淺談BIM技術在項目全生命周期中的應用

(西安工業大學 陜西 西安 710021)

建筑行業是產品規模最大、數據量最大、數據最難處理、最缺乏數據管理的行業。隨著建筑行業的飛速發展[1]，BIM技術被引入建筑行業，它成為了建筑行業的流行語，被應用于項目的全生命周期，包括方案決策、規劃設計、建造施工、運維管理、改建拆除等所有層面，為建筑業的發展帶來巨大的效益[2]。本文結合工程經驗淺談BIM技術在項目全生命周期中的應用。

一、BIM技術在方案決策階段的應用

項目前期策劃階段對整個建筑工程項目的影響很大。BIM技術應用[3]在項目前期的工作有很多。

(一)投資估算。應用BIM系統強大的信息統計功能，在方案階段可運用數據指標等方法獲得較為準確的土建工程量及土建造價，同時可用于不同方案的對比，可以快速得出成本的變動情況，權衡出不同方案的造價優劣，為項目決策提供重要而準確的依據。BIM技術可運用計算機強大的數據處理能力進行投資估算，這大大減輕了造價工程師的計算工作量，造價工程師可節省時間從事更有價值的工作如確定施工方案、評估風險等，進一步能細致考慮施工中許多節約成本等專業問題，這些對于編制高質量的預算來說非常重要。

(二)環境評估。根據項目的經緯度，借助相關的軟件采集此地的太陽及氣候數據，并基于BIM模型數據利用相關的分析軟件進行氣候分析，對方案進行環境影響評估，包括日照環境影響、風環境影響、熱環境影響、聲環境影響等評估。

(三)確定BIM應用目標。在項目實施BIM技術前，BIM規劃團隊首先要確定具體的、可衡量的、可操作性的BIM項目目標，這些目標要能夠促進項目的方案決策、規劃設計、建造施工、運維管理、拆除改建成功運行的。

二、BIM技術在規劃設計階段的應用

在規劃設計階段使用BIM技術，可以將一切關鍵的總體規劃因素帶入一個整合的三維模型，通過為團隊提供豐富的可視化三維模型以及對設計中可持續性因素進行分析，做出高質量、有可持續性且美觀的設計。

(一)工作空間功能規劃設計。為項目做三維的工作空間規劃，準確定義、分析和保存重要的參數。

(二)場地總體規劃設計。分析和理解項目所在地及項目總體規劃方面，將確保設計方案符合規范標準。

(三)空間體量推敲。在對項目的場地和位置都有了初步規劃設計后，就能夠開發三維空間體量模型來設計建筑的高度、層數的整體形式。

(四)總概算和總工期。對項目范圍和目標有了清晰的認識后，就可以利用上述空間體量模型生成的工程量，來開發高級別的項目概算和大的階段計劃。

三、BIM技術在建造施工階段的應用

BIM在建造施工階段中能夠協助控制進度的預算，可用于模擬施工流程，這會幫助團隊檢測包括任何管線設備和建筑物間的沖突，提前發現解決問題。同時可以在材料采購階段準確計量以降低不確定性。

(一)施工計劃/4D。集成了時間參數的BIM模型使團隊可以模擬和分析項目的施工進度。能夠在虛擬環境下把工程模擬一遍可以幫助團隊調整進度來避免沖突，并能協助采購和

計劃人工，從而實現施工方案的修改和優化[4]。

(二)造價/5D。準確估算材料和成本對項目的成功至關重要。通過把成本參數整合到模型里，BIM模型能用來對項目成本進行準確度極高的估算。這也使得團隊可以更好地選擇材料和施工技術來控制項目預算。

(三)施工監控。在施工現場使用多套二維圖紙已經是過去時了。今天在工地都可以查看BIM模型了，這使得工作人員可以更好地理解預期效果，這也會幫助那些相對缺乏經驗的施工隊伍完整地理解整個項目。在現場使用筆記本電腦和觸屏移動設備觀看模型，能對施工工作狀態進行高質量的無縫監控。

(四)竣工模型。一個完整的BIM竣工模型對業主和運維人員來說是一份寶貴的資產。該模型應該集成施工階段做出所有決定的完整文檔，包括設計更新和建材設備產品選型等。

四、BIM技術在運維管理階段的應用

擁有井井有條的項目信息對于運維管理極為有利。使用BIM技術可以發揮出模型的全部潛力，幫助管理人員作出及時精確的判斷。

(一)建筑試運行和功能驗證。新建工程的建筑試運行和功能驗證是一項范廣泛并且復雜的工作，需要困隊考慮覆蓋整個工程范的根多參數。在基于BIM模型的試運行和文檔管理流程的幫助下、同樣的傳統二維圖紙和人工填寫檢查清單有了參照信息，也能夠變得更加準確和高效。

(二)空間管理。大型項目的工作空間管理利用各類翻修工程和維護維修，以滿足入駐用戶的需求。在竣工模型的幫助下，團隊能夠有效地辨識、計劃和監控修工作。

(三)可持續性。在現階段市場中、跟蹤和監控建筑效能來滿足其可持線性目標是一項必需的工作。BIM中豐富的可視化和準確的信息能幫助團隊進行能源使用、維護的監控和計劃工作。

(四)建筑智能化。雖然BIM和建筑智能化系統之前被普遍認為是兩個分離的系統，但現在Open BIM的工作進展正促使業界探索集成BIM模型和已有智能化系統的可能性，以幫助更好地進行建筑智能化控制。

五、BIM技術在改建拆除階段的應用

改建拆除是建筑物全壽命周期的最后一個階段，目前國內對這方面的的研究應用涉及很少，沒有相對成熟的拆除方案。因此，在此做出簡單的探討。以民用建筑為例，在其70年的壽命期到來之際，其設計圖紙、使用過程中產生的數據資料、房屋、管線的改建情況錯綜復雜，同時，紙質資料有著著丟失和損毀的風險，為拆除工作帶來極大的麻煩。現在的拆除方式多以定向爆破為主，簡單粗放，產生的建筑垃圾大多采用“一鍋端”的處理方式，極易產生環境污染。

在改建拆除階段引入BIM技術，首先確保了整個項目全壽命期數據資料的完整性，方便了解改、擴建情況；在拆除前，能夠對拆除工程量進行精確的計算，有利于合理規劃安排作業人員、機械設備，優化施工作業進度，同時能夠根據模型結合現場實際情況，合理選擇施工機具；利用BIM技術的3D模擬技術可以模擬拆除順序，對存在較大風險的拆除部位進行反復模擬，規避拆除風險；在建立BIM模型時，會清楚地反映出各構件使用的材質，因而在拆除階段可根據不同材質，對建筑垃圾進行分類處理，提高回收率，減小污染。