城市住宅對BIM技術發展的影響

馬宇飛

【摘要】中國的BIM技術在國家和政府的推廣下應用越來越廣，各種應用方面的軟件也越來越多，然而在BIM技術的發展卻始終難以突破，城市住宅作為每個建筑人最熟悉、操作流程最規范一致，同時也最為常見的建筑，可以作為BIM設計的突破口，一旦成功，必然會加速BIM設計應用到整個建筑類行業的進程。

【關鍵詞】BIM現狀;住宅設計;應用

BIM（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立。從設計到施工各個階段不斷進行信息的完善和模型的更新，業主、總承包、分包對信息模型共享，整合建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，服務于項目的整個生命周期，是對工程項目整個建筑、場地、周邊環境的數字化表達。以BIM技術應用為載體對項目進行管理，利用BIM技術強大的數據分析能力及整體還原性質，可以消除各種可能導致工期延長和造價增加的不合理設計，提高項目管理水平，提升項目經濟效益。

1、國內BIM應用現狀

根據中華人民共和國住房和城鄉建設部統計，2019年第三季度，全國應用建筑信息模型（BIM）技術的工程項目一共有1540個，其中，北京應用最多，上海、重慶其次，其余省份基本忽略不計。而據不完全統計，第三季度經檢查的項目就已達244573項，應用BIM技術的項目占不到0.63%。

BIM為什么經過大力推廣，得到越來越多的關注還是發展如此緩慢，與20世紀90年代出現的CAD發展相比遠遠不如。個人認為第一方面是因為CAD的發展較為成熟，從設計院到施工方有了一套習慣且方便的程序，形成了固有的思維，難以打破;第二方面是因為BIM的發展還不完善，大范圍的BIM應用都是在有了CAD二維圖紙的基礎上進行BIM翻模，然后進行碰撞檢查、優化管線等等。相比于國外直接以BIM設計開頭，難免導致很大一部分人覺得BIM是增加成本的一項行為;第三方面是因為人員的技能與認知不足，導致很多人認為BIM建模非常慢，模型建好的時候樓已經封頂了，體現不出來有多少價值，且CAD設計出圖雖然有很多誤差，大量的設計變更導致施工的錯誤及整個項目的延期，但是在各方可接受的范圍之內，長期以來，變的習慣錯誤及延期的存在。

一些業主或者投資方會對建筑設計方法進行說明，有的就會要求必須使用 BIM技術進行輔助施工，這就使得設計單位不得不采用BIM 技術，但在設計過程中具體的應用范圍還是比較窄的，即只能使用到BIM技術中的幾項功能，其中使用頻率較高的是碰撞檢查、三維立體展示設計成果等功能。如果設計單位花費大量的人力、物力引入了BIM技術，使用的空間卻有限，雖然有利于促進BIM 技術在建筑設計單位的推廣，但對于建設單位而言，很難發揮BIM技術的實際應用價值。

2、住宅設計為何是突破口

在住宅建筑施工之前，為了能夠得到最為滿意的方案，為項目節約資源、創造效益，需要進行前期的模擬施工。BIM技術應用在項目中是虛擬的，施工之前在BIM平臺上將施工工序、施工工藝進行比對，根據比對信息結果， BIM平臺會自動生成模擬。BIM技術應用可以及時發現項目整體設計中的不足，并提出相應的改進措施，從而實現對項目良好的成本控制效果，對住宅建筑有利于減少工程的施工成本。

首先，在剛開始使用 BIM 技術時往往是根據項目的需求進行人員安排，這一階段的工作內容比較簡單，需要考慮的因素比較少，但隨著BIM技術的不斷推行，將會涉及到越來越多的人員配備安排問題，這時就需要進行團隊分工，導致成本增加及員工需要掌握軟件的數量增多，使得工作量的加大及工作難度的增加，使得部分人員短時間無法繼續從事原來的崗位，也影響人員配置，從而使很多設計單位一時難以接受。但是住宅的相識度很高，處理流程大致類似，可以以住宅建筑形成一個固定的模式，以住宅建筑為基礎模式再逐漸擴張到其他建筑領域，會比較輕松及穩定，員工也會有較多的時間去熟悉更多的軟件，為越來越多的建筑領域而做好充足的準備，設計單位也節省了更多的人力及物力。

其次以萬科為例，已經著手準備將BIM技術應用完全標準化，應用于建設過程中，因此整個施工過程不會因為個別人的專業知識的不足而發生資源浪費，減少了項目的施工成本。也已經同德國的RIB公司進行合作，雖然不太成熟，但帶來的效益不可忽視。由此可見，BIM是具有為項目創造效益的能力的，否則不會如此大力度去推行。企業實行之前也肯定進行預算與預判，只有有了一定的把握之后，才會去進行此類BIM技術的應用。

3、BIM技術在住宅的具體應用

3.1 土方開挖施工

以往的土方計算時，耗時耗力，計算量大，同時計算精度非常低，導致土方開挖的成本增多。無人機攝影測量也是一種日益成熟的技術，續航時間長、機動靈活、可重復使用、成本較低等優點，且現在無人機對于地物的外觀、位置及高度等數據成果可以直觀反映。利用無人機航拍的傾斜技術及點云三維成像技術，將航測數據通過BIM技術處理建立三維模型，并對施工現場進行地理信息圖像采集，現場實體掃描后進行逆向三維建模，進行土方量的測算。同時，為了節約土方開挖時間，可以進行BIM施工模擬，土方的開挖深度、開挖順序、開挖工藝及車輛運輸路線都可以進行提前模擬，發現不足的地方可以進行優化。最終使項目人工成本和時間成本都大幅度降低，且土方測算的準確度也大幅度提高，為項目工程創效起到了很大作用。

3.2 三維可視化設計

在以往進行住宅設計時，圖紙內容都是通過CAD以線條形式體現，設立理念靠想象完成，設計理念不能夠很好的反映出來，而BIM這種三維立體的技術就可以很好的彌補這種缺陷，將傳統的CAD線條形式進行優化和創新，無論多么復雜和繁瑣的結構和構件都可以很好的表達出來。住宅結構和建筑完成后，可以進行三維渲染，渲染之后可以通過VR（Virtual Reality，虛擬現實）三維動態視角去讓業主真實感受住宅的設計形式，觀察住宅的每一處細節，提升業主的體驗感。同時，VR的沉浸式瀏覽，可以從任意角度、浸入式瀏覽模型，減少因視角選取不佳存在的遺漏問題，即使發現問題進行變更，修改之后會立即同步到三維模型里，大大提高設計效率，可以更好的為開發商增加效益及長久的發展。

3.3 管線碰撞檢查

在BIM技術進行管線碰撞檢查之前，管線綜合的檢查由專人將各專業的CAD圖紙進行分析，但人的想象力有限及圖紙表達的信息不全面，難以做到沒有碰撞沖突。除此之外還要考慮運維階段的維修情況，如若未預留操作空間，那會為管線機組維修造成很大的困難，嚴重影響了工程質量。而BIM技術的出現有效的解決了這一現狀，先分別進行建筑模型和機電模型的搭建，然后通過模型綜合碰撞檢查軟件（Navisworks、Navigator等）進行碰撞檢查，大大提高了管線綜合檢測的精確度和效率。同時，在施工圖設計階段進行管線碰撞檢查，不僅提升了工作效率和工程質量，也避免了因管線沖突后期改動造成的工期延誤和施工成本不必要的增加。

3.4 工程造價管理

一般的工程造價用CAD二維圖紙來進行計算，需要造價員花費大量的時間去看懂圖紙，然后花費大量的時間去進行計算，且期間伴隨著大量的錯誤，導致最終的結果十分不準確。通過建立BIM模型，可以對其中任意一個構件進行信息的錄入和更改，隨著定額信息和市場價格的導入，軟件分析模型自動進行計算，讓造價變的極為簡便，為項目工程和造價人員節約了大量的時間成本，還可以將其它項目的數據導入或手動輸入到模型中進行參照和對比，從而制定更合理的方案。此外，BIM模型還可以保存項目從施工到竣工的全部工程信息，以及記錄各個分部分項工程在各個階段的單價和總價。在此之前，項目的各參與方對于價格的溝通有著很大的障礙，BIM模型很好的解決了這個狀況，使得項目工程施工階段的價格變得清晰透明，有利于建筑各參與方的溝通交流，也有利于業主在項目工程施工階段對于價格的監督控制。

結論：

綜上所述，在技術信息化時代，以及在大力推廣BIM的背景下，BIM技術的廣泛應用以及成為定勢，而BIM技術帶來的各種應用也確實為工程創造了很多的效益，為施工帶來很多的便捷，降低了很多返工的幾率，節省了施工成本，所以BIM技術的發展很明朗，而住宅此類模式化的建筑無疑更適合BIM技術的應用與推廣，且符合住宅穩定性與環保型的綠色建筑需要，這對于建筑行業的可持續發展及自身品牌力具有重要作用。

參考文獻：

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