楊 碩 甄江輝 李朋杰

華北水利水電大學

前言

隨著社會飛速發(fā)展，各項技術升級，工程結構形式越發(fā)復雜，工程相關工作開展與協(xié)調都面臨著巨大挑戰(zhàn)。對此，可視化仿真技術能有效解決此類問題，其中BIM可以解決多階段各種難控問題，其優(yōu)勢越發(fā)明顯。BIM(Building Information Modeling)起源于美國，由三維模型發(fā)展而來，而后在歐美、日本等國家得到采用。在2002年，我國學者將BIM定義為建筑信息模型。它是個綜合信息數(shù)據(jù)庫，包含項目資料、設計需求、施工信息、管理等全生命周期各階段的信息。利用BIM技術可以生成模擬建筑物模型，用于明確建筑的三維幾何形狀信息和非幾何信息，如各種構件材料、重量、價格等。

1. BIM特點概述

BIM技術與其他技術相比，主要有以下五大特點：

可視化。借助三維建模，將虛擬建筑物立體化展現(xiàn)，同時模擬三維環(huán)境，給人的視覺效果更為直觀?？梢暬唧w體現(xiàn)在項目設計和建造，運營過程中的溝通、討論和決策等階段，如：項目設計圖紙展現(xiàn)、相關報表生成等。讀圖難度得到降低，減少工作時間、提高工作效率。

協(xié)調性。水利工程施工周期長，在項目實施過程中，一旦出現(xiàn)問題，需立馬將有關人員組織起來開協(xié)調會，從而找到問題原因及解決辦法，而BIM的協(xié)調性能幫助更早的解決問題。主要表現(xiàn)在BIM技術可以在建筑物施工前期對各部分可能產(chǎn)生的碰撞問題進行預測并進行協(xié)調，同時生成協(xié)調數(shù)據(jù)，為此后協(xié)調工作提供借鑒。BIM實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，加強了各單位之間的協(xié)助及溝通。

模擬性。BIM技術可通過軟件平臺模擬設計出建筑物模型以及不能在真實世界進行操作的行為。模擬性涉及到設計、施工和運營等階段，借助BIM信息平臺，可進行例如節(jié)能、地震逃生、光照和火災人員疏散等相關模擬，降低后期安全隱患，這一點對于大型工程運營很有必要。

優(yōu)化性。BIM技術實際運行過程中，能建立起一個相對穩(wěn)定的應用模式，其模型能提供建筑物及其變化以后的實際存在信息，能實現(xiàn)前期優(yōu)化。另外，借助BIM技術，可以對同項目進行多方案進行對比模擬分析，能更好的實現(xiàn)項目方案優(yōu)化設計。

可出圖性。BIM建立在三維建?；A上，出圖快捷。通過對建筑物進行了可視化展示、協(xié)調、模擬、優(yōu)化以后，可以出平面圖、剖面圖、綜合管線圖、綜合結構留洞圖等。

2. BIM國內外應用

1975年，喬治亞理工大學的Charles Eastman教授創(chuàng)建了BIM理念，幫助建筑工程實現(xiàn)可視化和量化分析。隨后該理念逐漸發(fā)展至歐洲。目前，BIM在美國、歐洲、中國、日本、韓國、新加坡等國家得到了很大的支持和發(fā)展。借助軟件進行BIM實施平臺建設，該平臺具體統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，各方數(shù)據(jù)提交后，業(yè)主將數(shù)據(jù)整合，形成整個項目的最終BIM模型。此外，設計院或施工單位內部都可借助此類平臺進行內部優(yōu)化管理。如美國德克薩斯州科帕斯克里斯蒂的JUMBO項目。

至今，國內外應用BIM的項目已不在少數(shù)。如在慕尼黑某火車站主站臺工程中使用了BIM技術的Allplan軟件。南京青奧會議中心運用BIM技術解決了建筑造型復雜，施工難度大的困難。劉孟將BIM技術應用于黃河特大橋項目施工管理中。秦麗芳將BIM技術應用于水利水電施工安全檢查系統(tǒng)中。王仁超將BIM技術應用于混凝土壩工程施工信息管理中。楊宏斌將BIM技術應用于水電工程施工總布置設計中。林偉等將BIM技術應用于小南海水電站施工組織設計中。于國等設計并開發(fā)了結合BIM與GIS的工程項目三維場景可視化與信息管理系統(tǒng)。朱健將BIM信息化施工技術運用至深基坑施工過程中，通過深基坑BIM三維模型，實現(xiàn)多方無障礙的溝通和信息共享。

總言之，使用BIM技術受益最大的是業(yè)主。在設計階段，實現(xiàn)三維可視化，可進行碰撞模擬并生成報告，提出優(yōu)化建議，在設計時期就對項目進行優(yōu)化，避免后期返工；借助協(xié)調功能讓更多人參與其中，減少設計變更。在施工階段，實現(xiàn)四維模擬，便于施工人員讀懂圖紙，提供施工所需信息，減少施工錯誤，提高工程質量，并可以與業(yè)主實現(xiàn)實時交流施工進程。BIM技術通過虛實結合，保證運營維護階段的正常，使工程產(chǎn)生最大的效益。

3.不足與展望

BIM自誕生到如今得到多行業(yè)的青睞，但其在技術、管理層面也存在一些問題。如：BIM建筑信息模型的數(shù)據(jù)錄入是一個不斷優(yōu)化、完善的過程，時間周期長；國內BIM技術軟件研發(fā)不夠完善，人員對BIM認識不夠完全，導致其功能不能充分發(fā)揮?？傊?，雖然實現(xiàn) BIM技術推廣應用需要時間和投入，但從長遠來看，BIM 的投入一定會產(chǎn)生其效益或者放大工程建設企業(yè)現(xiàn)有業(yè)務的效益，可幫助工程項目提升生產(chǎn)效率、提高建筑物質量、降低建造風險和建造成本。

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