淺析BIM在工程中的應用

楊 碩 甄江輝 李朋杰

華北水利水電大學

前言

隨著社會飛速發展，各項技術升級，工程結構形式越發復雜，工程相關工作開展與協調都面臨著巨大挑戰。對此，可視化仿真技術能有效解決此類問題，其中BIM可以解決多階段各種難控問題，其優勢越發明顯。BIM(Building Information Modeling)起源于美國，由三維模型發展而來，而后在歐美、日本等國家得到采用。在2002年，我國學者將BIM定義為建筑信息模型。它是個綜合信息數據庫，包含項目資料、設計需求、施工信息、管理等全生命周期各階段的信息。利用BIM技術可以生成模擬建筑物模型，用于明確建筑的三維幾何形狀信息和非幾何信息，如各種構件材料、重量、價格等。

1. BIM特點概述

BIM技術與其他技術相比，主要有以下五大特點：

可視化。借助三維建模，將虛擬建筑物立體化展現，同時模擬三維環境，給人的視覺效果更為直觀?？梢暬唧w體現在項目設計和建造，運營過程中的溝通、討論和決策等階段，如：項目設計圖紙展現、相關報表生成等。讀圖難度得到降低，減少工作時間、提高工作效率。

協調性。水利工程施工周期長，在項目實施過程中，一旦出現問題，需立馬將有關人員組織起來開協調會，從而找到問題原因及解決辦法，而BIM的協調性能幫助更早的解決問題。主要表現在BIM技術可以在建筑物施工前期對各部分可能產生的碰撞問題進行預測并進行協調，同時生成協調數據，為此后協調工作提供借鑒。BIM實現了數據共享，加強了各單位之間的協助及溝通。

模擬性。BIM技術可通過軟件平臺模擬設計出建筑物模型以及不能在真實世界進行操作的行為。模擬性涉及到設計、施工和運營等階段，借助BIM信息平臺，可進行例如節能、地震逃生、光照和火災人員疏散等相關模擬，降低后期安全隱患，這一點對于大型工程運營很有必要。

優化性。BIM技術實際運行過程中，能建立起一個相對穩定的應用模式，其模型能提供建筑物及其變化以后的實際存在信息，能實現前期優化。另外，借助BIM技術，可以對同項目進行多方案進行對比模擬分析，能更好的實現項目方案優化設計。

可出圖性。BIM建立在三維建模基礎上，出圖快捷。通過對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后，可以出平面圖、剖面圖、綜合管線圖、綜合結構留洞圖等。

2. BIM國內外應用

1975年，喬治亞理工大學的Charles Eastman教授創建了BIM理念，幫助建筑工程實現可視化和量化分析。隨后該理念逐漸發展至歐洲。目前，BIM在美國、歐洲、中國、日本、韓國、新加坡等國家得到了很大的支持和發展。借助軟件進行BIM實施平臺建設，該平臺具體統一的數據格式，各方數據提交后，業主將數據整合，形成整個項目的最終BIM模型。此外，設計院或施工單位內部都可借助此類平臺進行內部優化管理。如美國德克薩斯州科帕斯克里斯蒂的JUMBO項目。

至今，國內外應用BIM的項目已不在少數。如在慕尼黑某火車站主站臺工程中使用了BIM技術的Allplan軟件。南京青奧會議中心運用BIM技術解決了建筑造型復雜，施工難度大的困難。劉孟將BIM技術應用于黃河特大橋項目施工管理中。秦麗芳將BIM技術應用于水利水電施工安全檢查系統中。王仁超將BIM技術應用于混凝土壩工程施工信息管理中。楊宏斌將BIM技術應用于水電工程施工總布置設計中。林偉等將BIM技術應用于小南海水電站施工組織設計中。于國等設計并開發了結合BIM與GIS的工程項目三維場景可視化與信息管理系統。朱健將BIM信息化施工技術運用至深基坑施工過程中，通過深基坑BIM三維模型，實現多方無障礙的溝通和信息共享。

總言之，使用BIM技術受益最大的是業主。在設計階段，實現三維可視化，可進行碰撞模擬并生成報告，提出優化建議，在設計時期就對項目進行優化，避免后期返工；借助協調功能讓更多人參與其中，減少設計變更。在施工階段，實現四維模擬，便于施工人員讀懂圖紙，提供施工所需信息，減少施工錯誤，提高工程質量，并可以與業主實現實時交流施工進程。BIM技術通過虛實結合，保證運營維護階段的正常，使工程產生最大的效益。

3.不足與展望

BIM自誕生到如今得到多行業的青睞，但其在技術、管理層面也存在一些問題。如：BIM建筑信息模型的數據錄入是一個不斷優化、完善的過程，時間周期長；國內BIM技術軟件研發不夠完善，人員對BIM認識不夠完全，導致其功能不能充分發揮?？傊?，雖然實現 BIM技術推廣應用需要時間和投入，但從長遠來看，BIM 的投入一定會產生其效益或者放大工程建設企業現有業務的效益，可幫助工程項目提升生產效率、提高建筑物質量、降低建造風險和建造成本。

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