BIM技術在建筑設計、項目施工及管理中的應用

翟凌雨

摘要：近年來，城鎮化的快速推進，交通網絡的大力建設，使得BIM技術在我國建筑工程中的應用越來越廣泛。BIM技術不僅有效地控制了建設周期，還提高了建筑質量，降低了建設成本，讓整個建設管理更加精細化。本文主要從建筑設計、項目施工、管理的角度對BIM的技術要點進行分析，旨在為建筑企業的建設管理進言獻策。

關鍵詞：BIM技術;建筑設計;項目施工;管理

引言

BIM技術是現代信息技術與建筑技術結合的產物。BIM技術貫穿建筑設計、施工、驗收、拆除、翻新等工序始末，利用數字技術對各作業工序、各建設單位及運營商的信息進行整合，做到優化設計、精準施工、安全驗收。與傳統建筑技術相比，BIM技術以數據模型為依托，信息的關聯性、可靠性、質量更高，能在降低建筑成本的同時，提升建筑工程的質量。

1 BIM技術在建筑設計中的應用

1.1 協同設計

現代建筑的建造融合了各個學科的知識，如暖通、排水、電氣等。需要一個協同平臺，將各方的專業優勢發揮出來。減少因為信息溝通不及時，出現的設計錯誤和漏洞。傳統建筑圖紙的設計屬于二維設計，缺少立體感，圖紙設計多以設計單位的意見為主。而BIM技術下的建筑圖紙設計不僅要考慮后續施工的難度，還要結合運營商、業主的意見。BIM技術能在建筑施工之前，收集各方的設計意見，形成信息數據庫，運用數字技術，對建筑施工的實際場景進行預演。在預演的過程中，對未來可能出現的問題進行識別。此外，BIM技術的協調性還體現在各個管道布線之間的協調、水電氣管道布置與其他設計的協調性。

1.2 效果圖展示

在技術方面，BIM技術能根據不同建筑設計要求，對門、窗、電梯等要件進行添加和組合，并標記各個要件的具體尺寸和方位。便于設計方、運營商、業主觀察不同要件構成的不同效果圖，并從中選擇最優組合。對于結構復雜的建筑體，BIM技術能對建筑體進行分割，針對某個剖面進行系統分析和改造。避免某個設計環節錯誤導致整體建筑壽命、安全系數降低。

1.3 融合現代設計理念

現代建筑設計特別強調物盡其用。特別是在高房價的背景下，建筑內部空間、格局設計的合理性顯得特別重要，BIM技術能對建筑物的層高、戶型結構進行事先模擬。同時，現代建筑設計強調綠色節能，如建筑物熱能的損耗多與玻璃的性能有關，BIM技術能對玻璃的方向、尺寸等數據進行匯總，通過數據分析觀察玻璃導熱性能的不同，進而選擇合適的玻璃材料進行施工。此外，溫馨舒適也是現代建筑設計理念之一，設計師可以利用BIM技術探索建筑物朝向、層高與建筑物通風、采光之間的關系。

2 BIM技術在項目施工中的應用

2.1 碰撞檢查

未來的建筑多為高層、超高層建筑，內部結構將越來越復雜，各個要件、管線相互交錯，很難用常規的三視圖檢查建筑內部設計的合理性。設計者能通過BIM的碰撞檢查技術，檢查各管道、鋼筋、工序之間是否存在碰撞的情況。碰撞檢查技術旨在減少建筑工程不必要的變更和返工。建筑學上的碰撞包括：1硬碰撞，即各實體間在空間上存在重合、交集;2間隙碰撞，顧名思義實體之間存在間隙，但是不同部件之間的最小間距過短，不滿足設計要求。BIM的碰撞檢查是自動的，系統的。檢查完畢后將形成碰撞報告，設計者可以根據碰撞報告對各部件的分布進行重新修正，優化整個建筑模型。

2.2 造價算量技術

BIM技術能根據施工各部件的數量、尺寸等數據初步計算出整個建筑工程的造價。這在一定程度上減少造價員核算工作量，減少了計算差錯，提高成本預算信息的準確性。在項目施工階段，造價算量技術多用于工程結算。在實際操作中，施工項目的工程結算往往是按照不同階段進行的。施工方通過選擇BIM模型中的部分要件就可以得出部分工程的款項，進而收款。同時，造價算量技術還能幫助施工方根據不同的施工節點，科學合理地引進設備、原材料等，實現精準領料、用料，避免原材料入場不及時，影響工程進度。另外，一個建筑項目的施工常常受政策、氣象等的影響，如東北地區冬天的雪期較長，冬天的施工難度非常大，受材料市場價格和人工成本波動等的影響，跨年施工極易引起工程變更及工程糾紛。再者，業主需求的改變也會導致工程變更。如業主強烈要求施工方將低端的門窗更換為高端門窗。需要設計者利用BIM技術對門窗的尺寸、價格等信息進行重新匯總，并根據計算結果，更新一份可用于結算的造價報告。

2.3 虛擬建造技術

所謂虛擬建造就是根據項目實際等比例的構建建筑模型，在建筑模型的基礎上對項目的實際施工進行預演。BIM技術是利用3D技術對各關鍵部位、重點工序進行反復動態模擬的，能透過虛擬的動畫、影像全方位的觀察建筑物的外觀造型、內部結構等。并從中確立最優的建筑模型，建筑模型的精準性越高，項目的施工就越精準。在3D模擬的基礎上增加時間管理維度，能幫助施工方掌握施工的時間節點，減少返工，節約時間成本。同時，運營商、業主能時刻掌握項目的進展情況，形成4D動態管理。在4D動態模擬的基礎上加入成本數據，能有效減少人工、材料的浪費，減少經濟風險，實現各方經濟利益的最大化，實現5D動態管理。BIM的虛擬建造能給業主以真實的視覺體驗，業主能對項目施工進行全程監督。再者，施工負責人可以利用可視化的模型對工人進行技術交底，以便工人了解施工要求、安全注意事項等。BIM虛擬建造的模型是眾多數據信息的融合，對于后期的運營和維護具有重要的指導意義。因此，施工方可以將BIM虛擬模型賣給運營方。

3 BIM技術在管理中的應用

3.1 數據共享

信息傳遞的有效性和流暢性對于整個項目建設來說至關重要。業主、運營商將工程信息、建筑物的周邊環境信息等傳遞給設計方，設計方根據這類信息進行匯總分析，并制定出設計方案，將設計信息傳遞給施工方，施工方則將建設信息傳遞給運營商、業主。形成信息流動和無損失傳遞，將所有信息整合，形成一條全程可跟蹤、可監管的信息鏈。同時，時間信息、成本信息、造價信息等多維度數據信息的高度融合，使得BIM建筑模型中的數據很難在某一電腦上完成儲存與運維。BIM建筑模型的數據共享是透過大數據云平臺實現的，即數據核算、方案驗證、模型優化都是在服務器中完成，服務器根據客戶端發出的指令進行工作，再將數據信息傳遞給客戶端，一來二去，形成客戶端與服務器之間的信息交互。

3.2 預防性養護

預防性養護不僅能降低交通設施的后期維護成本，還能提高交通設施的使用壽命。相關數據顯示，每多投入1元養護費用，可降低10-20元的大修費用。因此，預防性養護在整個的建筑工程管理中起著重要作用。公路出現大面積裂縫、橋梁出現坍塌不是突發性事件，而是缺少必要的養護分析和管理。不同公路、橋梁的車輛荷載信息、周圍的環境信息、所處的氣候信息有所不同。對于公路、橋梁的養護，不能單靠工程師的經驗，應該借助BIM技術，構建分析模型，對各類信息進行匯總計算，得到各個時期公路、橋梁的養護方案、養護工藝、養護費用等。形成動態管理，實現交通運輸的數字化管理。

3.3 精細化管理

BIM技術是以數據作為管理基礎的，建筑數據、成本數據、時間數據讓建筑的整個建設過程更加細化。模塊式管理成為可能。BIM建筑模型能記錄工作人員之間、各工序之間的溝通信息，保證各條快的數據信息能夠及時查閱、追蹤。通過建立責任制度，對設計、施工、維護等環節進行全面檢查，從根源上減少人為因素、物料因素造成的安全、質量事故。

結語

BIM技術兼有信息整理和分析，協同設計、效果圖展示、碰撞檢查、造價算量等功能，是發展綠色節能型建筑的重要技術之一。日益復雜的建筑結構給建筑施工方帶來了一定的建設難度，建筑施工方應該好好利用BIM技術，在對工程信息、建設信息、環境信息進行匯總分析的基礎上，實現多維度的數據管理，以不斷提高自身的建設管理水平，贏得客戶的認可。

參考文獻

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