穆浪

摘要：BIM是以建筑工程各項信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建建筑模型，是一種用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法，是建筑信息化發(fā)展的重要產(chǎn)物。本文首先分析了BIM技術(shù)的產(chǎn)生背景，其后圍繞某建筑施工管理中的應(yīng)用案例展開分析論述，最后探討了建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與目前尚存在的問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程;BIM技術(shù);產(chǎn)生背景;應(yīng)用優(yōu)勢;工程案例

引言

自BIM概念提出以來，在我國發(fā)展迅速，越來越引起建筑業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。基于BIM技術(shù)開展建筑施工模式創(chuàng)新，可以創(chuàng)建精確的三維模型，最大限度的降低施工風(fēng)險，保證建筑施工的順利開展，圓滿完成建造工作。BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，將徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的工程協(xié)作方式和協(xié)同模式，進(jìn)一步加快我國建筑領(lǐng)域的發(fā)展，加強(qiáng)此方面研究探討具有重要的現(xiàn)實意義。

1 BIM技術(shù)的產(chǎn)生背景

20世紀(jì)70年代，“Building Description System”這一構(gòu)想首次被提出，為后期的“Building Information Modeling”奠定了重要基礎(chǔ)，2002年Autodesk公司明確提出“BIM”這一名詞，并在全世界范圍內(nèi)迅速推廣開來。

國內(nèi)BIM技術(shù)起步相對較晚，但是發(fā)展十分迅速，目前已經(jīng)得到了國家建設(shè)部門和許多建設(shè)、設(shè)計、施工單位的重視，同時根據(jù)我國現(xiàn)階段基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)形勢來看，工程數(shù)量巨大、結(jié)構(gòu)形式更加復(fù)雜，超大型工程項目不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的施工與管理方法更加難以滿足實際工程建設(shè)需要，同時BIM的應(yīng)用實踐經(jīng)驗越來越豐富，為BIM技術(shù)在我國建筑業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

2 施工中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用情況

2.1 工程概況

本文僅以我公司在重慶的某住宅建筑為例，因總公司要求在學(xué)習(xí)日本的裝配式建筑施工及湖南遠(yuǎn)大住工和三一集團(tuán)的裝配式建筑施工管理的基礎(chǔ)上，對本項目的施工管理上采用BIM技術(shù)，在此做一個介紹：此住宅樓總建筑面積15470.99m2，地上18層、地下3層，標(biāo)準(zhǔn)層層高3m，共計3個單元，一梯兩戶。本建筑為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件包括內(nèi)/外墻板（4層及以上）、女兒墻板、疊合板（2層及以上）、轉(zhuǎn)角板（PCF）和樓梯板（1層以上），其余為現(xiàn)澆，預(yù)制率60%，如下圖1所示即為標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)單元構(gòu)件拆分示意圖。

2.2 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用情況

2.2.1 創(chuàng)建BIM模型

本項目BIM建模軟件采用Revit，BIM包括三大部分：現(xiàn)澆、預(yù)制以及施工器具，現(xiàn)澆部分（現(xiàn)澆梁、現(xiàn)澆墻），可利用Revit自帶的“系統(tǒng)族”創(chuàng)建;預(yù)制和施工器具部分，需在Revit中創(chuàng)建“可載入族”，以構(gòu)建裝配式施工BIM模型。

2.2.2 參數(shù)化創(chuàng)建墻板斜支撐族

Revit在創(chuàng)建族時，必須確定族的樣本文件作為創(chuàng)建族的基礎(chǔ)，本項目預(yù)制墻板施工時需設(shè)臨時固定措施——斜支撐（包括：支撐桿、支撐托座、預(yù)埋螺栓），以此承受墻板側(cè)向荷載，對預(yù)制墻板垂直度進(jìn)行調(diào)整。斜支撐支撐桿安裝是基于兩個參照標(biāo)高，支撐托座安

裝在墻板面、頂板面。在Revit創(chuàng)建支撐桿族、支撐托座族、預(yù)埋螺母族時，分別選擇的族樣本文件為“公圖2支撐托座族和預(yù)埋螺栓族制結(jié)構(gòu)框架—梁和支撐”、“基于面的公制常規(guī)模型”、

“公制常規(guī)模型”，如圖2所示即為創(chuàng)建的支撐托座族和預(yù)埋螺栓族。

2.2.3 墻板斜支撐的碰撞檢測

本項目L形、T形暗柱節(jié)點兩側(cè)墻板斜支撐存在碰撞的可能性，通過三維可視化模型可直觀展現(xiàn)是否存在碰撞的情況，同時可直接在模型中修改，調(diào)整墻板斜支撐位置。BIM軟件Revit、Navisworks均可進(jìn)行碰撞檢測，此處采用Revit即可。

2.2.4 復(fù)雜節(jié)點的施工仿真模擬

本工程4層以下為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、4層及以上為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，3層現(xiàn)澆墻體定位鋼筋位置是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到上層墻板的安裝質(zhì)量，對此本工程利用BIM技術(shù)對豎向構(gòu)件復(fù)雜節(jié)點處進(jìn)行施工仿真模擬，即：利用三維模型生成動畫，對復(fù)雜工程、復(fù)雜節(jié)點開展施工預(yù)演，提前發(fā)現(xiàn)施工中會發(fā)生的問題，及時調(diào)整施工方案。

2.3 建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

2.3.1 應(yīng)用軟件

利用BIM技術(shù)進(jìn)行建設(shè)工程項目的實施過程，也就是大量相關(guān)軟件的協(xié)同工作的過程，如下表1對對市場上的主流BIM軟件進(jìn)行一些總結(jié)梳理。

表1軟件類型

2.3.2 應(yīng)用過程

（1） 三維建模：三維建模必然優(yōu)于平面視圖，可實時查看結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對位置關(guān)系、水電管線分布情況等等，也可將施工現(xiàn)場情況與根據(jù)設(shè)計圖紙構(gòu)建的模型進(jìn)行實時對比，及時發(fā)現(xiàn)施工錯誤，以此優(yōu)化施工、減少返工。

（2） 材料工程量自動統(tǒng)計：基于BIM的三維模型是一個信息高度整合的數(shù)據(jù)庫，可通過Revit軟件導(dǎo)出各種數(shù)據(jù)表，如：在主體結(jié)構(gòu)施工時，可提取每層樓框架梁、柱數(shù)量表和混凝土方量、鋼筋用量明細(xì)表等;在預(yù)制構(gòu)件采購時，可將所需預(yù)制構(gòu)件三維模型發(fā)給預(yù)制廠家，防止采購的預(yù)制構(gòu)件與實際需求不符，同時可利用BIM數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，合理安排資源供應(yīng)、施工計劃，減少由于工程量計算不準(zhǔn)確所致的損失。

（3） 二維出圖：BIM技術(shù)下，可利用Revit Structure等軟件的自動剖切功能，在三維模型任意角度生成剖面圖;若是出現(xiàn)設(shè)計變更，只需在三維模型中修改相關(guān)參數(shù)，即可重新導(dǎo)出新的剖面圖，并由此保證施工準(zhǔn)確定位。

（4） 物料跟蹤管理：基于BIM構(gòu)建的三維模型是一個參數(shù)化模型，涵蓋各種數(shù)據(jù)信息，施工時需將進(jìn)場材料的相關(guān)信息輸入模型中，包括：材料批次、生產(chǎn)日期、供應(yīng)商等，實現(xiàn)對物料的跟蹤管理，一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故可立刻追溯事故來源。

（5） 先試后建：可利用Navisworks等軟件，在三維模型技術(shù)上增加時間維度，以此實現(xiàn)4D施工模擬與進(jìn)度管理，在實際施工中，可將施工現(xiàn)場情況與三維模型實時對比，及時調(diào)整進(jìn)度計劃;可通過計算機(jī)實時顯示施工流程，以此明確各階段施工任務(wù)、施工計劃。

（6） 檢測協(xié)調(diào)：BIM技術(shù)實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、水、暖、電等各專業(yè)整合，通過三維碰撞檢查，明確管線沖突點、結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)位置;通過信息共享，及時將問題反饋給設(shè)計方，消除問題，保證各專業(yè)有效協(xié)同，減小施工風(fēng)險，保證施工質(zhì)量。

3 建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與存在的問題分析

3.1 建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

（1） 可視化：BIM最突出的亮點就在于其可視化性，工程項目的各項信息均可通過BIM模型實現(xiàn)直觀展現(xiàn)，項目決策、溝通、討論等均可在可視化的狀態(tài)下開展;

（2） 協(xié)調(diào)與協(xié)同性：利用BIM的信息管理模式，可打通項目全生命期、全方位信息，及時糾正各種信息的錯、漏、碰、缺，進(jìn)而無縫連接，有效整合離散信息。

（3） 模擬性：BIM可模擬真實項目，也可模擬真實環(huán)境中無法操作的事物，如：BIM在施工階段，可開展3D模擬、4D模擬（包括基于施工計劃的宏觀4D模擬和基于可建造性的微觀4D模擬）、5D模擬（與施工計劃匹配的投資流動模擬）等工作。

（4） 優(yōu)化性：隨著建筑工程項目的實施，BIM模型持續(xù)優(yōu)化，其可實現(xiàn)對項目目標(biāo)的動態(tài)優(yōu)化、主動控制，切實提高工程施工質(zhì)量、運(yùn)維水平。

（5） 出圖性：BIM技術(shù)可實現(xiàn)信息輸出方式的多元化，如：可從BIM模型中提取二維圖紙、提取預(yù)加工材料表、預(yù)算分析表等等。

（6） 簽證便利：通過發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，可以增加工程量清單的缺項少量簽證?？梢园l(fā)現(xiàn)因一個變更要求引起的聯(lián)鎖反應(yīng)，做到先簽后做，防范做了簽不到。

3.2 存在的問題分析

（1） 設(shè)計階段沒有得到推廣：當(dāng)前建設(shè)主管部門在力推，施工方也在學(xué)習(xí)掌握之中，但是設(shè)計單位在應(yīng)用推廣上還比較緩慢。需要發(fā)掘其先進(jìn)性和優(yōu)越性，以便推廣。

（2） 減少工程索賠：由于設(shè)計錯誤發(fā)現(xiàn)得早，大大減少返工和減少浪費(fèi)，同時也減少了施工方的利潤。

（3） 影響了部分造價管理人員的積極性：透明度得到提高后，專業(yè)人員在造價控制方面的工作成績相應(yīng)就減少了。模糊的工作量沒有了，造價管理的水份也就沒有了，部分人員急需調(diào)整工作心態(tài)。

（4） 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)比裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用復(fù)雜：通過施工和建模對比，裝配式建筑更加易于采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工和管理。

結(jié)語

綜上所述，BIM在建筑行業(yè)的推廣應(yīng)用是一大重要技術(shù)革新，其利用計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了建筑工程項目的信息集成和施工實際過程模擬，有利于實現(xiàn)建筑施工前的控制與施工過程中的動態(tài)管理，不斷優(yōu)化施工方案，保證施工質(zhì)量滿足要求，避免出現(xiàn)返工問題影響工程成本，最終更好地推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

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