淺析BIM技術在土木工程中的應用現(xiàn)狀

況利民

(上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院，上海市 200240)

淺析BIM技術在土木工程中的應用現(xiàn)狀

況利民

(上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院，上海市 200240)

作為一種新型輔助工具，BIM技術已被應用于建筑、橋梁、公路、市政及水利等土木工程領域，使得設計高效、直觀，施工便捷，管理簡化而系統(tǒng)。闡述與分析近年來BIM技術在土木工程領域的應用情況。

BIM；土木工程；應用

0 引言

BIM作為現(xiàn)代土木領域的新型輔助工具，即“建筑信息模型”的簡稱，可完全展現(xiàn)土木工程的整個生命周期，進而實現(xiàn)加強管理工程項目的目標。盡管在我國土木工程領域（如建筑、橋梁、公路、市政及水利等專業(yè)）研究和應用BIM技術的時間不足10年，但仍取得了一定的突破和成果。

因此，通過調研，本文分析和總結近幾年國內土木工程領域應用BIM的情況和效果，為相關領域的從業(yè)人員提供一定的參考與借鑒。

1 建筑

在建筑領域，研究與應用BIM的工程案例較多，涵蓋樓宇工程、裝修工程及功能化建筑等。

（1）樓宇工程

應用BIM技術于樓宇工程，通過空間模型對比與概念設計相結合的原則，不僅呈現(xiàn)出為設計師提供直觀交流平臺的效果，更實現(xiàn)了低碳、可持續(xù)的設計目標，如采用了BIM技術進行綜合設計的云南省最大的單體醫(yī)療建筑——云南省第一人民醫(yī)院綜合樓項目[1]。 此外，在騰訊北京總部大樓工程項目中（見圖1），BIM技術不僅輔助性管理了技術、質量、安全、商務等方面，實現(xiàn)了基于 BIM的總承包管理，制定多參與方、多終端的綜合管理模式和集成式管理的目標，還開展了基于 BIM的智能施工放樣、三維激光掃描、3D打印等創(chuàng)新應用[2]。

圖1 騰訊北京總部大樓工程整體 BIM模型[2]

（2）裝修工程

在我國傳統(tǒng)建筑物裝修工程的設計、預算、施工、驗收與使用階段存在不少問題和管理模式缺陷，然而應用BIM技術的可視化模型、工程量清單分析和4D施工模擬技術等功能，可發(fā)掘出BIM技術建筑物裝修工程中的技術優(yōu)勢和應用價值[3]。以建筑外墻裝飾工程的工程量計算為例[4]，BIM的計算價值就優(yōu)越于現(xiàn)行的CAD模式，如BIM算量速度快，在大幅縮短設計方案和設計變更評價響應時間的同時，造價人員更加主動地參與設計和施工階段的決策，從而提高了造價人員的工作層次和價值。

（3）功能化建筑

功能化建筑，如光伏建筑，由于缺乏一體化設計分析平臺，其設計通常被割裂為建筑設計和光伏設計兩個過程，不僅造成設計過程復雜化、工作量增加，而且容易忽略一些重要的要素，如建筑物對于光伏系統(tǒng)陰影輻照影響。

然而，通過構建基于BIM的光伏建筑集成化設計與分析平臺，既可通過擴展光伏組件，融入電氣特性，實現(xiàn)光伏建筑集成化設計的目的，達到對包括陰影輻射和光伏電氣在內的多種功能進行分析的效果，還可減少成本，降低能耗。如基于BIM的光伏建筑集成化設計與分析平臺，可將某具體變電站光伏系統(tǒng)的投入減少 11.7%，電能損耗降低 5%。證明本平臺可以有效改進光伏建筑的設計[5]。

2 橋梁

將BIM技術應用于橋梁的設計、施工和監(jiān)理等多個方面，可解決各方的一些問題[6]。在一些項目的設計階段，勘察設計單位引入BIM協(xié)同設計模式，可取得諸多良好效果。如在永寧黃河公路大橋的設計階段引入了BIM理念，實施了BIM技術應用，模擬了設計的三維效果，實現(xiàn)設計的可視化。 BIM技術的應用使得設計更精確、合理，對工程量的控制愈加精確，工程造價也愈加合理 ，為大橋的施工組織設計提供了良好的基礎資料[7，8]。

施工單位機關技術部門內實施BIM技術比較容易，BIM可幫助施工單位改變傳統(tǒng)項目資料整理模式。BIM是監(jiān)理單位的一種新型督察工具，相關從業(yè)人員在熟悉監(jiān)理業(yè)務的前提下，通過逐步熟悉常用BIM軟件，不僅達到在BIM平臺上提取、插入、更新信息的目的，還可將監(jiān)理工作成果反映到BIM模型中。

3 公路

利用BIM，建立協(xié)同模型[9]（見圖2），在高速公路前期建設管理中，就可以全面而充分地考慮公路工程全壽命周期各階段，分析主要構筑物關系、線位合理性、專業(yè)碰撞檢測、材料統(tǒng)計、工程量核算等，進而有效地將工程周期內各階段聯(lián)系起來，提高設計質量，優(yōu)化設計方案，更好地進行施工管理和營運管理。以浙江省41省道嶺下隧道工程為依托，建立基于BIM的公路隧道運維管理平臺，為公路隧道運維管理提供一種直觀、便捷的管理方式，提高了公路隧道的信息化管理水平[10]。

圖2 高速公路BIM模型關系圖

4 市政

市政領域應用BIM技術多集中于城市綜合管廊和地鐵工程。城市綜合管廊工程的管線種類多、密度高、口部設計復雜，傳統(tǒng)基于CAD的設計模式在設計過程中極易出現(xiàn)設計沖突、設計管理無序、施工圖出圖效率低等難題，而近年來基于BIM技術的城市綜合管廊工程協(xié)同設計方式可顯著提升設計階段的管廊工程設計效率及質量[11]。

地鐵工程位于地下且空間狹小，地鐵的安裝工程是要在這狹小的空間內將各類管線、設備進行布局，管線及設備在設計及施工安裝過程中極易發(fā)生沖突碰撞。深圳地鐵9號線、上海地鐵11號線、武漢地鐵2號線等地鐵項目，利用BIM技術，通過模擬分析或構建3D-BIM模型，不僅精細化管理了各個專業(yè)，減少管線安裝的碰撞及對結構的損害，而且保證設計與施工的同步以及各專業(yè)之間的統(tǒng)一協(xié)調性[12-14]。

5 水利

BIM技術在水利領域應用得較為廣泛，既可應用于整個大型水利項目，又可運用于單個水工建筑物。以大型水利項目——凱樂塔水利樞紐項目為例[15]，BIM既能夠快速布置水利工程項目的優(yōu)化方案，又可對相關工程進行良好的信息化管理，從而有效地縮短工期，降低施工難度，減少工程投資，保障工程的順利實施。將BIM引入單個水工建筑物，可解決其選型獨特、技術復雜、設計效率低及參建各方信息共享水平低等問題[16]。

6 結語

總之，通過近十年的應用與發(fā)展，BIM技術 已為土木領域工程項目的設計、施工、監(jiān)理等方面帶來了諸多益處，解決了以往工程項目在實施過程中存在的不足，有效地提升了土木工程的實施效率和效果。但由于受制于眾多客觀原因，一些問題也不能有效解決，BIM技術并沒有完全大規(guī)模化和普及化應用。這就需要各領域的從業(yè)人員通過不斷的學習和探索，熟練掌握、運用和推動該項技術的普及化應用。

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TP317

B

1009-7716（2017）04-0250-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.074

2017-03-06

況利民（1998-），男，江西安義人，大學本科在讀，土木工程專業(yè)。