閆積剛，賈福強(qiáng)

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025；

2.中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，西安 710075）

BIM技術(shù)對比傳統(tǒng)建筑軟件技術(shù)的研究

閆積剛1，賈福強(qiáng)2

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025；

2.中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，西安 710075）

BIM技術(shù)的引進(jìn)，在我國建設(shè)領(lǐng)域掀起一場革命。BIM軟件技術(shù)以其參數(shù)化設(shè)計(jì)、構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)、協(xié)作性設(shè)計(jì)等優(yōu)勢將會(huì)取代傳統(tǒng)的建筑軟件，BIM技術(shù)的優(yōu)勢顯而易見，雖然目前在我國還處于摸索階段，但最終它一定會(huì)被普及。它的精益化施工能夠提升建造品質(zhì)，提高施工效率，能夠?qū)⑴c建造過程有關(guān)的所有活動(dòng)關(guān)聯(lián)起來。BIM技術(shù)給建筑行業(yè)將會(huì)帶來前所未有的好處。

BIM；革命；優(yōu)化設(shè)計(jì)；精益施工

0 引言

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是以建設(shè)工程項(xiàng)目的各種相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化、可協(xié)調(diào)性、可出圖性等特點(diǎn)。BIM在歐美發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)的比較早，大約到2002年我國才開始接觸有關(guān)BIM技術(shù)的信息。目前，這種技術(shù)在北美等發(fā)達(dá)地區(qū)的使用率已超過80%，而在我們國家的建筑行業(yè)的使用率僅為7%左右，而且只是在一些超高層建筑當(dāng)中使用。

在我國，設(shè)計(jì)院一般都采用傳統(tǒng)的二維制圖模式，僅僅在進(jìn)行一些特定分析計(jì)算時(shí)，才會(huì)使用到一些三維模型。我們國家也在嘗試著使用BIM技術(shù)，例如2008年北京奧運(yùn)會(huì)奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程以及香港地鐵等項(xiàng)目。BIM技術(shù)在我國的應(yīng)用才剛剛起步，技術(shù)不存在太大的問題，主要問題在于，如果想要把BIM技術(shù)在整個(gè)建筑領(lǐng)域普及應(yīng)用，讓BIM技術(shù)取代傳統(tǒng)的繪圖軟件，這恐怕需要一個(gè)較長的發(fā)展過程才可以實(shí)現(xiàn)。

1 BIM技術(shù)的核心內(nèi)容

在BIM技術(shù)中，主要體現(xiàn)了2種思想：一種是把設(shè)計(jì)項(xiàng)目的各項(xiàng)信息以數(shù)字形式保存在數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享；第二是將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)更新，即數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一發(fā)生變化，其他與之關(guān)聯(lián)的地方馬上也跟著發(fā)生變化。這樣就可以保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和隨時(shí)同步更新，可以在不同專業(yè)之間，不同的利益者之間實(shí)現(xiàn)信息的共享和傳遞。

利用BIM軟件來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法會(huì)有很大的出入。應(yīng)用BIM建模時(shí)不再繪制簡單的線條、圓弧等元素，而是直接制作建筑物的構(gòu)件，比如柱子、梁、樓板，并且是立體構(gòu)件，設(shè)計(jì)過程中，只要對這些構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行修改即可。利用BIM建模的時(shí)候需要懂得建筑工程技術(shù)專業(yè)的人員才可以，即使不是專業(yè)人員也需要了解大量的專業(yè)知識(shí)。例如設(shè)計(jì)樓梯時(shí)，設(shè)計(jì)人員就要知道樓梯的類型，在自己所設(shè)計(jì)的建筑物中應(yīng)該用哪種類型的樓梯，不懂專業(yè)知識(shí)的話，樓梯就畫不出來。利用BIM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們需要把具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容交代得非常清楚才行，并且要很明確，對于模型中的建筑構(gòu)件都有明確的名稱，而不是模棱兩可或含糊不清的概念，否則就無法識(shí)別。BIM建模技術(shù)主要是利用數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性來進(jìn)行的，模型建立后要想生成二維的平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖是非常容易的，如果要想修改里面的數(shù)據(jù)，只需要更改原始數(shù)據(jù)就可以了。我們隨便在一個(gè)視圖上對所畫內(nèi)容進(jìn)行更改時(shí)，立即就可以在別的視圖上關(guān)聯(lián)的地方體現(xiàn)出來，這種相關(guān)性是實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的。

圖1 可視化溝通

我們建立的建筑信息模型涵蓋了建筑物的所有信息，在這種模型中，能夠生成各種材料表、門窗表以及其他的一些表格。這樣就為建筑信息模型的進(jìn)一步應(yīng)用創(chuàng)造了條件。例如，我們可以利用這些表格進(jìn)行概預(yù)算、還可以利用它向建筑材料供貨商提供購貨清單等。實(shí)際上，BIM的應(yīng)用范圍比我們想象的要大，不僅僅局限在建筑設(shè)計(jì)的范疇。

建筑設(shè)計(jì)工作會(huì)涉及很多不同的專業(yè)，比如建筑、結(jié)構(gòu)、水電等。由于BIM承載的信息量非常大，所有的信息以數(shù)字化的形式儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中，但是這些數(shù)據(jù)之間都有關(guān)聯(lián)性，不是獨(dú)立的。各個(gè)專業(yè)共享一個(gè)數(shù)據(jù)源，在BIM上構(gòu)建各個(gè)專業(yè)協(xié)同工作的一個(gè)平臺(tái)。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)各專業(yè)之間信息共享。例如我們對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改操作、安排施工計(jì)劃以及施工進(jìn)度的可視化模擬、管理各種設(shè)計(jì)文檔以及管理施工變更等都可以在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。

2 碰撞檢查及優(yōu)化設(shè)計(jì)

在BIM模型中進(jìn)行碰撞檢測、深化設(shè)計(jì)及管線綜合，這些應(yīng)用可以給施工單位帶來很多便利。建筑工程中包含建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、通信等諸多專業(yè)，且外形奇特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物越來越多。工程項(xiàng)目越復(fù)雜，各專業(yè)間協(xié)調(diào)不到位、二維CAD設(shè)計(jì)圖紙發(fā)生碰撞經(jīng)常出現(xiàn)；項(xiàng)目實(shí)施過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，各部門、各專業(yè)獲取數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性難于保證，各方的合作與協(xié)同難于實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致工程成本增加、工期延誤、甚至影響到質(zhì)量和安全。

現(xiàn)在我國設(shè)計(jì)院的暖通、給排水、電氣、消防等各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員都是單獨(dú)繪制相關(guān)專業(yè)圖紙。所以，各專業(yè)的設(shè)計(jì)師只是考慮自己設(shè)計(jì)的內(nèi)容，很少會(huì)考慮其他專業(yè)設(shè)計(jì)師的施工圖紙內(nèi)容，這樣各專業(yè)之間很容易發(fā)生碰撞。以下為代表性的碰撞情況。

2.1 建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間碰撞

如果能夠在施工之前發(fā)現(xiàn)構(gòu)件碰撞問題，可以有效地減少返工，降低經(jīng)濟(jì)損失。

1）從圖2中可看到柱子與扶梯交叉在一起，自動(dòng)扶梯與梁產(chǎn)生碰撞，必須要調(diào)整自動(dòng)扶梯的位置。

圖2 REVIT模型截圖

圖3 按照CAD大樣圖建的模型

圖4 優(yōu)化后的模型截圖

2）建筑物負(fù)2層自來水泵房水箱進(jìn)水管與負(fù)1層車道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突，經(jīng)過調(diào)整，把水箱挪到左側(cè)，把水泵放到右側(cè)，就可以解決此沖突。

圖5 管線碰撞檢測

2.2 設(shè)備與設(shè)備的碰撞

對各種管線進(jìn)行碰撞檢測后，發(fā)現(xiàn)好多管線出現(xiàn)嚴(yán)重重疊沖突的情況。我們對這些管線進(jìn)行調(diào)整，就可以解決管線打架問題。

在設(shè)計(jì)過程中，如果要修改圖紙中的錯(cuò)誤，肯定會(huì)花去大量的時(shí)間，當(dāng)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，我們必須要重新進(jìn)行受力分析與計(jì)算，重新進(jìn)行確定構(gòu)件截面尺寸和配筋。如果在施工的時(shí)候要改變配筋，肯定會(huì)耽誤工期，還會(huì)浪費(fèi)材料，甚至可能要重做。對于像這樣的碰撞點(diǎn)，如果我們能及早地發(fā)現(xiàn)，可以為施工單位，或建設(shè)單位挽回一定經(jīng)濟(jì)損失。

3 基于BIM技術(shù)的精益化施工

建筑業(yè)一直都存在施工效率低下、施工材料浪費(fèi)大的現(xiàn)象，施工質(zhì)量讓人擔(dān)憂，有時(shí)候經(jīng)常返工，在建設(shè)工程中引入精益施工，對于保證建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量有很重要的意義。由于建設(shè)工程項(xiàng)目具有一次性和不可重復(fù)性，就更需要精益化施工來保證工程質(zhì)量。

在精益化施工中，施工現(xiàn)場的班組長，或多面手員工是最后能夠做出施工計(jì)劃的人，而傳統(tǒng)的施工中做計(jì)劃的人都是項(xiàng)目經(jīng)理或者技術(shù)負(fù)責(zé)人。前者我們稱之為末位計(jì)劃員，后者稱之為首位計(jì)劃員。

一般一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目會(huì)被分解為多個(gè)施工任務(wù)，要想保證整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目能夠順利完成，我們在保證進(jìn)度的同時(shí)還要保證質(zhì)量，由于多面手員工有示范效應(yīng)，可以通過這種示范來保證建設(shè)項(xiàng)目中的每個(gè)任務(wù)都能夠按照要求完成，并且施工工期最短。

通常，建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃是由項(xiàng)目經(jīng)理和技術(shù)人員來制訂的，在制訂計(jì)劃時(shí)對于一些具體操作他們可能了解的不是很透徹，雖然制訂計(jì)劃時(shí)會(huì)與具體的施工人員交流，但是施工人員對于計(jì)劃的內(nèi)容缺乏了解，不會(huì)把所有的想法告訴對方，他肯定會(huì)為自己多爭取一些時(shí)間，多留一些余地，以保證能夠順利完成施工任務(wù)，這樣工期就會(huì)較長。如果雙方都很了解，他們就會(huì)無保留，非常精確的制訂計(jì)劃。

精益施工比較注重循序漸進(jìn)的思想，就是不斷地尋找問題，分析問題的原因，最終解決問題，如果把BIM技術(shù)與這種思想結(jié)合起來，那是非常

圖6

好的，通過BIM技術(shù)可以驗(yàn)證這些結(jié)果，解決問題時(shí)非常方便。

TU201.4

A

1673-1093（2015）08-0070-04

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.018

2015-03-29；

2015-04-07