王占芳

(邯鄲縣城區(qū)管理局，河北邯鄲 056001)

0 引言

近些年來，建筑信息模型技術(shù)在世界各國的建筑工程領(lǐng)域取得了大量的應(yīng)用成果。國內(nèi)不少具有前瞻性與戰(zhàn)略眼光的施工企業(yè)開始思考如何應(yīng)用BIM技術(shù)來提升項目管理水平與企業(yè)核心競爭力。但是，由于目前BIM技術(shù)應(yīng)用的案例和應(yīng)用軟件都以設(shè)計階段為主導(dǎo)，這給人以比較片面的理解，認(rèn)為BIM就是某個軟件，BIM應(yīng)用只是設(shè)計院的事情。事實上，BIM技術(shù)的應(yīng)用由不同性能和不同階段的軟件組成，BIM的應(yīng)用在設(shè)計、施工、運營維護不同階段都有比傳統(tǒng)管理優(yōu)質(zhì)的時代性變革的價值，但是其數(shù)據(jù)核心都是應(yīng)用三維具有關(guān)聯(lián)性的建筑信息模型。本文從以下幾個方面對BIM技術(shù)進行分析探討，以期對BIM技術(shù)有一個更加清楚的認(rèn)識。

1 建筑歷史發(fā)展與技術(shù)進步

我們可以把建筑史分為“手工時代”“機械時代”“電子時代”“信息時代”，不同歷史時期的建筑作品各包含了以下的信息以及技術(shù)。

1.1 建筑史的“手工時代”

從原始社會建筑出現(xiàn)一直到工業(yè)革命這漫長的時間里，人類技術(shù)相對落后，農(nóng)業(yè)、手工業(yè)、畜牧業(yè)等各行各業(yè)都以手工勞作為主。建筑也是一樣，各類建設(shè)活動主要依賴匠人的手工勞作，效率很低。

1.2 建筑史的“機械時代”

隨著英國工業(yè)革命的爆發(fā)，建筑也逐步進入機械時代。自從進入現(xiàn)代化機器大生產(chǎn)時代就一直有各種出于經(jīng)濟或適用的目的，試圖把最新工業(yè)技術(shù)應(yīng)用到建筑中的嘗試。利用機器的幫助，人們可以比純手工操作實現(xiàn)更高效，更快速的建筑活動。

1.3 建筑史的“電子時代”

這里的電子時代是指隨著AutoCAD軟件的出現(xiàn)，建筑繪圖從傳統(tǒng)手工圖板發(fā)展到計算機繪圖的時代。AutoCAD的優(yōu)勢不言而喻，具有完善的圖形繪制功能;有強大的圖形編輯功能;繪圖速度快了N倍;打印、復(fù)制都很方便;改圖很容易;可以采用多種方式進行二次開發(fā)或用戶定制;可以進行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強的數(shù)據(jù)交換能力;支持多種硬件設(shè)備;支持多種操作平臺;具有通用性、易用性，適用于各類用戶。但是它只能繪制二維矢量圖，而不包含任何建筑信息，成為它當(dāng)今發(fā)展的最大局限。

1.4 建筑史的“信息時代”

自21世紀(jì)初以來，建筑行業(yè)興起了圍繞BlM為核心的建筑信息化應(yīng)用。以Autodesk公司BIM軟件Revit為例，它通過應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來創(chuàng)建三維建筑模型，應(yīng)用這個模型，可以生成二維圖形和管理大量相關(guān)的工程項目數(shù)據(jù)。繪制圖紙的基本要素不再是AutoCAD中的點、線、面、圖塊等幾何元素，而是墻、窗、梁、柱、樓梯、欄桿等建筑對象。

2 BIM建筑信息模型的概念及特征

2.1 BIM建筑信息模型的概念

我國目前對于BIM技術(shù)的解釋為:BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，

使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計團隊以及包括建筑運營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

2.2 BIM建筑信息模型的特征

1)不限于在設(shè)計中的應(yīng)用，它還應(yīng)用在建設(shè)工程項目的全壽命周期中;

2)用BIM設(shè)計屬于數(shù)字化設(shè)計;

3)BIM的數(shù)據(jù)庫是動態(tài)變化的，在應(yīng)用過程中不斷更新、豐富和充實;

4)BIM提供了一個項目參與各方協(xié)同工作的平臺。

3 BIM建筑信息模型不可比擬的優(yōu)勢及其發(fā)展

BIM是繼CAD之后的更加先進的新興事物，它相對于CAD來說具有不可比擬的優(yōu)勢。首先，CAD軟件在平面上進行一次修改，則其他各面都需要進行人工修改，如果操作不當(dāng)會出現(xiàn)不同角度視圖不一致的低級錯誤;而BIM軟件進行一次修改，則平面、立面、剖面、三維視圖、明細(xì)表等都自動進行相關(guān)修改，實現(xiàn)了一處改動，處處改動。其次，CAD技術(shù)提供的建筑信息非常有限，它只是將紙質(zhì)圖紙電子化，不具備專業(yè)知識的人是無法看懂圖紙的;但BIM技術(shù)包含了建筑的全部信息，不僅可以提供形象可視的二維和三維圖紙，而且可以提供工程量清單、施工管理、虛擬建造、造價估算等更加豐富的信息，便于項目各個部門的相互溝通，協(xié)同工作。

BIM在國外已經(jīng)開始廣泛使用，應(yīng)用領(lǐng)域貫穿整個設(shè)計階段、施工階段以及建成后的維護和管理階段。我國也已經(jīng)將BIM建筑信息模型系統(tǒng)作為國家科技部“十二五”的重點研究項目《建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》，并被住建部認(rèn)可為“建筑信息化的最佳解決方案”。2010年是BIM在中國快速發(fā)展的一年，BIM的理念正在深入人心，中國已有非常多的建筑企業(yè)在使用BIM技術(shù)，BIM應(yīng)用引爆了工程建設(shè)信息化熱潮。

4 BIM建筑信息模型的應(yīng)用

BIM建筑信息模型在國內(nèi)外的應(yīng)用越來越廣泛，比如歐特克建筑工程分公司事業(yè)部總部大樓、昆明東部生態(tài)城、杭州奧體博覽城主體育場、上海中心大廈等等。

以上海中心大廈建筑為例，該建筑高632 m，總面積57萬m2，它的外形完全是基于數(shù)字化平臺來實現(xiàn)的，傳統(tǒng)的二維平臺根本無法滿足異型建筑各個細(xì)部的銜接，而BIM在設(shè)計階段的參數(shù)化運用，完美地解決了這個復(fù)雜的幾何問題。在設(shè)計階段運用BIM通過三維設(shè)計完成了整個設(shè)備層的設(shè)計工作，有效地避免了桿件之間的相互碰撞。在施工階段面臨的最大挑戰(zhàn)就是它的高度，通過將BIM納入其中，整個周期都是通過精細(xì)化的管理手段來完成的，正是BIM實現(xiàn)了從模擬階段輕松過渡到實際的建造上來。以深化設(shè)計階段所擁有的BIM模型為基礎(chǔ)，通過必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、機械設(shè)計以及歸類標(biāo)注、材料統(tǒng)計等工作，將BIM模型轉(zhuǎn)換為預(yù)制加工設(shè)計圖紙，指導(dǎo)工廠生產(chǎn)加工，在保證高品質(zhì)管道制作的前提下，減少現(xiàn)場加工的工作量。尤其值得一提的是，BIM在項目竣工之后的運營管理和維護方面的巨大作用。傳統(tǒng)的運營管理要依靠很多的圖紙來開展工作，一旦發(fā)生事故，查找圖紙就變得非常復(fù)雜，耗時耗力。如今，上海中心大廈通過BIM系統(tǒng)建立起來的完整的信息模型，可以非常便捷地進行圖紙查詢和檢修，有利于及時解決突發(fā)事故。

5 基于建筑信息模型(BIM)的進度控制與成本控制

隨著BIM的發(fā)展，已產(chǎn)生將空間信息和時間信息整合在一個可視的4D(3D+時間)模型中的軟件產(chǎn)品，也已產(chǎn)生再整合費用信息，形成可視的5D(3D+時間和費用)模型的軟件產(chǎn)品，并被應(yīng)用于工程建設(shè)實踐。

傳統(tǒng)的施工進度計劃以及網(wǎng)絡(luò)圖、橫道圖在實際施工進度控制中經(jīng)常出現(xiàn)這樣或那樣的問題，比如由于設(shè)計缺陷、施工進度計劃編制不合理、現(xiàn)場人員的素質(zhì)不高等原因造成實際施工進度控制出現(xiàn)問題。而基于BIM的4D虛擬建造技術(shù)的進度管理通過反復(fù)的施工過程模擬，讓那些在施工階段可能出現(xiàn)的問題在模擬的環(huán)境中提前發(fā)生，逐一修改，并提前制定應(yīng)對措施，使進度計劃和施工方案最優(yōu)，再用來指導(dǎo)實際的項目施工，從而保證項目施工的順利完成。

BIM技術(shù)在處理實際工程成本控制中有著巨大的優(yōu)勢。建立BIM的5D施工資源信息模型(3D實體、時間、工序)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，讓實際成本數(shù)據(jù)及時進入5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，成本匯總、統(tǒng)計、拆分對應(yīng)瞬間可得。建立實際成本BIM模型，周期性(月、季)按時調(diào)整維護好該模型，統(tǒng)計分析工作就很輕松，軟件強大的統(tǒng)計分析能力可輕松滿足我們各種成本分析需求?；贐IM的實際成本控制方法具有極大優(yōu)勢:首先，由于建立基于BIM的5D實際成本數(shù)據(jù)庫，匯總分析能力大大加強，速度快，短周期成本分析不再困難;其次，由于可視的5D模型集成了空間信息、時間信息和費用信息，它能動態(tài)地反映工程進展的資金需求量，也可以用于比較不同進度方案的資金需求計劃，有利于工程成本控制。

6 結(jié)語

信息時代是一個技術(shù)與改革并進的時代。社會發(fā)展的規(guī)律是新的技術(shù)往往比舊的東西有一定程度的改進和突破。雖然我國國內(nèi)設(shè)計行業(yè)仍然以傳統(tǒng)AutoCAD軟件為主，但BIM的巨大優(yōu)勢顯示其必將在不長的時間內(nèi)迅速成為建筑行業(yè)的全新設(shè)計流程。建筑信息模型目前正被越來越多的設(shè)計機構(gòu)采用，BIM必將引領(lǐng)建筑業(yè)的信息革命。

［1］江顯珍.AutodeskRevit參數(shù)化設(shè)計使效率和質(zhì)量提高［J］.建筑學(xué)報，2007(11):102-104.

［2］過 俊.BIM在國內(nèi)建筑全生命周期的典型應(yīng)用［J］.建筑技藝，2011(1):96-101.

［3］趙 彬.基于BIM的4D虛擬建造技術(shù)在工程項目進度管理中的應(yīng)用［J］.建筑經(jīng)濟，2011(9):93-95.