蔡若楠 陳 謙 賈 杰*

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

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BIM技術(shù)研究進展及相關(guān)軟件的應(yīng)用★

蔡若楠 陳 謙 賈 杰*

(東北林業(yè)大學土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

通過調(diào)查分析國內(nèi)外BIM技術(shù)研究進展的相關(guān)文獻，主要圍繞BIM平臺的技術(shù)架構(gòu)及BIM5D軟件的操作運用，以上海七寶萬科廣場為例，總結(jié)了BIM技術(shù)精確高效、動態(tài)管理的優(yōu)勢并就現(xiàn)階段的發(fā)展障礙，提出了相關(guān)的優(yōu)化建議，該研究有利于建筑行業(yè)從業(yè)人員對BIM了解和熟悉，為科研人員對BIM技術(shù)的研究提供一些參考。

BIM，集成，BIM5D

進入21世紀后，我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展帶動了建筑行業(yè)的騰飛，但隨之其相應(yīng)的施工技術(shù)也越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)CAD模式不能更好反映建筑物的基本結(jié)構(gòu)和工程造價等方面的內(nèi)容。此時，BIM技術(shù)應(yīng)運而生。BIM技術(shù)首先利用仿真技術(shù)對擬建項目進行三維建模，然后根據(jù)建筑物的具體要求對模型進行基本驗算，最后采用PIP等技術(shù)，在3D基礎(chǔ)上考慮工程進度及預(yù)算，對整個建設(shè)周期進行優(yōu)化，實現(xiàn)工程項目的實時、精確控制。

1 BIM技術(shù)國內(nèi)外研究發(fā)展狀況

1975年，喬治亞理工大學的Chunk Eastman教授在其研究的課題“Building Description System”中提出了“a computer-based description of-a building”，這是最早的BIM理念，推動了當時工程項目的可視化和量化分析。日本分別在1995年和2005年提出了“E-Japan”戰(zhàn)略和“U-Japan”戰(zhàn)略，全面推廣BIM集成技術(shù)。最近幾年來，各國對BIM的研究逐漸深入，在動態(tài)協(xié)同決策模式、4D調(diào)度、集成交付設(shè)計、REST技術(shù)等領(lǐng)域有了飛躍的提升。

我國BIM技術(shù)的研究起步較晚,在施工應(yīng)用方面還不太成熟，更多的是在一些較小項目中運用，并沒有發(fā)揮其整體全方位的功能。2008年，中國建筑科學研究院等單位共同起草了GB/T 25507—2010工業(yè)基礎(chǔ)類平臺規(guī)范，將IFC(ISO/PAS 16739:2005)轉(zhuǎn)化為了國家標準。2009年，國家住宅工程中心開展關(guān)于BIM標準的研究，提出了中國建筑信息模型標準框架(CBIMS),主要包括數(shù)據(jù)交格式標準、信息分類及數(shù)據(jù)字典和流程規(guī)則三大部分。

2 BIM平臺的技術(shù)架構(gòu)與軟件操運

2.1 BIM平臺的技術(shù)架構(gòu)

BIM是一個集成施工場地、實體模型、進度計劃等的中央控制平臺，兼容方較多，且空間分布上相互獨立，采用B/S分布式架構(gòu)，主要包括數(shù)據(jù)層、平臺層、模擬層和應(yīng)用層四部分，具體流程圖及外觀模型見圖2。鑒于BIM建模的重要性，應(yīng)當把工作重點放在模型應(yīng)用上。例如管線布置、碰撞檢測等綜合實驗分析，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，優(yōu)化施工方案。

見圖1。

2.2 BIM5D軟件的操作運用——以上海七寶萬科廣場為例

上海七寶萬科廣場，整個項目全程介入BIM。一方面檢查施工相關(guān)資料，進行信息糾錯、更新，保證施工圖紙的質(zhì)量；另一方面測算各個空間的使用要求及管線綜合布置，全方位可視管理；實時管理階段，傳輸項目信息數(shù)據(jù)，建立信息云共享平臺，為后期運營維護做好準備。

1)施工場地平面圖的繪制。利用三維平面布置軟件，將施工現(xiàn)場的各種構(gòu)件及設(shè)施，根據(jù)實際構(gòu)局在相應(yīng)的位置繪制出來，形成立體的三維實物圖形，實現(xiàn)全方位的可視化。同時，進行漫游處理，使設(shè)計人員較直觀的感受施工設(shè)施位置的合理性及各構(gòu)件間的協(xié)調(diào)性，及時處理施工布置方面存在的問題。

2)建立三維實體模型并進行數(shù)據(jù)檢測。利用Revit建模軟件繪制建筑物內(nèi)部各構(gòu)件，將所創(chuàng)建的場地、實體等模型，導(dǎo)入BIM5D軟件中，對整個施工過程進行實時動態(tài)模擬。該項目整體萬科運用BIM技術(shù)對于土建模型進行了多輪優(yōu)化工作。以實體模型為例(見圖3)，從三維效果圖可以看出其參數(shù)化樓梯由于臺階數(shù)過多、樓梯傾角過大等問題，致使與上面的樓面板沒有充分的結(jié)合在一起。再次利用BIM技術(shù)進行調(diào)整優(yōu)化從而達到預(yù)想效果。然后對模型進行碰撞檢測，過濾掉設(shè)計規(guī)范允許內(nèi)的碰撞點有2 000多個。該報告交于設(shè)計院修正并根據(jù)具體情況進行反復(fù)的調(diào)整和復(fù)核直至滿足要求。

3)施工圖深化及進度計劃控制。萬科利用BIM軟件進行施工圖深化處理，可以直觀看出管線間的搭接是否合理并及時做出相應(yīng)修改。利用進度計劃軟件Microsoft project制定相應(yīng)的項目進度計劃,導(dǎo)入BIM平臺，與實體模型等相關(guān)聯(lián)。此時平臺針對不同需求生成子信息模型，包括現(xiàn)階段完成工作量、進度偏差以及資源消耗量等，使管理者可以實時查看工程進度，及時調(diào)整人員物資的分配。

4)工程量統(tǒng)計與清單計價。通過BIM平臺，把前一階段生成的EXCEL報表導(dǎo)入工程量統(tǒng)計與計價應(yīng)用中，再根據(jù)實際采用當前存儲數(shù)據(jù)庫中的工程數(shù)據(jù)等，即可自動生成工程數(shù)量表，實現(xiàn)人工、物資的動態(tài)管理，同時也可進行成本計劃、項目管理等多方面的統(tǒng)計分析和實時查詢。

5)BIM云平臺與信息共享。萬科搭建了BIM云平臺系統(tǒng)，讓多個辦公室的團隊基于同一個BIM模型進行跨地域范圍的合作，能夠用筆記本或者手機隨時隨地訪問和處理BIM數(shù)據(jù)，加強了多團隊間協(xié)同工作的能力，不僅節(jié)省了時間，還大大提高了效益。

3 BIM技術(shù)的不足與優(yōu)化

3.1 BIM技術(shù)現(xiàn)階段存在的問題

BIM是基于CAD(Computer Aided Design)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，但是和CAD相比有很大的優(yōu)勢，其成果是動態(tài)可視化的，實現(xiàn)了成本控制、三維實時管理。BIM技術(shù)的研究和推廣一直嚴謹、高效的進行著。2013年1月24日，首屆“工程建設(shè)BIM應(yīng)用大賽”在北京中關(guān)村舉辦，在校大學生積極參與競賽，BIM技術(shù)得到了推廣與發(fā)展。

雖然BIM技術(shù)對于建筑行業(yè)有著革命性的作用，但它畢竟是新生事物，設(shè)計、施工人員對它的認知還不夠全面，在建筑行業(yè)的大環(huán)境下還不夠成熟。就目前來看，市場上最常用的施工算量軟件僅適用于簡單的鋼筋預(yù)算，不能快速準確地實現(xiàn)鋼筋建模，對現(xiàn)場施工的進度控制還有待加強。另外，BIM建模需要大量的構(gòu)件族庫，現(xiàn)階段提供的族庫尚不全面，甚至一些設(shè)備和構(gòu)件需要在施工過程中開發(fā)。對施工單位來講，實施BIM一般以項目部為依托，前期建設(shè)需要花費大量時間，對硬件和軟件要求較高，并需在過程中持續(xù)完善族庫。因此使BIM不能很快的融入到建筑行業(yè)這個大市場中。

3.2 優(yōu)化建議

針對軟件技術(shù)方面，應(yīng)設(shè)立專家小組負責相應(yīng)的BIM開發(fā)和應(yīng)用，大力引進國外的先進技術(shù)來完善國內(nèi)的缺陷。例如可以開發(fā)BIM技術(shù)的一個分支，用于解決現(xiàn)場施工難題，這樣就省去了計算鋼筋抽樣所花費的大量時間和金錢。另外，還需要建造一個比較完善的構(gòu)件族庫以滿足操作人員用于建模的需要。

而認知方面，要從在校大學生抓起，進行BIM技術(shù)的宣傳教育，培育新興BIM技術(shù)的人才，為BIM技術(shù)研發(fā)方面提供廣闊的人力資源。政府和行業(yè)協(xié)會舉辦BIM技術(shù)競賽，設(shè)立有關(guān)施工、設(shè)計和管理等方面的各種獎項，以此來調(diào)動各個院校參賽人員的積極性，從而全面推廣BIM技術(shù)。

4 結(jié)語

目前，國內(nèi)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用都還存在著一些困難，需要引進國外的相關(guān)技術(shù)，結(jié)合實際需求不斷對軟件進行改進，逐步開發(fā)出更加成熟的軟件，促使國內(nèi)建筑行業(yè)BIM技術(shù)的發(fā)展。BIM作為一種新興技術(shù)，在建筑行業(yè)上是一種全新的理念，從規(guī)劃、設(shè)計，再到施工、維護等一系列變革和創(chuàng)新，必然會促進建筑行業(yè)信息化的騰飛。

[1]孫成雙，江 帆，滿慶鵬.BIM技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用能力評述.工程管理學報，2014,28(3)：27-31.

[2]Eastman,Charles,Fisher David, et al. An outline of the building description system：Institute of Physical Planning. Pittsburgh:Carnegie-Mellon University，1974.

[3]清華大學軟件學院BIM課題組.中國建筑信息模型標準框架研究.土木建筑工程信息技術(shù),2010,2(2):1-5.

[4]禹團員,陳思源.BIM在上海萬科七寶萬科廣場項目上的應(yīng)用.http://www.chinabim.com/school/cases/2014-12-16/7720_9.html，2014.

[5]何晨琛,王曉鳴，吳晶霞，等.基于BIM的建設(shè)項目進度控制研究.建筑經(jīng)濟，2015,36(2)：33-35.

[6]張建平，李 丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的應(yīng)用.施工技術(shù)，2012,41(371)：10-17.

[7]羅 宏.BIM面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn).施工企業(yè)管理，2013(12):33-35.

[8]潘佳怡，趙源煜.中國建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析.工程管理學報，2012,26(1)：8-10.

Application of the BIM technology and related software★

Cai Ruonan Chen Qian Jia Jie*

(CollegeofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

This thesis analyzes the relevant literature of BIM at home and abroad. Also it carries out research mainly around the technical framework of BIM and operation of software named BIM5D. Illustrated by the case of Vanke Mail in Qibao community in Shanghai, the advantages of BIM, such as accuracy, efficiency and dynamic management, are summarized. The paper put forward some optimization suggestions based on the shortcoming at present. The study is beneficial to understand and grasp the BIM in construction industry and it provides some reference for the research of BIM.

Building Information Modeling, integration, BIM5D

1009-6825(2015)18-0234-02

2015-04-20★：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助(項目編號：2572015CB31)；黑龍江省自然科學基金青年科學基金項目(項目編號：QC2014C043)

蔡若楠(1991- )，女，在讀本科生； 陳 謙(1993- )，男，在讀本科生

賈 杰(1980- )，男，博士，講師

TP319

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