BIM在建筑領域的應用

謝敏立+馬馳+尚昳冰+李艷杰

[摘 要]建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是利用工程項目的一些屬性、信息等數據的提煉與合成，通過數字化模型對工程項目進行設計、施工、運維等全方位立體化管理的一門科學技術。BIM在建筑領域的應用是非常廣泛的，它覆蓋了工程項目的各個階段。要進一步推動BIM技術在我國的蓬勃發展，需要多種方法相結合：1.政府以及相關行業部門應大力支持并對BIM相關標準進行規范；2.國家應大量培養相關BIM人才；3.國內軟件開發商應積極推廣BIM技術。對BIM從管理的高度進行研究，這對我國提高集成一體化管理質量和水平有重要意義。

[關鍵詞]BIM；建筑領域；工程設計

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）09-0057-03

一、BIM的發展現狀

任何一種創新與改革，只要能夠加速行業的發展，提高人類的生存價值就實現了其本身的價值，BIM技術也不例外。建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是利用工程項目的一些屬性、信息等數據的提煉與合成，通過數字化模型對工程項目進行設計、施工、運維等全方位立體化管理的一門科學技術。在BIM的發展進程中，美國是最早啟動并研究建筑信息化的國家。目前，美國的建筑領域對BIM技術的應用已經相對熟練，其中包括建筑企業在建設初期的設計、施工模擬及運維管理等。

除了美國，BIM技術現也已擴展到了歐洲、日本、韓國等許多國家。我國BIM在建筑業也掀起了一股熱潮。目前，住建部已經發布了相關文件并明確提出將BIM技術應用到建筑施工的各個階段。同時，經過這兩年BIM在國內的發展與應用，各個省市也出臺了相應的BIM文件以及相應的BIM標準。深圳市住建局發布的一份文件就提出“推廣運用BIM技術等新興協同設計技術”。2014年，上海市政府也提出在3年內將BIM技術應用到世博園區、前灘地區等6大重點功能區。他們要將BIM技術作為上海市建筑業發展的核心戰斗力。但是BIM在運營方面還缺乏統一的實施標準，有些小型建筑公司因為資金等問題而不能使用BIM技術。但不否認，BIM在建筑領域的應用是非常廣泛的，它覆蓋了工程項目的各個階段。

二、BIM在建筑領域的應用

目前，在許多建筑工程設計中，設計者應用傳統的CAD等軟件進行圖紙設計，然后進行招標以及后期的施工建設。簡單的二維圖形使投標方及施工者都難以領會設計者的想法，而且這種設計在初期也不能看到最后的竣工效果，施工過程中施工人員之間的相互協助也很少見。可見，建筑施工企業要想邁進一條系統的、高效的、合理的發展道路，那就需要結合可視化的工程項目，就必須加強BIM技術在建筑領域的推廣與應用。

（一）BIM在設計管理上的應用

在設計管理上，BIM技術可以發揮它的特長。設計人員可以通過BIM技術建立三維模型，將傳統的二維圖轉換成空間立體結構，并將大量的設計標準輸入到模型中，從而構造出三維信息模型，還可以對機電以及鋼結構等復雜的物件進行深化設計，從而使這些復雜的構件更加簡單明了。例如，在一些大型建筑工程中，由于建筑空間布置復雜而且多樣化，對建筑內的各種管線構件質量要求很高。在進行設計時，各種管線之間容易發生碰撞，這會給施工方帶來諸多麻煩，造成施工方的二次施工等，這不但會增加其成本而且還延誤工期。在這種情況下，可以應用BIM技術進行設計。BIM技術可將建筑、結構、機電等一系列模型結合，再根據Green Building軟件進行能量分析和碰撞試驗檢查。這樣就可以根據試驗數據對管線進行相應的調整，從而在工程設計階段發現問題并解決。利用BIM技術除了可以對機電深化進行設計外，還可以將鋼結構進行深化設計。利用鋼結構BIM模型，可以在建筑施工前對具體鋼構件的相關節點進行優化調整，并且通過碰撞試驗提前校核等。這樣可以進一步節省人力、物力，并且為復雜環境下的施工提供更有力的幫助。在設計階段除了可以建立3D信息模型外，設計人員還可以進行可視化設計，為施工方及其他人員提供更有力的保障。BIM技術還可以在設計初期對施工場地進行三維的場地布置，這樣可以將工程施工周邊的實際環境通過數據信息的方式填充到建筑模型中，讓施工人員靈活地進行平面布置，從而使施工更加合理高效。

（二）BIM在投標簽約管理上的應用

首先，在投標簽約的管理上，BIM模型的可視化能讓投標方深入了解各種相關條件，從而保證數據資源的共享。其次，我們還可以用Revit軟件中自帶的渲染功能，讓設計出來的模型達到真實的效果，同時還可以使用漫游功能，讓所有人都能夠了解模型的內外部構造。同樣，我們還可以建立三維模型以及使用BIM5D，對工程施工過程中的各個階段進行模擬，讓相關人員了解施工各階段的工程進度。接下來可以用三維動畫展示施工方的不同施工方案。使用BIM可以進行無紙化招標，從開始到結束，全部招標都可以用BIM技術完成。最后，還可以根據BIM所屬的算量軟件進行工程預算等。這樣不但節約了大量的紙張，而且攜帶方便，真正做到了快捷、方便、綠色環保。用BIM技術進行招標，與傳統的文字加上口述等相比，其更簡單明了，更容易展示技術的應用。

（三）BIM在施工管理上的應用

在施工管理上，BIM技術不僅可以讓施工人員了解自身的任務，還可以模擬施工進度。工作人員可以用BIM技術在計算機上執行施工過程，模擬施工布置和施工流程等。此外，BIM技術還可以關聯各個專業的施工過程以及不同專業在同一區域、同一平面的施工狀況。這樣可以更系統地為各專業施工人員提供幫助。當一些施工人員出現施工分歧時，BIM技術可以相應地模擬各種方案并尋找出最優方案。BIM技術不僅可以進行上述施工的模擬，還可以進行工程量的統計，只要將模型導入到QTO等相關軟件中，工程量就可以精確地匯總出來。當建筑工程竣工驗收之后，BIM技術還可以將最終制定的全部BIM模型，包括工程信息電子資料等都刻錄成光盤備份保存。endprint

BIM技術覆蓋了整個建筑施工過程，從最開始的招標，到最后的運維管理階段。如今的許多大型建筑工程都應用了BIM技術。2011年，遼寧省盤錦市就應用BIM技術建立了第一個大型體育場館——盤錦紅海灘體育中心。盤錦體育場應用索膜結構進行建造，超大跨度的索膜是國內外所有同類結構中最大的。但是傳統的方式大都是通過Ansys建模進行找形，然后在CAD上進行深化。這需要很長的時間，況且這種方法比較容易出現錯誤。作為結構設計的難點之一，利用BIM技術可以實現索膜結構設計的高度參數化和高度精確性。這既節省時間，又為后期相關的工作與試驗提供了相關保障。在盤錦體育場的建設過程中，BIM技術不僅應用到初期的建模，而且工作人員還進行了施工動態模擬以及結構仿真模擬等。這樣，在設計初期就已經解決了后期施工的許多問題，這大大縮短了施工的工期，而且還減少了不必要的失誤。

（四）BIM在造價管理上的應用

在造價管理上，目前我國的建筑領域造價管理還停留在傳統的階段性造價管理的模式上，并沒有連續性地將整個施工過程的造價進行聯通，從而實現工程一體化。然而，基于BIM技術的建筑工程造價管理已經將零散的數據信息過渡到了施工過程一體化的模式。在設計決策階段，BIM技術可以完成工程項目預算書的編制。同時，設計人員在設計初期可以將模型相應構件的造價信息輸入到BIM造價軟件中，從而直接生成有效的工程量以及相應的成本預算量。在工程竣工后，就可以利用BIM直接生成工程的結算量。目前，我國建筑領域大多采用限額領料的管理方式，對工程材料的消耗額度沒有明確的規定。在數據信息相對不完整的情況下，工程人員不能有效地進行材料估算。使用BIM技術，工程人員就能夠快速地對所消耗的材料進行分析結算，從而真正實現限額領料的政策。可見，利用BIM技術的全過程造價管理，可以快速提高工程造價的效率、細化工程量的計算以及有效控制造價數據信息的缺失。

（五）BIM在運維管理上的應用

在運維管理上，BIM技術能夠實現標準化的管理，在創造更舒適的使用環境的同時，讓使用者得到更大的便利，從而達到事半功倍的管理效率，實現成本的最大控制。利用BIM系統透過3D演示圖形的模式，能將業主，設計單位以及施工單位聯系起來，這樣除了可減少施工糾紛、提高施工效率外，還能夠保證并促進建筑工程的質量和信息科技一體化的推進與發展。

同時，良好的物業管理是確保人民資產安全的最基本原則，有效合理地管理業主的資產對一個機構保持財務健全是極其重要的。利用BIM圖形數據庫整合設備，可以協助監控資產，將建筑信息傳遞到后期的運營與維護階段，最后通過數據結構的通用性將建筑信息整合到其他可以使用的應用程序中。除此之外，傳感器與RFID技術也可以與BIM技術進行合作，通過自動化技術實現與BIM模型的相互集成，為建筑物運營之后的火災現場人員逃生、室內準確定位等提供支持。

三、進一步推進BIM的方法

如果要進一步推動BIM技術在我國的蓬勃發展，則需要多種方法相結合。

1.政府以及相關行業部門應大力支持，并對BIM相關標準進行規范。

目前，我國的建筑企業都是國有企業占主導地位，他們對BIM技術的應用相對保守。因為BIM技術正處于初始研發與使用階段，很多企業不敢貿然應用。若政府能夠采取提供扶持政策積極宣傳使用BIM，并出臺相關文件將BIM技術列入基本建筑軟件中，同時設立統一的BIM相關標準，成立BIM中心，那么BIM技術在建筑領域以及相關領域的發展將更加迅速。

2.國家應大量培養相關BIM人才。

從目前來看，BIM技術是未來建筑領域的發展趨勢。政府以及各大高校應該讓更多的大學生去了解BIM技術，鼓勵他們去學習并使用它參加相關的BIM賽事。

3.國內的軟件開發商應積極推廣BIM技術。

BIM技術剛剛在中國興起，作為軟件技術的領頭羊，國內的軟件開發商應該建立優良的市場環境，大量開展以BIM技術應用為核心的建筑設計及工程咨詢服務。同時，應協助政府建立相應的BIM標準，例如：標準產業化及住宅使用標準、規劃設計報批審核標準等。大型且成熟的軟件開發商可以與高校進行合作，成立BIM實訓基地，讓學生接觸新興技術，在學生畢業后可以推薦學生就業，同時，也可以對高校教師進行BIM培訓。

四、結語

BIM技術雖然是一門新興的科學技術，但是其發展的速度已經超越了人們的想象，它的出現引發了工程領域的第二次信息革命。BIM不僅是一門技術，它更是一種具有現實意義的信息化模型。它讓傳統的線條轉化成為三維立體模型，把單一的工種變成了多工種協調工作，它還將設計出的同一模型應用到整個施工階段。BIM技術不僅可以應用到設計中，而且可以應用到施工、運維等階段。BIM技術雖源于建筑領域，但是未來它一定會發展到各個領域。隨著信息化時代的到來，社會上會涌現出一大批BIM人才。根據BIM技術的特點與功能，其未來不僅可以在建筑領域內廣泛應用，而且可以在其他領域發光發熱。在建筑領域，建筑方可以根據BIM技術的特點進行可視化招標，設計方可以利用BIM技術進行設計規劃，施工人員可以依據BIM技術進行施工，工程竣工之后開發商可以利用BIM進行銷售等。消費者可以依據BIM技術的三維動畫渲染圖和漫游對自己要消費的物品進行深入了解。隨著BIM技術的完善與發展，BIM技術會滲透到我們生活的各個方面。因此，對BIM從管理的高度進行研究，這對提高我國集成一體化管理質量和水平有重要意義。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉占省，趙雪峰.BIM技術與施工項目管理[M].北京：中國電力出版社，2015：125.

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[責任編輯：陳 明]endprint