建談施工中的BIM技術的應用探討

穆浪

摘要：BIM是以建筑工程各項信息數據為基礎構建建筑模型，是一種用于設計、建造、管理的數字化方法，是建筑信息化發展的重要產物。本文首先分析了BIM技術的產生背景，其后圍繞某建筑施工管理中的應用案例展開分析論述，最后探討了建筑施工中BIM技術的應用優勢與目前尚存在的問題，以供參考。

關鍵詞：建筑工程;BIM技術;產生背景;應用優勢;工程案例

引言

自BIM概念提出以來，在我國發展迅速，越來越引起建筑業內人士的關注。基于BIM技術開展建筑施工模式創新，可以創建精確的三維模型，最大限度的降低施工風險，保證建筑施工的順利開展，圓滿完成建造工作。BIM技術的推廣應用，將徹底轉變傳統的工程協作方式和協同模式，進一步加快我國建筑領域的發展，加強此方面研究探討具有重要的現實意義。

1 BIM技術的產生背景

20世紀70年代，“Building Description System”這一構想首次被提出，為后期的“Building Information Modeling”奠定了重要基礎，2002年Autodesk公司明確提出“BIM”這一名詞，并在全世界范圍內迅速推廣開來。

國內BIM技術起步相對較晚，但是發展十分迅速，目前已經得到了國家建設部門和許多建設、設計、施工單位的重視，同時根據我國現階段基礎設施建設形勢來看，工程數量巨大、結構形式更加復雜，超大型工程項目不斷涌現，傳統的施工與管理方法更加難以滿足實際工程建設需要，同時BIM的應用實踐經驗越來越豐富，為BIM技術在我國建筑業的進一步發展奠定了堅實基礎。

2 施工中BIM技術的具體應用情況

2.1 工程概況

本文僅以我公司在重慶的某住宅建筑為例，因總公司要求在學習日本的裝配式建筑施工及湖南遠大住工和三一集團的裝配式建筑施工管理的基礎上，對本項目的施工管理上采用BIM技術，在此做一個介紹：此住宅樓總建筑面積15470.99m2，地上18層、地下3層，標準層層高3m，共計3個單元，一梯兩戶。本建筑為裝配整體式剪力墻結構，預制構件包括內/外墻板（4層及以上）、女兒墻板、疊合板（2層及以上）、轉角板（PCF）和樓梯板（1層以上），其余為現澆，預制率60%，如下圖1所示即為標準層標準單元構件拆分示意圖。

2.2 BIM技術在建筑施工中的應用情況

2.2.1 創建BIM模型

本項目BIM建模軟件采用Revit，BIM包括三大部分：現澆、預制以及施工器具，現澆部分（現澆梁、現澆墻），可利用Revit自帶的“系統族”創建;預制和施工器具部分，需在Revit中創建“可載入族”，以構建裝配式施工BIM模型。

2.2.2 參數化創建墻板斜支撐族

Revit在創建族時，必須確定族的樣本文件作為創建族的基礎，本項目預制墻板施工時需設臨時固定措施——斜支撐（包括：支撐桿、支撐托座、預埋螺栓），以此承受墻板側向荷載，對預制墻板垂直度進行調整。斜支撐支撐桿安裝是基于兩個參照標高，支撐托座安

裝在墻板面、頂板面。在Revit創建支撐桿族、支撐托座族、預埋螺母族時，分別選擇的族樣本文件為“公圖2支撐托座族和預埋螺栓族制結構框架—梁和支撐”、“基于面的公制常規模型”、

“公制常規模型”，如圖2所示即為創建的支撐托座族和預埋螺栓族。

2.2.3 墻板斜支撐的碰撞檢測

本項目L形、T形暗柱節點兩側墻板斜支撐存在碰撞的可能性，通過三維可視化模型可直觀展現是否存在碰撞的情況，同時可直接在模型中修改，調整墻板斜支撐位置。BIM軟件Revit、Navisworks均可進行碰撞檢測，此處采用Revit即可。

2.2.4 復雜節點的施工仿真模擬

本工程4層以下為現澆混凝土結構、4層及以上為裝配式混凝土結構，3層現澆墻體定位鋼筋位置是否準確，直接關系到上層墻板的安裝質量，對此本工程利用BIM技術對豎向構件復雜節點處進行施工仿真模擬，即：利用三維模型生成動畫，對復雜工程、復雜節點開展施工預演，提前發現施工中會發生的問題，及時調整施工方案。

2.3 建筑施工中BIM技術的應用分析

2.3.1 應用軟件

利用BIM技術進行建設工程項目的實施過程，也就是大量相關軟件的協同工作的過程，如下表1對對市場上的主流BIM軟件進行一些總結梳理。

表1軟件類型

2.3.2 應用過程

（1） 三維建模：三維建模必然優于平面視圖，可實時查看結構構件相對位置關系、水電管線分布情況等等，也可將施工現場情況與根據設計圖紙構建的模型進行實時對比，及時發現施工錯誤，以此優化施工、減少返工。

（2） 材料工程量自動統計：基于BIM的三維模型是一個信息高度整合的數據庫，可通過Revit軟件導出各種數據表，如：在主體結構施工時，可提取每層樓框架梁、柱數量表和混凝土方量、鋼筋用量明細表等;在預制構件采購時，可將所需預制構件三維模型發給預制廠家，防止采購的預制構件與實際需求不符，同時可利用BIM數據統計功能，合理安排資源供應、施工計劃，減少由于工程量計算不準確所致的損失。

（3） 二維出圖：BIM技術下，可利用Revit Structure等軟件的自動剖切功能，在三維模型任意角度生成剖面圖;若是出現設計變更，只需在三維模型中修改相關參數，即可重新導出新的剖面圖，并由此保證施工準確定位。

（4） 物料跟蹤管理：基于BIM構建的三維模型是一個參數化模型，涵蓋各種數據信息，施工時需將進場材料的相關信息輸入模型中，包括：材料批次、生產日期、供應商等，實現對物料的跟蹤管理，一旦出現質量事故可立刻追溯事故來源。

（5） 先試后建：可利用Navisworks等軟件，在三維模型技術上增加時間維度，以此實現4D施工模擬與進度管理，在實際施工中，可將施工現場情況與三維模型實時對比，及時調整進度計劃;可通過計算機實時顯示施工流程，以此明確各階段施工任務、施工計劃。

（6） 檢測協調：BIM技術實現了結構、水、暖、電等各專業整合，通過三維碰撞檢查，明確管線沖突點、結構不協調位置;通過信息共享，及時將問題反饋給設計方，消除問題，保證各專業有效協同，減小施工風險，保證施工質量。

3 建筑施工中BIM技術的應用優勢與存在的問題分析

3.1 建筑施工中BIM技術的應用優勢

（1） 可視化：BIM最突出的亮點就在于其可視化性，工程項目的各項信息均可通過BIM模型實現直觀展現，項目決策、溝通、討論等均可在可視化的狀態下開展;

（2） 協調與協同性：利用BIM的信息管理模式，可打通項目全生命期、全方位信息，及時糾正各種信息的錯、漏、碰、缺，進而無縫連接，有效整合離散信息。

（3） 模擬性：BIM可模擬真實項目，也可模擬真實環境中無法操作的事物，如：BIM在施工階段，可開展3D模擬、4D模擬（包括基于施工計劃的宏觀4D模擬和基于可建造性的微觀4D模擬）、5D模擬（與施工計劃匹配的投資流動模擬）等工作。

（4） 優化性：隨著建筑工程項目的實施，BIM模型持續優化，其可實現對項目目標的動態優化、主動控制，切實提高工程施工質量、運維水平。

（5） 出圖性：BIM技術可實現信息輸出方式的多元化，如：可從BIM模型中提取二維圖紙、提取預加工材料表、預算分析表等等。

（6） 簽證便利：通過發現設計中存在的問題，可以增加工程量清單的缺項少量簽證。可以發現因一個變更要求引起的聯鎖反應，做到先簽后做，防范做了簽不到。

3.2 存在的問題分析

（1） 設計階段沒有得到推廣：當前建設主管部門在力推，施工方也在學習掌握之中，但是設計單位在應用推廣上還比較緩慢。需要發掘其先進性和優越性，以便推廣。

（2） 減少工程索賠：由于設計錯誤發現得早，大大減少返工和減少浪費，同時也減少了施工方的利潤。

（3） 影響了部分造價管理人員的積極性：透明度得到提高后，專業人員在造價控制方面的工作成績相應就減少了。模糊的工作量沒有了，造價管理的水份也就沒有了，部分人員急需調整工作心態。

（4） 現澆混凝土結構比裝配式混凝土結構的應用復雜：通過施工和建模對比，裝配式建筑更加易于采用BIM技術進行施工和管理。

結語

綜上所述，BIM在建筑行業的推廣應用是一大重要技術革新，其利用計算機技術實現了建筑工程項目的信息集成和施工實際過程模擬，有利于實現建筑施工前的控制與施工過程中的動態管理，不斷優化施工方案，保證施工質量滿足要求，避免出現返工問題影響工程成本，最終更好地推動我國建筑行業的發展。

參考文獻

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