BIM技術在建筑工程設計與施工階段中的應用價值

王天識

摘? ? 要：BIM技術的出現和應用，不僅滿足了國家對建筑行業的發展需求，而且也同時滿足了人們對建筑設計的各項要求，BIM技術打破了以往傳統的建筑模式，對建筑設計以及施工管理方面有著十分重要的作用。

關鍵詞：BIM技術;建筑設計;施工階段;應用

1? 前言

BIM（building information modeling）技術本質上而言是一種建筑信息化模型，是近年來伴隨著計算機技術及建筑行業的發展、進步而興起的一種計算機輔助建筑設計新技術。綜合建筑工程相關數據信息，能夠借助計算機BIM三維仿真軟件，構建三維立體化仿真模型，其高度集成了建筑信息及相關設計、施工、運營管理信息，可通過模擬參數設置、調整優化及模型渲染等，提高項目建設質量和數字化水平。

2? BIM技術在建筑項目設計中的應用

2.1? 基于BIM技術進行建筑項目協同設計

當前實體建筑項目結構越來越復雜，在傳統二維時代，基于CAD設計制圖具有諸多弊端，如無法實現不同專業間相關數據、資源的共享，且缺乏協同設計平臺，還比如PKPM等系列設計軟件無法解決各專業間的碰撞問題。因此，將BIM技術引入到建筑項目協同設計中，可借助三維集成信息化模型，使建筑給排水、結構設計、建筑主體設計、電氣專業、暖通工程等不同專業項目在同一模型中進行。例如，基于BIM信息化模型，建筑工程結構設計專業人員直接提取建筑結構信息及對相關節點設計參數進行計算與分析;而建筑工程項目設備專業人員則可采用BIM仿真模型分析建筑物中的暖通負荷等，同時還可根據BIM中間模型處理器，對建筑結構整體設計模型進行構造、注釋、修改等，由此可使設計信息得到實時互通傳遞及信息資源共享，更好地解決不同專業之間的設計協調難題，提高建筑工程項目設計質量與效率。

2.2? 基于BIM技術進行建筑項目設計成果動化效果展示

BIM信息化模型最大的技術優勢就是“可視化”效果好，而且其具有強大的建模、渲染以及動化可視化展示功能。在建筑工程項目設計時，采用BIM系列軟件進行設計，技術人員可將抽象、結構復雜的建筑二維模型，通過直觀的三維可視化模型進行通俗化表示，由此為建筑工程非專業人員及業主的功能判斷及設計決策提供了更為高效和明確的依據。與此同時，在項目方案設計階段，若建筑使用功能或者設計意圖發生變化，基于已有BIM信息化交互模型，可在短時間內實現效果圖和設計動化成果的更新與修改，且利用BIM模型的附加動化展示功能，可供設計人員在短時間內制作項目后期整體效果圖，不僅能夠降低設計難度，還可節省設計變更成本。

2.3? 基于BIM技術進行建筑項目設計過程協調

除了協同設計與動化效果展示之外，在以往建筑工程項目設計全過程中，可能同時存在多個不同項目之間的分項結構設計。比如，常見的大型建筑工程中有建筑消防設計、建筑主體結構設計、建筑機械模塊安裝設計、暖通工程設計、電氣化系統設計及通信網絡工程設計等，而在傳統設計模式中，上述不同分項工程設計之間的矛盾和糾紛不可避免，且難以協調，同時需要耗費大量人力和物力資源。若基于BIM技術模型進行可視化、集成化設計，可同時在一個三維模型中實現不同項目、專業之間的設計分工協調與系統優化。對于很多設計人員而言，其普遍缺乏施工經驗，所以其在項目分項工程設計中，往往只注重本專業內的項目設計內容，而容易忽視與其它專業之間的協調，這樣不僅會增加設計難度，還可能產生后期設計變更等問題。因此，為了提高項目后期施工可行性，采用BIM技術進行輔助協調設計，可加強不同專業技術人員之間的交流與溝通，從而能夠減少設計差錯與漏洞，縮短設計時間，進而有效消除或避免設計沖突與矛盾。

3? ?BIM技術在項目施工中的應用

3.1? 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。

3.2? 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。

3.3? 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。

4? 結束語

在建筑設計和施工管理中應用BIM技術，能夠對傳統的建筑設計形式進行優化和創新，不僅簡化了設計過程，也提高了設計效率。同時，BIM技術的應用也能夠節約成本，避免資源的浪費，對建筑行業的發展起到積極的促進作用。

參考文獻：

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