淺析建筑項目中BIM的技術(shù)應(yīng)用

楊柳枝

（中船第九設(shè)計研究院工程有限公司，上海 200090）

建筑，常常被稱為遺憾的藝術(shù)品。從方案設(shè)計到項目落地建成，有太多不可控的因素，復(fù)雜且多變。隨著建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，項目的特性逐漸朝著體量巨大、建筑造型復(fù)雜多樣、任務(wù)周期緊張、參與方眾多、多專業(yè)協(xié)同工作的方向發(fā)展，對項目管理的要求也日益提高。傳統(tǒng)的工程管理，由于缺少功能強(qiáng)大的信息共享交流平臺，導(dǎo)致在項目推進(jìn)過程中常出現(xiàn)信息不對等、各自為政的不良局面。BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過將各專業(yè)信息集成，構(gòu)建全面的項目信息平臺，協(xié)助有效且高效的管理決策，真正實(shí)現(xiàn)全生命周期的項目價值提升。

1 BIM的概念解讀

BIM，常規(guī)理解為BuildingInformationModel，即建筑信息模型，是指產(chǎn)品，是一個項目的物理和功能的數(shù)字化表現(xiàn)形式；也可以理解為BuildingInformationModelling，建筑信息建模，是指過程，是獲取、建立、使用信息模型的工作流程及方法的集合；更深一層的解讀是，BuildingInformationManagement，建筑信息管理，是指標(biāo)準(zhǔn)，是以模型為基礎(chǔ)的一系列技術(shù)、流程、人員、政策的管理。

BIM技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)建設(shè)項目信息的集成表達(dá)，幫助設(shè)計方、施工方和業(yè)主方直觀、有效地理解建設(shè)項目設(shè)計情況，檢查設(shè)計空間沖突，輔助進(jìn)行工料分析、結(jié)構(gòu)分析、光照分析等，并可用于項目后期項目管理維護(hù)。

基于BIM技術(shù)和方法，集成項目信息的收集、管理、交換、更新、存儲過程和項目工作，為建設(shè)項目生命周期中的不同階段、不同參與方提供及時、準(zhǔn)確、完整的信息，支持不同項目階段之間、不同參與方以及不同應(yīng)用軟件之間的信息交流和共享，以提高項目設(shè)計、施工、運(yùn)營、維護(hù)的效率和質(zhì)量，持續(xù)不斷地提升工程建設(shè)行業(yè)生產(chǎn)力水平。

BIM是對現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)的更新，更是對現(xiàn)有建筑生產(chǎn)模式、管理模式、使用模式的轉(zhuǎn)換和發(fā)展，是對建筑全行業(yè)運(yùn)行的銜接性、準(zhǔn)確性和效率的大幅提高，也是實(shí)施建筑可持續(xù)、循環(huán)再利用等綠色建筑概念的有效保障。

近年來，無論是國家還是地方，都在不斷發(fā)布關(guān)于BIM技術(shù)推進(jìn)的政策。這些政策既有針對BIM技術(shù)推廣的政策性要求，又有具體項目的推進(jìn)目標(biāo)，還有從技術(shù)層面上對于工程全過程BIM應(yīng)用的指導(dǎo)性意見。政策與標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)，保證不同參與方采用同一工作準(zhǔn)則，進(jìn)而能進(jìn)行更廣泛的數(shù)據(jù)交換與共享。

2 BIM工作模式

項目展開的BIM平臺，通常Revit系列軟件為主，并同時使用Navisworks、Rhino等軟件共同完成相關(guān)工作。在眾多三維軟件中，Revit是主體設(shè)計和集成管理的平臺。Revit兼顧設(shè)計工具和管理工具之間的平衡更符合真正建筑協(xié)同設(shè)計的流程習(xí)慣，加之較高的市場保有量和比較完善的分類編碼體。Navisworks軟件能夠完成碰撞校核（硬碰撞、間隙碰撞、副本碰撞）、4D模擬、渲染、漫游和對象動畫。Rhino擅長處理異形建筑造型。

BIM模型通常按專業(yè)拆分，各專業(yè)在共享的協(xié)同平臺上單獨(dú)創(chuàng)建中心模型，專業(yè)內(nèi)部通過本地模型與中心模型同步數(shù)據(jù)，專業(yè)間的協(xié)同采用鏈接中心模型的方式實(shí)現(xiàn)。這種協(xié)同機(jī)制下，各專業(yè)的模型相互獨(dú)立，工作互不干擾，但又能夠?qū)崟r更新其他專業(yè)模型內(nèi)的數(shù)據(jù)，并以此作為建模和協(xié)調(diào)沖突的依據(jù)。

圖1 BIM模型整合各專業(yè)信息

BIM模型是集成的，BIM團(tuán)隊也是整合高效的。團(tuán)隊內(nèi)設(shè)建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電專業(yè)工程師，負(fù)責(zé)建立各專業(yè)的模型，設(shè)計過程中與相關(guān)專業(yè)人員溝通，基于BIM設(shè)計模型進(jìn)行分析計算、設(shè)計協(xié)調(diào)、優(yōu)化調(diào)整和數(shù)據(jù)信息的維護(hù)；BIM項目經(jīng)理負(fù)責(zé)對內(nèi)協(xié)調(diào)與對外溝通。分工明確，責(zé)任清晰。

BIM為行業(yè)帶來的不僅僅是新技術(shù)，更是一種新的工作流程。有效的工作模式和流程使整個項目形成良性的運(yùn)作環(huán)境，不僅提高工作效率，同時又帶來成本的節(jié)約、工期的縮短。

3 BIM應(yīng)用

BIM在項目中承擔(dān)設(shè)計集成、輔助管理的重要角色，BIM的應(yīng)用（以方案及施工圖設(shè)計階段為主）主要反應(yīng)在三個維度：設(shè)計輔助、協(xié)調(diào)整合及決策支撐。

3.1 設(shè)計輔助

誠然，設(shè)計行業(yè)中二維圖紙還是行業(yè)的主流表達(dá)方式，但BIM能夠幫助二維圖紙實(shí)現(xiàn)三維模型化、可視化。可視化能夠?yàn)樵O(shè)計師帶來直觀的體驗(yàn)，幫助設(shè)計優(yōu)化、比選方案。對于參與項目的非專業(yè)人士來說，可視化的模型能更方便直觀地理解設(shè)計內(nèi)容。將設(shè)計討論過程中的多個方案，集成到一個模型里，設(shè)計團(tuán)隊與業(yè)主從可以從空間、美觀、結(jié)構(gòu)合理性、可建造性等多個維度綜合評估，方案比選更加科學(xué)、更有依據(jù)。

設(shè)計輔助還表現(xiàn)推敲構(gòu)造、設(shè)計檢查方面。同時，三維模型能夠檢查二維圖紙未暴露的空間問題，對傳統(tǒng)的圖紙校審模型進(jìn)行有效補(bǔ)充。針對曲面異形和復(fù)雜區(qū)域，BIM模型可以直接剖切生成二維視圖，并加工導(dǎo)出部分施工圖紙，高效準(zhǔn)確。

BIM模型的建立過程，實(shí)際是在模擬真實(shí)的施工過程，將討論推敲前置、將問題提前暴露，提早解決，項目的推進(jìn)便會更加順暢，減少問題往復(fù)，項目價值得到提升，實(shí)現(xiàn)項目精細(xì)化管理。

3.2 協(xié)調(diào)整合

BIM模型將各專業(yè)各專項的圖紙集成至一個模型中，分散的圖紙信息得到統(tǒng)一錄入，形成可綜合審閱的項目模型，促進(jìn)各專業(yè)間的溝通，提高相互協(xié)調(diào)工作的緊密度。

在協(xié)同平臺下進(jìn)行BIM設(shè)計，各個專業(yè)建立了一個專業(yè)間數(shù)據(jù)共享的模型，單專業(yè)設(shè)計無法發(fā)現(xiàn)的沖突碰撞得到暴露。從傳統(tǒng)做法上來講，這些碰撞都將留到施工階段解決，勢必會發(fā)生較多拆改和返工。對于復(fù)雜區(qū)域，BIM可以對其進(jìn)行精細(xì)化建模分析，協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的矛盾沖突，大大縮短設(shè)計時間且減少設(shè)計錯誤和漏洞。

提及BIM應(yīng)用，最為熟知的便是管線綜合。在模型中將各專業(yè)管線綜合排布，根據(jù)土建模型的空間信息及不同專業(yè)管線布置的規(guī)則，進(jìn)行管線路徑的優(yōu)化，提供滿足凈高需求、經(jīng)濟(jì)合理的布置方案，提高了工程設(shè)計的效率和水平。

3.3 決策支撐

BIM對項目的各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時追蹤，精準(zhǔn)了解不同設(shè)計階段的設(shè)計變化。利用BIM模型內(nèi)攜帶的平面面積信息，對建筑內(nèi)各類用途區(qū)域的使用面積進(jìn)行統(tǒng)計，并在設(shè)計方案修改過程中跟蹤、記錄、對比，在項目各節(jié)點(diǎn)為業(yè)主單位提供經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化趨勢作為決策支撐。

同時，BIM團(tuán)隊通過問題記錄表格的方式，追溯已發(fā)現(xiàn)的問題，及時反饋，及時協(xié)調(diào)、有效解決，極大地提高了設(shè)計質(zhì)量和管理效率。

4 項目價值在BIM實(shí)施環(huán)境下的提升

與傳統(tǒng)模式相比，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的工程項目管理模式是在不斷自我更新的。BIM作為支撐建設(shè)行業(yè)的新技術(shù)，涉及不同應(yīng)用方、不同專業(yè)、不同項目階段的應(yīng)用，業(yè)主和各BIM實(shí)施單位通過模型及相關(guān)報告說明，增強(qiáng)交流，對項目進(jìn)行主動管控，最終達(dá)到提高品質(zhì)、保證進(jìn)度的目的。BIM不是獨(dú)立存在的，而是嵌入各工程主體的。

BIM帶來的可視化技術(shù)，這僅是BIM的一個層面。BIM作為一種基于模型的智能流程，它能夠創(chuàng)造、發(fā)掘和保存設(shè)計與施工建設(shè)數(shù)據(jù)。BIM能建立協(xié)調(diào)一致的數(shù)字設(shè)計信息源，使設(shè)計、建造和運(yùn)營緊密聯(lián)系；能以可靠的數(shù)據(jù)源為依托，加強(qiáng)各參與方合作、協(xié)調(diào)和溝通；能增強(qiáng)項目管理能力，包括風(fēng)險，采購，資產(chǎn)管理?！耙荒６嘤谩钡哪Ｊ?，也將BIM設(shè)計的隱形價值大大發(fā)揮。

BIM設(shè)計應(yīng)用不僅能解決常規(guī)設(shè)計階段對圖紙的校對審核、分析對比外，還有存在更多的模型衍生應(yīng)用。在項目建筑全生命周期的各重要階段，以三維BIM模型作為載體，借助協(xié)調(diào)統(tǒng)一的BIM模型所傳遞的信息提升項目各參與方的流程管控與協(xié)調(diào)，對項目的設(shè)計協(xié)調(diào)、QS（造價咨詢）管理、施工管理、運(yùn)營維護(hù)提供最優(yōu)化的決策參考，從而最大限度提升項目價值并協(xié)助項目管理成功。

5 結(jié)束語

在中國巨大的建筑工程市場中，BIM仍然是一個新興的行業(yè)。伴隨著BIM理念在建筑行業(yè)內(nèi)不斷地被認(rèn)知和認(rèn)可，其作用也日益彰顯。BIM能夠?qū)崿F(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計之間的信息共享，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計和智能設(shè)計，實(shí)現(xiàn)設(shè)計碰撞檢測、能耗分析，成本預(yù)測等。BIM技術(shù)的應(yīng)用，將大幅提升工程安全、技術(shù)質(zhì)量、工程進(jìn)度和效率，整體提高項目精細(xì)化管理水平。推進(jìn)BIM技術(shù)的深層次研究與應(yīng)用是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。