楊 立 煒

(山西省大同煤礦集團基本建設(shè)管理中心，山西 大同 037000)

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BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

楊 立 煒

(山西省大同煤礦集團基本建設(shè)管理中心，山西 大同 037000)

介紹了BIM技術(shù)的特點，從效果展示、快速算量、虛擬施工、安全監(jiān)控等方面，闡述了BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計、施工中的應(yīng)用，并分析了BIM技術(shù)的發(fā)展前景，指出利用BIM技術(shù)有助于實現(xiàn)建筑施工成本低、效率高、質(zhì)量好的目標(biāo)。

BIM技術(shù)，建筑工程，安全監(jiān)控，施工質(zhì)量

0 引言

隨著我國城鄉(xiāng)建設(shè)的不斷發(fā)展，以及建筑行業(yè)競爭的加劇。低能耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展已成為建筑業(yè)不斷追求的目標(biāo)，因此BIM技術(shù)成為建筑施工技術(shù)行業(yè)的新寵。

雖然該技術(shù)在逐漸進入市場，但是我國BIM技術(shù)的使用還處于起步階段。目前它主要應(yīng)用于建筑工程施工的設(shè)計階段、施工過程及安全監(jiān)測等階段[1]，但隨著建筑規(guī)模的擴大和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，各參建單位之間不得不面臨協(xié)同活動的問題。因此對此項技術(shù)提出了更大的要求，有必要對此技術(shù)在建筑設(shè)計、施工及管理乃至建筑整個生命周期進行廣泛深入的探討。

1 BIM簡介

BIM是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立。通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點[2]，從而有利于提高生產(chǎn)率、節(jié)約成本和縮短工期，確保實現(xiàn)工程項目的全生命周期管理。

2 BIM在工程中的應(yīng)用

2.1 在設(shè)計中的應(yīng)用

該技術(shù)不僅僅是一種畫圖工具，還是一種設(shè)計理念。在設(shè)計中此技術(shù)實現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可視化，利用三維模型技術(shù)展現(xiàn)真實的建筑；建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計確保了建筑系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的及時更新。

2.1.1 協(xié)同設(shè)計使各專業(yè)溝通更加方便

此技術(shù)采用三維集成設(shè)計模型，直接生成三維實體模型使參建各單位技術(shù)人員對各種建筑信息做出正確理解和快速回應(yīng)，使其達到信息共享和傳遞的效果，從而實現(xiàn)質(zhì)量和效率的提高。

2.1.2 效果圖展示使設(shè)計更具可視化

利用軟件的建模、渲染、動畫技術(shù)可以具體描述二維模型，同時加強三維的直觀化。另外在對設(shè)計和使用功能進行不斷修改的同時它也會自動得到更新，設(shè)計圖紙可施工性的加強更好的協(xié)調(diào)了建設(shè)項目的各系統(tǒng)空間，不但縮短了設(shè)計時間，還減少了設(shè)計錯誤與漏洞，從而有效解決了碰撞與沖突問題。

2.2 在施工中的應(yīng)用

建筑工程的施工階段存在工序復(fù)雜，不斷調(diào)價，進度難控等因素，此過程也是將藍(lán)圖變?yōu)閷嵨锏年P(guān)鍵過程，施工企業(yè)為了更好的提高施工成本與進度，保證施工質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益，增強競爭力，建立BIM技術(shù)管理信息化體系是必不可少的，在建筑施工階段BIM技術(shù)具體的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.2.1 三維渲染，宣傳展示，給人以真實感

在設(shè)計施工計劃中采用4D模擬技術(shù)，可以讓施工單位更加合理分配布置規(guī)劃施工現(xiàn)場，提前擬定工程中將會出現(xiàn)的復(fù)雜工序的施工方案，通過多種方案的比較，達到選取最優(yōu)方案的目的。通過三維渲染給人以真實的感覺，可以更加具體客觀的感受事物的立體性，更好的發(fā)現(xiàn)施工問題。

2.2.2 快速算量，確保精度

施工企業(yè)造價成本最難控制的原因就是工程數(shù)據(jù)過于龐大，很難處理數(shù)據(jù)掌握有效數(shù)據(jù)合理利用資源，主要還是依靠經(jīng)驗主義，由此造成施工企業(yè)在招投標(biāo)階段以及施工階段很難有效控制施工成本。BIM通過運用5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫大大提升了工程量精度。由于BIM數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)粒度達到構(gòu)件級,可以快速提供支撐項目各條線路管理所需的數(shù)據(jù)信息，有效提升施工管理效率。通過運用BIM模型達到快速計算材料用量，設(shè)備管線統(tǒng)計用量等，從而合理控制預(yù)算成本。

2.2.3 精確計劃，節(jié)約資源

通過快速獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并對其進行分解實物量達到及時制定采購計劃，合理分配資源的目的。為減少資源，倉庫貯存，貨物運輸以及限額領(lǐng)料單提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持，為現(xiàn)場管理提供有力的審核依據(jù)。

2.2.4 虛擬施工，高效指導(dǎo)

虛擬施工是基于三維可視化功能與時間維度的應(yīng)用[3]，避免發(fā)生施工過程損耗大，圖紙審核不清，不同班組施工采用多版圖紙等管理混亂的現(xiàn)象，利用BIM的可視化與虛擬施工，可以提前了解施工的難點，避免返工，達到優(yōu)化施工管理的目的。

2.2.5 碰撞檢查，加快進度

施工過程中很難發(fā)現(xiàn)不同系統(tǒng)的管件之間的碰撞問題，由此引起了返工,導(dǎo)致極大的浪費和工期的延誤，BIM技術(shù)利用變更條件進行維護，提前反映施工設(shè)計問題，輕松快速的檢查在三維狀態(tài)下各專業(yè)的碰撞問題[5]。

2.3 在安全中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的數(shù)字化基礎(chǔ)，運用數(shù)學(xué)分析模型識別危險因素，結(jié)合監(jiān)控技術(shù)將計劃和現(xiàn)實進行有效對比，通過虛擬技術(shù)直觀分析危險區(qū)域，通過運用這些全新的信息化技術(shù)實現(xiàn)建筑施工活動的安全進行。

2.3.1 危險因素識別與區(qū)域劃分使危險更加明確

在動態(tài)模擬施工的狀態(tài)下，對施工現(xiàn)場潛在的危害因素進行判別，根據(jù)識別結(jié)果，對識別出的不同危害程度的區(qū)域進行合理的劃分，并采取有效的管理，將最終的影響范圍與嚴(yán)重性具體的反映到模型中，并以紅、橙、黃、綠4種顏色來描述區(qū)域危險程度以方便指導(dǎo)施工，同時指定每種安全等級下禁止的施工活動，這樣可以有效地減少由于危險區(qū)域不明確導(dǎo)致的安全事故。例如，在施工過程中針對樁基工程劃分出不同級別的影響范圍和禁止的一些活動和施工順序，如不可堆載、不可站人、不可停放機械等。

2.3.2 制定安全措施避免危害發(fā)生

在BIM技術(shù)的集成化安全管理系統(tǒng)中，BIM運用SOPS可以根據(jù)現(xiàn)場變化不斷更新的功能來分析出滿足工程的安全專項方案，從而采取最有效的安全措施，避免危害的發(fā)生，用來保護建筑活動安全高效的進行。

2.3.3 安全評價客觀反映實施的安全性

通過運用層次分析、蒙特卡羅、模糊數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)方法對存在的危險因素進行評價與分析，同時也對制定的安全計劃進行評價分析，通過分析判別存在風(fēng)險的因素，如果結(jié)果在允許范圍內(nèi)則表示可以采取此方案，否則就要回到安全專項方案，重新制定風(fēng)險預(yù)防措施，通過不斷檢測分析調(diào)整模型，直到符合規(guī)定的安全指標(biāo)才進行下一步工作。

2.3.4 安全監(jiān)控合理調(diào)整施工安全計劃

通過現(xiàn)有的視頻智能監(jiān)控技術(shù)，各參建單位可以對建筑施工組織安全進行可視化管理。結(jié)合虛擬施工模型，在施工過程中將實際完成的安全活動與計劃完成的安全活動進行對比分析兩者存在的誤差，分析誤差出現(xiàn)的原因，并對下一步的施工計劃進行調(diào)整，以滿足工程計劃需要，并為以后的建筑工程施工提供技術(shù)支撐。

3 BIM技術(shù)的發(fā)展及展望

BIM技術(shù)是建筑領(lǐng)域的一次革命，它將成為建筑業(yè)的一種新型前沿技術(shù)，由于BIM技術(shù)的虛擬可視化、數(shù)量化和數(shù)字化特性使其成為建筑施工項目信息管理技術(shù)中的佼佼者，基于其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，及時，真實，從而提高施工企業(yè)項目管理水平和生產(chǎn)效率。雖然BIM技術(shù)為施工項目管理提供可靠、及時的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，但我國還是面臨著技術(shù)不成熟的問題，從整個建筑行業(yè)分析，BIM還存在沒有制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，形成完整體系，完全統(tǒng)一信息等問題，軟件的應(yīng)用還未得到全面的推廣，而對于企業(yè)來說，成本問題阻礙了BIM技術(shù)的發(fā)展，同時也缺乏相關(guān)技術(shù)方面的人才，通過多方面分析說明BIM技術(shù)還處于不成熟階段。因此變革傳統(tǒng)管理生產(chǎn)運作模式，大力推行BIM技術(shù)成為目前的首要任務(wù)，相信隨著對BIM技術(shù)的不斷探索與創(chuàng)新，BIM技術(shù)將會在施工項目中得到廣泛的應(yīng)用，并為建筑業(yè)創(chuàng)造巨大的價值和廣闊的前景。

[1] 馬智亮.我國建筑施工行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀、問題及對策[J].中國勘察設(shè)計，2013(11):39-42.

[2] 張建平，李 丁.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012,41(8):10-17.

[3] 柳娟花.基于BIM的虛擬施工技術(shù)應(yīng)用研究[D].成都:西南交通大學(xué),2012.

[4] 陶 帥，張德海,黃 靈.BIM的發(fā)展及其在建筑施工方面的應(yīng)用[J].土木工程建造管理，2011(6):251-254.

[5] 張建平，胡振中，王 勇.基于信息模型的施工沖突分析與管理[J].施工技術(shù)，2009,38(8)：115-119.

[6] 劉 晴，王建平.基于技術(shù)的建設(shè)工程生命周期管理研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2010,2(3)：41-45.

Application of BIM technology in architectural engineering

Yang Liwei

(TheBasicConstructionManagementCenterofDatong,Datong037000,China)

This paper introduced the characteristics of BIM technology, from the results show, fast calculation, virtual construction, security monitoring and other aspects, elaborated the application of BIM technology in building engineering design, construction, and analyzed the development prospect of BIM technology, pointed out that using BIM technology could help to realize the target of low construction cost, high efficiency, good quality.

BIM technology, architectural engineering, safety supervision, construction quality

1009-6825(2016)27-0235-03

2016-07-15

楊立煒(1973- )，男，碩士，工程師

TP319

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