BIM技術推動邯鄲建筑業數字化轉型研究

郭棟 張曉波 趙欣 張紅春

摘要：隨著我國信息技術的高速發展，作為建設領域信息化發展中的主要構成部分，BIM技術被廣泛應用于建筑建設工程的智能化中。通過在建筑智能化建設中運用BIM技術，不但可以使建筑行業各個專業協同配合能力得到大幅提升，而且還可以讓工程應用的模數化和標準化作業得到充分實現。

關鍵詞：BIM技術;建筑業數字化;轉型研究

引言

BIM技術是一種以計算機3D數字技術為基礎的，主要用于表達建筑工程建設信息的數據建模技術，通過在建筑智能化工程施工過程中利用BIM技術，對建設項目全生命周期的運營維護、施工、設計等階段的信息共享都有非常積極的作用，通過實現數據的實時交流和多方的專業協作，可以充分的保障建設項目的安全、質量以及各參與建筑工程建設方的經濟利益。

1.國內外研究現狀

1.1我國建筑行業數字化轉型的總體現狀

據統計，在中國46.2%的建筑企業尚未實現流程自動化。中國的建筑企業還面臨著不少的挑戰，包括缺乏對項目績效的實時洞察，無法向客戶、合作伙伴或供應商及時提供信息，以及對勞動力安全的重視程度不夠等。但通過對數字化建筑解決方案、軟件和創新技術等方面的投資，中國建筑行業的數字化轉型之旅將能迎來有重大意義的里程碑。

1.2國外建筑行業數字化轉型的總體現狀

當前，全球正經歷著前所未有的挑戰，這使得建筑行業的數字化轉型比以往任何時候都更加重要。德國的工業4.0、美國的工業互聯網，日本的標準化建筑發展思維，都值得我們借鑒。數字化轉型帶來的效率提升、成本降低等優勢將助力企業以更合理的方式規劃項目進度和企業資源的使用。我們相信，隨著企業在數字化轉型的過程中不斷完善其數字化工具，他們的業務將會在全球新冠疫情結束后很快得以復蘇。

2.建筑業數字化轉型意義

當前，數字經濟已成為驅動我國經濟實現又好又快增長的新引擎和新動能。在此背景下，紛繁復雜的數據和迅速發展的信息技術推動了大數據、云計算、物聯網、區塊鏈和人工智能等新時代數字化技術的產生，各行業以此為工具不斷發展、轉型與進步，疫情之下，更突顯了數字化技術巨大的生機活力和廣闊的發展前景。

建筑業是國民經濟的重要物質生產部門，它與整個國家經濟的發展、人民生活的改善有著密切的關系。根據國家統計局數據顯示，2017年以來建筑業增速逐漸放緩，但產業增加值仍呈現穩步上升趨勢。在我國大力建設數字中國的宏觀背景下，數字化技術的擴散使當代組織在受到影響的同時需要不斷適應，這也決定了傳統建筑業必須與數字化技術融合發展，以推動行業加快轉型升級步伐，邁上高質量發展之路。

3.BIM技術應用實例

3.1 BIM在規劃設計階段的應用

以邯鄲市“道和·尚水灣”項目為例，本項目有7棟高層住宅，2棟商業配套。本項目1#樓2#樓為預制裝配式結構工程，采用鋁模板支撐技術，構件、模板生產完成后不易更改，因而設計變更的成本極高。借助BIM技術的可視化等優勢，能在施工前極大優化設計并提前找出、更改不合理節點。

（1）預制構件優化設計

本項目在拿到設計圖紙后就開始進行單元模塊BIM建模，做好預制構件的“拆分設計”工作，最大限度避免方案性的不合理導致后期高昂的變更費用。借助BIM技術，對預制構件的種類進行優化，減少預制構件種類，做到標準化模塊生產。

（2）鋁模板深化設計

在完成預制構件設計后，通過BIM模型確認支模體系以及澆筑節點，根據施工適應性、使用功能性等原則，進行鋁模板深化設計以方便施工并減少工序。本項目在征得設計同意后將二次砌筑墻體、門垛、過梁、止水反坎、滴水線、外窗防滲企口等，同主體結構一起施工，整體澆筑。

（3）管線綜合排布

在管線的排布設計過程中，相較傳統圖紙，BIM建模的可視化特性，能清晰區分管道類型，便于設計綜合分析管線在建筑的空間排布。在初步排布完成后，BIM的三維防碰撞檢測功能，能提前發現各專業管線碰撞問題、部品部件與管線交叉沖突問題、空間問題，并及時在圖紙上修正，避免管道施工中常見的返工現象。

3.2 BIM在施工階段的應用

項目與專業軟件開發單位合作，共同搭建BIM協同平臺，應用于施工階段的方案交底、工程模擬、工程量統計、質量管控以及資料管理等。

（1）可視化交底

項目充分利用BIM技術的可視化特性，將細部模型應用于復雜技術交底。基于BIM模型的動態展示，對比傳統圖紙數據，形象直觀，使現場技術人員和工人更直觀地了解關鍵工序、部位的施工作法，消除傳統交底帶來的交底不清等問題。

（2）工程進度管理

將施工進度計劃與BIM模型關聯，根據工程進度表模擬展示工程進度，輔助進行施工工序與計劃優化。

在智能化工程施工過程中，BIM技術可以協調其他各專業，對施工進度進行動態管理，同時，在BIM技術管理平臺上，能夠動態查閱施工進度、材料進場、人員安排等信息，從而很好地進行成本管控。

（3）質量管理

1）數字化施工：施工現場使用精確的BIM數據，高效、精確度地完成管線及設備的定位放樣，實現精確施工，復核結構完成面;

2）可視化測量放線：規避因土建結構施工誤差造成的機電安裝施工錯誤，減少返工;

3）輔助施工驗收：檢查管線和設備安裝的水平度、垂直度、直線度。

同時，項目運用了BIM測量自走機器人、智能靠尺等先進機器設備及系統，輔助項目完成驗收過程中房屋凈高、開間、墻體平整度、垂直度等測量驗收工作。

（4）工程量統計

對于業主、設計及承包商可根據該值做更為精確的成本估算。節省成本和時間。主體結構的深化設計在前期由設計院進行，精裝修部分應業主要求同樣采用裝配式裝修，裝配式裝修部分選定精裝修廠家后，進行深化設計。

3.3 BIM在運維階段的應用

（1）物業管理

在交付使用階段，項目可根據竣工模型提取需要移交的資產內容，同時根據模型信息核定交接資料的完整度，極大地避免了錯漏并提高運營交接效率。

在施工階段應用的BIM協同平臺可在建筑交付后更改為智能樓宇集成管理系統，通過建筑細節的可視化圖形顯示、結構與設施信息集成、樓內信息查詢以及傳達等功能實現空間管理、設施管理、應急管理、隱蔽工程管理、節能減排管理等物業管理。

（2）數字城市

BIM模型中包含有建筑的全部信息，不僅能用于樓宇本身的物業管理，更是數字城市的重要組成部分與可視化基礎。將城市建筑BIM模型納入統一管理，輔以3D-GIS等技術，可實現建筑的自由漫游、室內導航等民用功能以及消防救援路線優化等公共服務。

結語

將BIM技術運用到建筑智能化建設當中，不但可以提升各專業、各部門間的協同配合能力，同時還能實現工程施工的模數化、標準化作業，具有重要意義。

BIM技術改變了傳統的建設工程生產模式，為項目生產和管理提供了大量數據信息，以BIM模型為載體，使用BIM協同平臺能將施工過程中進度、合同、成本、工藝、質量、材料等信息集成，幫助管理人員進行有效決策和精細管理，減少施工變更，縮短項目工期、控制項目成本、提升工程質量。

應用BIM技術，實現建筑建設智能化，能從設計以及管理兩方面同時實現創效，創效額遠超BIM平臺的前期投入成本。同時，BIM模型以及平臺還能持續使用，從而提升建筑物業的運維能力，并助推邯鄲數字城市建設。

參考文獻：

[1]陳承.BIM技術在建筑智能化工程設計中應用[J].現代物業（中旬刊），2019（11）：69.

[2]邱文釗.淺析BIM技術在建筑智能化工程中的應用[J].居舍，2019（32）：70-71.

（邯鄲市2021年度哲學社會科學規劃課題，課題立項編號：2021122）