形，且使其內部構造也變得相當復雜，機電管道設備紛繁雜亂，施工精細。如果應用傳統(tǒng)的施工測量方法，不但浪費大量的時問精力，并且也存在許多難以解決的問題。

1.2智能全站儀與BIM集成應用

將BIM與智能型全站儀進行集成，使用Revit、Rhino技術通過移動信息設備將建筑信息模型帶入施工現場，利用模型中5D數據信息來操控智能全站放樣，再將智能全站儀獲得的信息反饋給BIM模型，進行比對后修改錯誤信息。

1.3應用方法與步驟

（1）在進行土建復核、現場施工放樣、施工測量驗收階段前，需要有一定的準備工作。首先，用專門的放樣信息編輯軟件，對施工BIM模型進行處理，在BIM模型中創(chuàng)建控制點、放樣點的數據信息（包含編號、類型、坐標等）；其次，將含有控制點、放樣點設計坐標與尺寸信息的BIM模型或特定的數據格式載入平板電腦中的測量放樣應用程序；最后，接收現場軸線及控制點，將智能型全站儀和平板電腦帶到施工現場，利用WIFI或其他無線網絡與智能型全站儀進行連接，按程序進行智能型全站儀的設站，建立虛擬空間坐標系與現實空間坐標系的映射關系。

（2）復核現場建筑結構的建造數據，即根據機電、精裝、幕墻等專業(yè)的設計要求和建筑結構特點到施工現場進行實際測量，收集關鍵節(jié)點的三維坐標。利用基于BIM的3D激光測量定位系統(tǒng)復核現場建筑結構，建立實用的BIM模型，實現精確的深化設計，將問題在深化設計階段得以解決，減少了現場施工問題，提高了施工質量。

（3）完成各專業(yè)深化設計，并更新BIM模型，且所有協(xié)同問題被批準后，施工人員可通過專門的放樣信息編輯軟件，在模型中添加放樣點。將包含放樣點的數據文件（或BIM模型）導人平板電腦中的測量放樣應用程序，或通過云端傳送到平板電腦測量放樣應用程序中，施工人員將平板電腦和智能型全站儀帶人現場并進行設站之后，使用基于BIM模型驅動的智能型全站儀進行各種放樣點的放樣。放樣完成后，根據放樣結果進行施工。

（4）施工測量驗收，使用裝有BIM的智能全站儀進行實際測量，真實采集已完成產品的實際三維數據，通過設計數據與實際測量數據的一系列對比分析來檢查建筑、結構、機電、精裝、幕墻等專業(yè)的施工質量是否合格。最后，將數據對比結果反饋給相關設計人員，將不合理的地方重新修改。

利用智能型全站儀現場測繪進行施工成果的驗收，既能夠確保較高精度，又能夠滿足對施工成果的細致驗收，更能確保施工質量達到標準。傳統(tǒng)拉鋼尺測量方法只能精確到cm級，而利用智能全站儀可以突破mm的精確度。

2BIM技術與虛擬現實（VR）

將BIM與VR有效的集成，使虛擬現實演示單體建筑、集體構筑物甚至城市布局，方便人們用360°全方位審視空間動感和平面表達。這種視覺效果比模型和渲染圖更加生動形象。

2.1BIM虛擬施工技術應用原理

以BIM技術為支持，利用計算機信息模擬轉化的硬件裝置輸出，將工程管理中眾多信息數據整合，從而打造出一個工程數據信息模型，提供給使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的真實模擬，使各施工參與者均可直觀的進行施工項目成本管理、優(yōu)化及進行進度控制，規(guī)避施工風險及施工質量事故的預防，制定最佳施工方案加強實時管理，以保證施工質量水平和施工效率。

2.2虛擬施工技術價值

（1）卓有成效的對項目成本進行控制。應用BIM技術所創(chuàng)建的建筑3D模型結合時間和成本，進行5D化施工管理。并及時采取組織措施、技術措施、經濟措施及合同措施。

（2）提升項目質量。在施工階段之前通過BIM軟件在三維虛擬環(huán)境下的仿真演示，發(fā)現施工管理中安全、質量存在的隱患，規(guī)避施工風險，制定合適的施工方案，直觀的顯示施工全過程，使操作人員全面了解作業(yè)過程，保證施工效率，提高構筑物質量標準，清除不穩(wěn)定因素，保證施工安全，并且有利于減少資金投入與時間損耗。通過5D虛擬施工模擬，能夠檢測施工進度計劃及施工技術的合理性和準確性。

3BIM技術與3D打印

長期以來，建筑工程一直使用較為傳統(tǒng)的建造工具和施工技術，無法滿足設計人員對建筑奇特形式構造的無拘無束的想象力，傳統(tǒng)的建筑方式不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，還造成了自然資源的大量消耗和浪費。新興技術3D數字打印建造，改變了這種長期以來的建筑方式，數字化、自動化的建造方式將給建業(yè)帶來翻天覆地的變革。

3.1建筑3D打印基本原理

3D打印機和普通噴墨打印機的原理類似，工作時需要數字文件來驅動，區(qū)別是3D打印的數字文件是數字三維模型，3D打印建筑使用三維模型文件來驅動作業(yè)；一般普通打印機使用墨水和紙張，而3D打印機的“原材料”相當豐富，如混凝土，塑料，金屬等。

BIM三維建筑模型就是3D打印數字文件的基礎。因為存在BIM模型，3D打印工作省掉了額外建模環(huán)節(jié)，而BIM工作量并沒有太大增加?？傮w來說，提高了建模效率。從設計BIM模型中直接導出打印模型，也避免了照圖建模過程中出現的差錯，確保了模型的準確性。

3.2建筑3D與BIM集合運用的價值

（1）基于BIM的整體建筑3D打印。利用BIM進行建筑設計，在模型完全搭建完成后直接利用3D打印機打印。構筑物實體可以在短時間內完成，使建筑施工時間大大縮短。通過3D打印技術建造房屋，不需要過多施工人員，減少了人力資源地投入。3D打印是“增材制造”技術，不會產生建筑廢棄物和施工噪音，與傳統(tǒng)施工相比是21世紀以來建筑工藝的突破。

（2）基于BIM的復雜構件3D打印。傳統(tǒng)工藝制作復雜構件、異形構造時，因人為施工難以把握，構件的精細程度和外觀難以保證完美。但使用3D打印機用程序控制制造構件，確保了復雜的曲面構件的精準性。

（3）基于BIM技術和3D打印的施工方案實物模型展示。運用BIM技術可以展示三維模型讓業(yè)主與設計之間交流、交底提供便捷。結合3D打印技術打印后將三維虛擬模型實體化。這種表達效果更佳。3D模型便于攜帶展示，更可讓人在任何角度全方位觀察建筑構造。解決了視頻和渲染圖角度單一的弊端。

4結語

上述三種技術是當下比較熱門的應用發(fā)展，然而BIM在施工上的應用發(fā)展并非只有這些。2013年我國已經提出“BIM與九大技術的集成應用”，更是在2015中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告中相繼提出，要使BIM將建筑行業(yè)所有方向串聯起來，而互聯網更是BIM與其他科技的重要紐帶。