淺談BIM在建筑工程施工中的應用及研究

文/舒炳霞 池州市遠東房地產開發有限公司 安徽池州 247000

1、BIM 在施工過程中的獨有優勢

1.1 可視化

BIM 的可視化技術是應用三維實體繪制技術和三維渲染等技術，將平面上的二維線性構件呈現出來，并將施工圖紙轉化為極其逼真的動態模型。將以前難以想象的圖形進行可視化呈現，同時將連續構件進行交互的反饋操作，使整個建設項目不僅達到視覺上的可視化，而且在整個設計和運行過程中都可以形成可視化。

1.2 信息共享、協調和互動

BIM 利用計算機提供的數字模型，為參與者提供一個共同監督、使用數據、協同工作、發現問題和解決問題的平臺。BIM 模型集成了建筑物的所有相關信息，并有一套完整的設計文件。它能夠承載各種圖形，并能處理與施工有關的數據和信息，特別是能夠支持施工項目中的各種計算，系統中輸入的信息可以在平臺上由各部門共享，實現信息的共享、協調和交互功能，從而大大地提高了整體的工作效率。從項目開始到設計、施工、運營，所有的甲方和乙方都可以通過BIM隨時了解到項目的進度，在項目的每個階段都進行提前溝通，配合有關部門的規劃，提前制定計劃方針，并能保證在有效的時間內不斷修改并完善施工方案，實現了方案的最優化設計，同時滿足了不同參與部門的意愿，使建設項目的施工質量得到了大幅度的提高，確保施工項目能夠保質保量地完成。

1.3 優化性

由于建設項目的特殊性，一個微小的錯誤就可能導致整個項目毀于一旦，這是一個非常嚴峻的考驗，這就要求建設項目的制定必須嚴謹，而傳統的手工測量數據，計算的結果不可避免地存在各種各樣的偏差。在傳統的建筑施工圖設計過程中，結構工程師首先在二維圖紙上完成整個工程的結構設計，然后獨立設計暖通、消防、給排水、電氣等各個項目，并把他們呈現在一個共同的結構圖紙上，最后直接把所有的組件放在一起，但是這樣很容易產生設計不一致的結果，出現這種問題時，正好可以運用BIM 技術解決。利用BIM 技術建立的模型，可以直接找出設計中的空間位置碰撞問題，及時對施工圖提出合理化的建議，形成修改方案，最終修改施工圖。

2、BIM 在施工中的具體應用

2.1 虛擬仿真建設

BIM 可以在虛擬的計算機中完整地顯示未成形的工程，通過相關技術人員的操作，顯示施工的整體過程，進行施工模擬工作，可以顯示出工程實際的施工效果圖，將梁、板，柱等結構及各專業管道的空間在計算機上進行立體顯示，根據不同的工程環境和特點，為施工項目提供最優化的建議，可以明顯地提高圖紙的可操作性。在施工前，BIM 技術將靜態的平面信息通過計算機進行合理地轉換，在室內形成直觀的三維模型，通過指令操作完成對實際施工狀態的高仿真模擬試驗，模擬施工的重要過程和核心技術，在仿真的過程中，BIM 利用信息數據庫確定施工的關鍵節點，并逐一還原具體施工的操作過程和最終施工效果圖。不僅如此，該技術還可以識別施工圖的缺陷，并提供優化方案，保證施工工藝的可行性。

2.2 施工進度及控制

BIM 模型在成本方面已經相當成熟。從目前的發展趨勢來看，將BIM 技術應用于施工的全過程管理，即將BIM 技術與項目管理知識相結合，控制施工的整體進度，是工程領域的一個主要研究方向。施工進度控制包括工程工期控制和整個工程的質量控制，在保證質量的前提下，盡量縮短工期。這就要求在施工過程中，施工的人員必須及時掌握施工進度的相關信息，為實際的計劃進度的對比提供數據信息，技術人員能夠及時發現問題，并解決好相關的問題。在進行項目進度管理前，施工方將根據合同的要求、施工條件和設計方案，如甘特圖、網絡計劃圖等等，合理制定施工的進度計劃，這些傳統的方法缺乏動態調整的可控性，基于構件的進度控制很難計算，在實際運行中往往不能真正地發揮作用，BIM 技術的施工仿真技術可以在原有三維模型的基礎上增加進度維度，形成獨特的4D 模型，并在計算機上同時顯示曲線圖、柱狀圖和模型仿真，進行對比分析，幫助用戶確定不同時間節點的計劃工程完成程度，并應用于實際施工中。施工人員將比照BIM 計劃，現場實際完成的工程能清楚地掌握工程的實際實施情況，及時調整施工進度。而BIM 的兼容性也允許接受圖紙和施工外部因素的變化，自行改變施工進度，為施工方提供最佳的施工方案，減少大量的人力和物力，保證施工的整體進度。

2.3 施工期資金和物資的動態監測

在傳統的施工中，借助人工計算資金，材料的使用不僅費時費力，而且不準確。此外，原材料市場價格波動大，國家福利政策隨時變化，材料價格參差不齊，沒有時效性，因為數據波動性大，往往無法對建設資金做出非常完整的計劃，影響到實際工程的效益。BIM 技術將具體的工程量數據、工程造價和材料造價加入到BIM 造價信息中心數據庫，建立施工現場的三維模型數據庫。在BIM 信息平臺下，根據實際的工程進度計算指定節點的工程量，分期計算工程量，方便短期工程結算和使用。平時也可以隨時用各種電子或移動通訊設備追蹤到施工現場，隨時掌握工程的資金占用和材料使用情況，掌握主要工程的進度，避免盲目施工，影響施工進度。還可以實現動態地監測技術，為現場提供準確、直觀的施工指導，控制人員的成本，為了降低成本，避免資金鏈斷裂或物資供應不足等問題。而在實際的施工中，管理者可以看到整個工程分包的動態成本變化示意圖，實現復雜工程施工預算的計算、檢查、調配和分析，并根據數據及時調整施工方案。

結論：

BIM 技術在工程施工階段的應用，在很大程度上提高了工程建設的質量和效率，解決了傳統施工中存在的不足和缺陷，極大地促進了整個建筑業的進步。各施工單位要更加重視BIM 技術，注重它的實際應用，培養掌握BIM 技術的人才，提高BIM 技術在施工中的效益。