BIM技術在建筑工程專業(yè)的應用概述

盧程遙+劉凱霖

摘要：現(xiàn)今BIM技術在建筑工程專業(yè)得到了認可與廣泛的應用，其優(yōu)勢在于方便修改設計、有效地檢查施工圖中的碰撞問題以及各專業(yè)間的協(xié)調(diào)工作等。除此之外在成本控制、綠色節(jié)能和可視化效果展出方面也都有出色的表現(xiàn)。而節(jié)約成本、提高效率、綠色節(jié)能、便捷施工正是BIM在建筑工程類專業(yè)中的主要使用價值的體現(xiàn)。

關鍵詞：BIM；方案優(yōu)化；碰撞檢查；BIM協(xié)同

BIM是building information model的簡稱，是以信息數(shù)據(jù)構建三維模型的工具。早在2002年就已引入建設行業(yè)，至今在建筑全生命周期的應用中都已逐漸完善，并已在國內(nèi)的建筑市場中得到廣泛的應用。它利用輸入信息參數(shù)的方式繪制建筑構件，以三維模型為基礎進行構件與構件之間的模擬搭接建模，從而更形象地考察空間、模擬施工、檢查碰撞。而在其使用上，無論是在可視化還是在邏輯性能，對于建筑師來說，BIM技術無疑是當今建筑行業(yè)的最有力、最節(jié)省成本和提高效率的必備工具。而根據(jù)建筑類不同專業(yè)以及工程進度的不同，BIM技術的應用在建筑全生命周期中的各個階段的表現(xiàn)也有所不同。下文將簡要闡述主流建筑工程市場上BIM技術的應用。

一、方案的優(yōu)化

由于BIM軟件本身是進行的參數(shù)化三維建模，既可如同原始CAD制圖般進行二維的呈現(xiàn)（包括平面、立面和剖面），又可進行三維可視化觀察。而利用傳統(tǒng)CAD在做方案設計繪制二維圖紙的同時，又必須利用三維建模軟件進行三維建模。因此，相對于傳統(tǒng)CAD軟件而言，在方案設計中利用BIM技術可以使傳統(tǒng)的工作進行合并。而本身建筑師的思維應該從空間著手進行設計，平、立、剖面圖無非是在建筑空間上各個面上的映射圖形。在這一點上，BIM完全切合建筑師的思考邏輯，在繪制各個平面的同時可以對三維空間進行實時的分析和考察，既提高了設計的準確度，也提高了效率。

用原始CAD在整個建筑設計圖紙的繪制過程中，立面設計、平面設計與剖面設計無法對應的情況時有發(fā)生；而利用BIM技術繪制，建筑師可根據(jù)實際的繪制情況對草圖和工程圖紙中出現(xiàn)不一致的地方進行思考和更改。既可以反思設計，又可以指導設計。總之，三維可視化信息模型和二維圖形彼此對應生成是BIM技術的一大優(yōu)勢，也方便模型的一步深化，為施工圖的繪制與碰撞的檢測提供基礎信息模型，減少翻模的工作量。

二、碰撞的檢測

一直以來，因圖紙錯誤導致的設計變更或者返工造成的進度與成本的浪費與損失是行業(yè)內(nèi)的一大弊端。據(jù)統(tǒng)計在2010年《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM應用研究報告》通過調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)，77%的設計企業(yè)遭遇因圖紙不清或混亂而造成項目或投資損失，其中有10%的企業(yè)認為該損失可達項目建造投資的10%以上，43%的施工企業(yè)遭遇過招標圖紙中存在重大錯誤，改正成本超過100萬元。

建筑業(yè)高達57%的浪費與消耗，使低碳裝配式建筑的綠色建筑應運而生，其中BIM也是成本控制和降低消耗的時代利器。美國斯坦福大學在總結(jié)BIM技術價值時發(fā)現(xiàn)，使用BIM技術可以消除40%的預算外變更，通過及早發(fā)現(xiàn)和解決沖突可降低10%合同價格。消除變更與返工的主要工具就是利用BIM技術進行建筑模擬建造的過程，并且進行碰撞檢查。

碰撞檢查是指在施工設計階段對各種專業(yè)技術圖紙（包括給排水、暖通、結(jié)構等）綜合檢查其合理性的一種手段，其目的是避免在設計中因?qū)I(yè)間缺乏溝通而導致在施工中出現(xiàn)的結(jié)構與各種管線的碰撞打架以及建筑與結(jié)構之間的碰撞打架所造成設計變更。碰撞分硬碰撞和軟碰撞（間隙碰撞）兩種，硬碰撞指實體與實體之間交叉碰撞，軟碰撞指實體間實際并沒有碰撞，但間距和空間無法滿足相關施工要求。例如，空間中兩根管道并排架設時，因為要考慮到安裝、保溫等要求，兩者之間必須有一定的間距，如果這個間距不夠，即使兩者未直接碰撞，但其設計是不合理的。再如，設計圖紙中挑梁懸挑過少而造成兩個梁間距太近無法施工等。目前BIM的碰撞檢查應用主要集中在硬碰撞。通常碰撞問題出現(xiàn)最多的是安裝工程中各專業(yè)設備管線之間的碰撞、管線與建筑結(jié)構部分的碰撞以及建筑結(jié)構與建筑本身的碰撞。

利用BIM模型的碰撞檢查服務是指利用Revit，ArchiCAD等BIM軟件建立BIM模型，通過碰撞檢查系統(tǒng)整合各專業(yè)模型并自動查找出模型中的碰撞點，可獲得需要的碰撞檢查的報告。而利用BIM進行碰撞檢測的意義不僅能夠很好地控制成本，把控施工進度，減少設計中的變更；而且也是對施工過程的一次三維模擬，提高各專業(yè)間的對接和對設計成果的認知度。

三、BIM協(xié)同

建筑項目工程涉及到建筑、結(jié)構、水暖、電氣等眾多專業(yè)的配合和信息的交流，在傳統(tǒng)的作圖工作流中，各個專業(yè)在設計期間往往缺乏溝通或者溝通不夠，不可避免地出現(xiàn)碰撞等各種施工不合理現(xiàn)象，所以碰撞檢查在此基礎上應運而生。工程人員在傳統(tǒng)的效驗核對工作中難免會發(fā)生一定的疏漏和錯誤，而且效率不高，若是在審核過程中疏漏了工程上的問題往往會導致工程返工，造成不必要的浪費和延誤；而BIM的協(xié)同工作可以很好的解決這樣的問題。在信息即時共享和BIM協(xié)同管理任務分配，并提高對接，是BIM協(xié)同的核心意義。

以ArchiCAD的BIM協(xié)同處理單項工程為例，在協(xié)同工作前需要對設計人員的管理級別進行設定。管理級別的權限越大，所能更改和協(xié)調(diào)管理的范圍和能力越強，管理級別最低的只可對上一級發(fā)包的任務進行設計和更改，而對同級別的其他任務沒有更改權限；但若發(fā)現(xiàn)有碰撞或有類似不合理現(xiàn)象出現(xiàn)，即可及時發(fā)送問題至上一級別的管理，或要求對問題有更改權限或發(fā)送問題至相關工作人員，進行協(xié)同更改，但對于同一個問題只能有一人進行更改，他人既無法更改也不能刪除，所以協(xié)同工作的重點是在前期任務的分配和對工程量的把控上。

BIM協(xié)同實質(zhì)是一種優(yōu)秀的管理平臺，是利用BIM進行設計和檢測碰撞的基礎，只有在協(xié)同優(yōu)化后進行以后的工作也會在效率和人員使用率上有很好的把控。這種高效的管理模式使問題和一些碰撞解決在施工圖的繪制中，從而減少了設計的變更。我國住房和城鄉(xiāng)建設部公布的《建筑業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《2011—2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》分別對施工管理提出了“協(xié)同工作”和“消除信息孤島”“建設協(xié)同工作平臺”加強對施工的管控要求。由此說明，建筑行業(yè)協(xié)同工作在建筑工程行業(yè)中的重要性，而若使用協(xié)同工作，也必須使用BIM技術。

四、結(jié)語

BIM技術的應用涉及到建筑生命周期的各個環(huán)節(jié)，是一套復雜的技術系統(tǒng)。除以上功能外，對算量提取、建筑節(jié)能計算等都有很好的應用。而以上真對建筑設計與施工圖的設計部分的BIM應用做簡要的介紹和分析，僅供參考。

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