BIM技術在建筑智能化建造中的應用

文｜中鐵二局集團建筑有限公司 孫旭軍

隨著BIM 技術的快速發展，BIM 技術已經逐步邁入各行各業中并發揮了重要的作用。BIM 技術的可視化、碰撞檢查、精細化管理、施工模擬等運用為建筑生命全周期提供了一種有別于傳統的高效模式。本文通過分析BIM 技術在建筑生命全周期中的應用措施，整體介紹了從設計階段到管理階段對BIM 技術的應用成果，具體分析了BIM 在建筑管理和運維中發揮的作用，總結了BIM 技術在建筑智能化建造施工的經驗和存在的問題。希望能為相關建筑智能化設計與施工人員提供借鑒。

1 BIM 技術在建筑設計中的應用

如想確保建筑工程的智能化，其首要任務則是將BIM 技術運用于建筑設計中。在BIM 平臺搭建完畢后，需要由專業人員提前抵達建筑場地，對現場數據進行勘察收集，待整理完畢后錄入已搭建平臺的數據庫內，便可安排后續BIM 建模工作。

基于BIM 技術的三維建模軟件對模型進行創建，通過人工的方式繪制建筑所需基礎構件，如柱、梁、板等，同時按照勘測數據輸入相關構件參數，軟件即可自動建成整棟樓層的建筑模型，并按照內置清單和定額計算規則，計算其工程量。或者可通過將工程圖紙導入三維建模軟件，智能識別圖中建筑基礎構件，定義構件參數后即可計算機仿真，計算工程量。同時，在規劃設計環節中也能運用到BIM 中，例如住宅區根據周邊環境得出BIM 模型的模擬數據，規劃整體布置方案并創建出更合適場地地形的全面建筑模型。

對于傳統二維圖紙而言，通過數據標注+文字注釋的形式，很難清晰明確的將施工中的復雜節點、關鍵部位等表示清楚，而通過BIM 模型的可視化特點，則可用三維的形式使設計方更加準確地把控到建筑結構的細節之處，易于后續的調整優化。與傳統建筑模型相比，設計人員能使用BIM 模型渲染建筑項目設計效果，將其設計方案更好地展示給工程業主。借助BIM 模型的可視化特點可以將建筑項目的整體布局和結構細節直觀地展示出來，工程業主、施工單位及設計單位能準確、快速、全面地獲取建筑設計的相關信息，利于各單位更好地進行研討。

2 BIM 技術在質量管理中的應用

如今一個建筑的建筑周期在逐漸縮短，尤其是經歷了新冠疫情后，對快速建設高質量建筑物的需求也顯現出來。此時BIM技術的在保證速度的情況下還能確保高質量的作用也突出其重要性。BIM 主要是通過對5 大因素（人為因素、材料因素、機械因素、方法因素、環境因素）的把控來保證工程質量。

BIM 技術能夠基于建筑項目施工圖紙完成對建筑場地的快速仿真，實現3D 可視化技術交底。項目相關人員能基于此完成對施工現場的全方位分析，預知可能發生的質量管理問題，對項目存在的風險提前進行研究，做好相關應對措施，保證施工質量達到既定工程要求。

施工材料的控制是項目質量管控的重要環節之一。對于一個項目而言，施工所需材料十分繁雜及龐大，錯誤、不合理地使用都會引起嚴重的后果。采用BIM 技術一方面可以對物料信息，包括具體材料參數、合格信息、來源等進行詳細記錄，為后續工程檢查提供重要依據，另一方面可以對不同種類材料進行有效劃分，為工人提供施工方法，保證材料的正確合理使用。

利用BIM 技術對施工質量進行管控，通過對現場施工情況進行勘察，收集整理施工質量信息，將其導入BIM 信息平臺，平臺會自動基于前期設置的質量計劃方案進行比對驗證，發現問題會第一時間反饋給項目各單位，及時做出應對防止意外發生。

同時，針對機械因素可以運用BIM 三維碰撞監測技術。通過三維仿真建筑模型對工程中機電安裝、建筑構件等進行碰撞檢測，發現二維圖紙中較難觀測出的技術問題，并予以優化調整，提高施工質量。

運用三維碰撞監測技術還能夠有效的改良項目、管道線路布控的方案，更好的提高項目規劃的智能化。

外界環境對施工的管理隨時會起到不確定性的影響，通過將項目周邊因素，如交通、地理、環境等錄入BIM 模型，可反應出建筑項目的真實情況，模擬可能存在的變化，預知項目風險，為工程的順利高效實施奠定堅實的基礎。

3 BIM 技術在資源調配中的應用

當下在很多行業之中，節能環保已經成了一個非常重要的命題。BIM 技術對于建筑行業整體的環保發展都具有非常重要的作用。因為它可以模擬在整個建設過程之中的各方情況，能夠讓建筑節能設計有一個綜合的解決方案，對于自然資源進行合理配置，帶動了施工工程的整體經濟效益的提升。

資金使用計劃、人工消耗計劃、材料消耗計劃和機械消耗計劃可以依托BIM 模型得到合理的安排。在BIM 模型的基礎上編制進度計劃，賦予時間信息得到4D 模型，基于該模型進行施工進度仿真模擬，模擬過程中各施工工序與甘特圖滾動同步進行，項目人員可以從中得知任意時間段各項工作量的完成度，分析項目施工計劃，合理安排各項工作。而在此基礎上再次引入造價成本還可得到5D 模型，制定資金使用計劃。

在傳統的建筑建設過程之中，尤其是具體的施工過程之中，各個部門如果沒有進行妥善的管理，往往會出現分歧，不能達到良好的分工協作功效。而BIM 技術有云數據庫，每個部門都需要將自己工作的相關數據上傳至數據庫，而所有部門的數據資源都是共享的，這也就大大降低了每個部門之間協作的難度。而且資源實施共享能夠使得資源得到合理配置，盡可能降低資源的浪費，提升企業的經濟效益。

4 BIM 技術在安全與環境管理中的應用

通過將物聯網、GIS 等技術的引用，將BIM 模型結合VR 設備，建立了多角度的建筑物漫游模式。對重大安全危險源進行辨別，以特定的形式進行標記，將一般危險源與重大危險源區分出來，在項目開展過程中予以重視。

以往工人們對安全交底的接受不高，很大程度歸因于安全負責人員僅僅只能通過圖紙來進行描述，無法準確地傳達意圖，起到的效果不強。而BIM 技術為安全技術交底帶來了更多、更直觀、更好理解的方式，以動態漫游、三維模擬、虛擬施工等代替傳統的圖文描述，讓工人們提前熟知操作要點，了解現場情況，保證安全交底的順利實施。

施工環境保護在目前環境問題日益凸顯的大背景下已經越來越重要，施工環境管理不僅包括場地內部的管理，還包括對外部環境的影響。將BIM 平臺與智能APP結合起來，實現施工環境的動態管理，通過現場拍照或者視頻監控，對各種因素進行實時觀測記錄，出現問題及時反饋解決。

5 BIM 技術在建筑運維管理中的應用

BIM 技術在建筑智能化中有著建筑全生命周期的信息集成管理，而運營階段在全生命周期中又是最長的。運營階段的管理又分為設備維護、資產可視化信息管理、安全管理等。

通過使用BIM 技術和設備管理系統相結合，使系統能準確的記錄下每個設備的信息，管理人員可以實時的觀察到設備的狀況，提前維護，預防故障，同時降低維護費用，又能安排具體的周期性維護方案。

6 結語

隨著建筑信息化技術的不斷發展，BIM 技術已經成為我國建筑智能化建造的主要發展方向，從設計階段到管理階段對BIM 技術進行應用，能夠有效降低施工成本，提高建設質量。但目前國內BIM 技術的運用還存在著以下幾個問題：

一是我國BIM 技術研究過于局限性，尚未形成一套完整的技術應用體系，無法大面積進行推廣應用。

二是未完全發揮BIM 的參數化特點，各階段特別是設計階段中，模型與模型之間無法建立有效連接，同一構件的多次建模浪費了大量的時間。

在BIM 技術高速發展的今天，各單位應積極引入信息化技術，推動BIM 技術與信息化技術的相互融合，滿足智能化要求，從而推動BIM 在建筑智能化中的發展。