BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展

汪銀栓

摘 要：BIM是以建筑工程項目的各種數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，利用計算機(jī)創(chuàng)造的三維建筑模型。隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)受到相關(guān)部門和建筑領(lǐng)域的關(guān)注和認(rèn)可，它貫穿于勘察、設(shè)計、采購、施工、運(yùn)營等項目全壽命周期過程，與傳統(tǒng)的建筑工程管理相比，BIM技術(shù)能夠有效地優(yōu)化設(shè)計、控制進(jìn)度、提高質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期及保障安全。本文通過闡述BIM技術(shù)的本質(zhì)及特點，聯(lián)系實際分析了BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；土木工程；施工應(yīng)用

中圖分類號：A 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：TU71

一、BIM技術(shù)簡介

BIM的全稱是Building Information Modeling，即建筑信息模型，是把一個工程項目所有信息包括在設(shè)計過程、施工過程、運(yùn)營管理過程的信息全部整合到一起的建筑模型，相對于傳統(tǒng)的建筑CAD技術(shù)而言，BIM技術(shù)更加先進(jìn)，也更加仿真，將傳統(tǒng)的建筑行業(yè)施工模式及建筑工程管理模式向更加精細(xì)的設(shè)計、高效科學(xué)的管理模式上轉(zhuǎn)變。BIM把建筑工程帶入三維空間，通過數(shù)字技術(shù)，提高信息工程與信息集成建設(shè)，改變員工依靠符號、文字形式的圖紙進(jìn)行項目建設(shè)和運(yùn)營管理的工作方式，實現(xiàn)建設(shè)項目的整個生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì)量，并減少錯誤的風(fēng)險和目標(biāo)。

二、BIM基本特征

日前，設(shè)計單位一般采用CAD軟件進(jìn)行工程項目的平面圖、結(jié)構(gòu)斷面、工藝圖等圖形的繪制，并沒有真正的涉及使用BIM軟件（如Revit建模軟件）去進(jìn)行設(shè)計，也少有利用軟件去輔助設(shè)計的情況，因此，采用BIM技術(shù)參與到設(shè)計工程是需要優(yōu)先解決的問題。在CAD設(shè)計時代，人們通過繪制不同的視圖來表達(dá)建筑物，而在BIM設(shè)計時代，我們可以在同一個模型的基礎(chǔ)上輕而易舉的得到我們想要的各個平面圖，大大縮減了設(shè)計的時間。即便出現(xiàn)設(shè)計變更，我們只需要在模型中更改相應(yīng)構(gòu)件即可，而不是去各個平面圖中逐一修改。BIM設(shè)計并不是對以往設(shè)計過程的全盤拋棄，仍要做一些原有的工作，如結(jié)構(gòu)計算，效果制作、虛擬現(xiàn)實制作等。但是，運(yùn)用BIM技術(shù)將更加方便，擁有統(tǒng)一的模式，導(dǎo)入相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算和工程量計算軟件即可得到各項指標(biāo)，同時成果交付模式也能夠得以改善。傳統(tǒng)的紙質(zhì)版成果交付，迫使接收方在進(jìn)行下一步工作時需要自己根據(jù)自己軟件要求重新導(dǎo)入有關(guān)數(shù)據(jù)。一個成果在這樣重復(fù)操作的情況下難免會出現(xiàn)紕漏，運(yùn)用BIM技術(shù)可有效減少在成果交付過程中產(chǎn)生的錯誤，避免造成不必要的損失。

三、BIM技術(shù)對于建筑行業(yè)的重要性

在過去的30年中，隨著社會的發(fā)展和生活觀念的變遷，城市建設(shè)進(jìn)入了空前發(fā)展的黃金時期，建筑行業(yè)經(jīng)歷了粗放式的增長形態(tài)。如今經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了常態(tài)化，以前在建設(shè)行業(yè)里有這樣一個規(guī)律，只要能接到項目，怎么干都能掙錢！這導(dǎo)致建筑行業(yè)一直是粗放型的管理模式。而現(xiàn)在企業(yè)面臨著激烈的競爭，我們不得不提高管理水平。BIM技術(shù)的出現(xiàn)就成了促進(jìn)項目的精細(xì)化管理，增加企業(yè)競核心爭力的有效途徑之一。BIM技術(shù)是一項顛覆設(shè)計、施工管理的新技術(shù)，徹底改變了相關(guān)人員的工作和管理方式。無論從現(xiàn)階段BIM工具出發(fā)，還是基于未來協(xié)同管理模式創(chuàng)新來看，BIM的應(yīng)用推廣趨勢已不可阻擋。就如同10年前的互聯(lián)網(wǎng)一樣，基于BIM所引領(lǐng)的技術(shù)變革、管理變革，也勢必會創(chuàng)造出新的商業(yè)機(jī)會、商業(yè)模式和新的工作崗位。無論是對施工企業(yè)與施工管理人員，將會產(chǎn)生重要的影響，它將直接決定施工企業(yè)的施工技術(shù)與管理水平和相關(guān)從業(yè)人員的素質(zhì)。

四、BIM技術(shù)在土木工程施工階段的應(yīng)用

4.1可視化應(yīng)用之中的三維幾何建模

就我國土木工程施工領(lǐng)域的發(fā)展情況來說，大部分的建筑設(shè)計都停留在施工設(shè)計圖紙階段，通常是由建筑設(shè)計師利用電腦或手動進(jìn)行施工設(shè)計圖紙的繪制，其將建筑設(shè)計進(jìn)行呈現(xiàn)的方式也是以線條為主，難以將所設(shè)計的建筑直觀的體現(xiàn)出來。雖然在目前階段已有一些建筑模型軟件被開發(fā)出來，其也能夠以所輸入的建筑工程施工設(shè)計之中的信息，來向人們呈現(xiàn)出相應(yīng)的效果圖，具有一定的直觀性，但其通常僅僅是外觀及輪廓的呈現(xiàn)，一旦涉及到較為細(xì)節(jié)的部分，如建筑的內(nèi)部構(gòu)造形式、系統(tǒng)的管線布置等方面的內(nèi)容，這些建筑模型軟件便無法良好的將其呈現(xiàn)出來，需相關(guān)的設(shè)計人員結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計圖紙，來對建筑的三維構(gòu)造進(jìn)行想象，可見其應(yīng)用具有較大的局限性，也無法達(dá)到良好的效果。而BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域之中的應(yīng)用，可有效解決以上問題，實現(xiàn)可視化建筑模型的構(gòu)建，其中不僅僅有三維外觀模型，還具有包括水、電、暖等內(nèi)部設(shè)備在內(nèi)的三維模型，可向人們呈現(xiàn)出全面直觀的建筑三維建筑模型[1]。在運(yùn)用BIM技術(shù)來進(jìn)行三維模型的構(gòu)建時，常用的方法為BIM圖元組件，其可通過建筑設(shè)計相關(guān)人員自行編制或系統(tǒng)內(nèi)置的方式，使之在土木工程施工領(lǐng)域的實際應(yīng)用之中，相關(guān)人員可以自行的開展相關(guān)構(gòu)建材料、排列方式、數(shù)量、尺寸等方面的設(shè)計。這種方法的應(yīng)用，不僅僅可以對較為規(guī)則的土木工程建筑進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，還能夠?qū)哂忻黠@不規(guī)則形狀的土木工程建筑構(gòu)建出詳細(xì)的外形，從而能夠為工程的實際施工提供具有直觀性的詳細(xì)參考。

4.2施工進(jìn)度管理

進(jìn)度控制是指采用的科學(xué)、合理的方法確定建筑工程施工的周期，在材料供應(yīng)、人工管理、風(fēng)險預(yù)估的基礎(chǔ)上保證工程進(jìn)度目標(biāo)的一種手段。由于建筑工程的工藝復(fù)雜性、建設(shè)周期長、涉及范圍廣等特點就決定了建設(shè)過程中會受到諸如不可抗力發(fā)生等多種因素的影響，導(dǎo)致實際的施工出現(xiàn)進(jìn)度或費用偏差的現(xiàn)象，大大增加了設(shè)計變更、簽證的可能性。雖然現(xiàn)在主要利用進(jìn)度圖表的方法加以控制，但該方法形象性差、不便各專業(yè)的協(xié)調(diào)溝通以及難以理解和執(zhí)行。如果將BIM4D軟件技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，工作人員對工程重點和難點的部位進(jìn)行分析，制定切實可依的對策，依據(jù)模型確定方案、排定計劃并劃分流水段，然后合理編制網(wǎng)絡(luò)計劃，及時將編制的網(wǎng)絡(luò)計劃與對應(yīng)的構(gòu)件模型進(jìn)行聯(lián)系，達(dá)到可視化效果，為建筑施工進(jìn)度的安排提供科學(xué)依據(jù)。

4.3施工控制

第一點，利用BIM技術(shù)對施工進(jìn)度及施工的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在土木工程的施工之中，即便是有相應(yīng)的施工方案作為依據(jù)，也難以完全遵守施工方案開展相應(yīng)的施工工作，常常會出現(xiàn)中途修改施工方案的問題，對工程施工的進(jìn)度及質(zhì)量都會造成影響。此時，可在土木工程施工之前，利用BIM技術(shù)的3D可視化模擬技術(shù)，來對相應(yīng)的施工操作進(jìn)行模擬，以此來達(dá)到對施工操作即流程的熟悉，避免不必要錯誤的發(fā)生，確保施工質(zhì)量。第二點，利用BIM技術(shù)對整個施工過程進(jìn)行控制。在土木工程的實際施工之中運(yùn)用BIM技術(shù)，不僅僅可以實現(xiàn)對工程整體施工方的控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)對工程施工之中各個施工環(huán)節(jié)的控制。其主要是因為BIM技術(shù)所擁有的模擬性，利用該技術(shù)的這一特點，可對工程局部結(jié)構(gòu)之中的施工工藝進(jìn)行模擬，對解決實際的施工之中的難點問題極為有利。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：寧夏圣峰建筑工程有限公司）