劉麗紅，周曉娟

（山西工程技術(shù)學(xué)院，山西 陽(yáng)泉045000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，建筑行業(yè)對(duì)于工程造價(jià)方面的要求越來(lái)越高。在這一背景之下，BIM技術(shù)運(yùn)用而生，其在一定程度上緩解了建筑行業(yè)對(duì)于工程造價(jià)行業(yè)迫切需求，并且提高了工程造價(jià)管理的效率，它不僅可以進(jìn)行工程造價(jià)管理，也可以用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、工程量的計(jì)量等。BIM技術(shù)的使用是工程造價(jià)管理領(lǐng)域的一次巨大改革[1]。

BIM技術(shù)是一種通過(guò)對(duì)于項(xiàng)目相關(guān)屬性數(shù)據(jù)收集，來(lái)構(gòu)建數(shù)字化造價(jià)管理模型，從而對(duì)項(xiàng)目全過(guò)程進(jìn)行管理的一種技術(shù)，也就是人們常說(shuō)的建筑信息模型。在建筑行業(yè)中對(duì)于BIM技術(shù)存在著一種普遍認(rèn)同的說(shuō)法:在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的各個(gè)階段當(dāng)中，通過(guò)使用相關(guān)的BIM軟件將項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中所有信息整合在一個(gè)信息平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)所有信息的共享，并且通過(guò)信息來(lái)進(jìn)一步對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)行進(jìn)一步指導(dǎo)，以提高信息利用效率。

1 目的和意義

2015年，我國(guó)政府加快了BIM技術(shù)應(yīng)用推廣的效率，在全國(guó)的建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中都開(kāi)始運(yùn)用BIM技術(shù)，無(wú)論是在居民住宅項(xiàng)目還是政府部門(mén)的市政工程項(xiàng)目建設(shè)當(dāng)中，都在不同程度的運(yùn)用BIM技術(shù)來(lái)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)生命周期之內(nèi)所有信息進(jìn)行監(jiān)控，并做好信息共享的工作。一個(gè)建筑項(xiàng)目無(wú)論規(guī)模大小，其里面包含了建筑、取暖、排水等多方面的知識(shí)，并且需要政府部門(mén)、施工單位、監(jiān)理單位等多個(gè)部門(mén)來(lái)參與，因此，建立一個(gè)科學(xué)有效的信息共享平臺(tái)對(duì)于建筑項(xiàng)目工程整體工作的開(kāi)展有著巨大作用。

2 BIM模型

BIM模型在建筑工程項(xiàng)目的可行性分析、技術(shù)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工等各個(gè)階段所發(fā)揮的作用與目的是不同的，這也體現(xiàn)出了BIM模型的針對(duì)性、動(dòng)態(tài)變化以及時(shí)效性等相關(guān)的特點(diǎn)。BIM技術(shù)可以對(duì)整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)周期內(nèi)的信息進(jìn)行整合，從而實(shí)現(xiàn)信息的共享，但是BIM模型并不能將每個(gè)階段的所有信息都涵蓋在內(nèi)，而是在不同的應(yīng)用環(huán)境或時(shí)間背景下，BIM模型通過(guò)自身的不斷優(yōu)化來(lái)確保不同需求的滿足，這一種模型被稱之為BIM實(shí)時(shí)模型[2]。

BIM模型在創(chuàng)建過(guò)程中利用數(shù)字符號(hào)的圖元信息的物理、幾何以及結(jié)構(gòu)屬性。模型構(gòu)建過(guò)程中的每一個(gè)完整的功能都是通過(guò)參數(shù)化的形式在模型中進(jìn)行儲(chǔ)存的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)一個(gè)模型就是一個(gè)集成化的數(shù)據(jù)庫(kù)。視圖之間、視圖與數(shù)據(jù)庫(kù)之間都存在著相互的關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)調(diào)。

2.1 3D模型

3D模型是建筑行業(yè)最早應(yīng)用的數(shù)據(jù)化技術(shù)，起先作用在室內(nèi)裝修的設(shè)計(jì)上，通過(guò)這一軟件可以模擬出最終的裝修效果，給人帶來(lái)直觀的視覺(jué)感受，可以提升裝修設(shè)計(jì)的滿意度。這一模型最大特點(diǎn)是不僅可以看到所有構(gòu)件的實(shí)際物理尺寸，還有構(gòu)件的擺放位置。3D模型是在二維模型基礎(chǔ)上加上了空間維度的聯(lián)系，使得整體設(shè)計(jì)的效果可以立體的展現(xiàn)在人們眼前，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的直觀性，提升了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的精確度[3]。

3D模型可以使所有建筑構(gòu)件屬性清楚的表達(dá)出來(lái)，其也是多維度模型載體的基礎(chǔ)。3D模型建立對(duì)于后續(xù)的設(shè)計(jì)工作起著至關(guān)重要的作用，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到后期施工的質(zhì)量。

根據(jù)所需目標(biāo)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過(guò)三維軟件實(shí)現(xiàn)建模而成的模型可以稱之為3D模型。通過(guò)該方式實(shí)現(xiàn)的模型建立，可以在計(jì)算機(jī)上以二維平面的方式展現(xiàn)三維圖形[4]。顧名思義，3D模型就是呈現(xiàn)為立體形態(tài)的模型。3D模型在與現(xiàn)實(shí)物品之間進(jìn)行對(duì)比的時(shí)候，主要差異在于缺少存在距離，所以在實(shí)際比較過(guò)程中，只能認(rèn)為3D模型只是像真實(shí)物品，仍能較為明顯的看出差別。同樣，也可以將通過(guò)3D模型建立的實(shí)物模型，進(jìn)行放大、縮小或變形處理，通過(guò)打印技術(shù)打印出實(shí)體。在實(shí)際應(yīng)用中，被稱為3D打印技術(shù)的新興技術(shù)多在建筑、3D影像制作、機(jī)械制造、人物圖形繪制等方面應(yīng)用居多。該模型的建立方式大致可以分為三種：一為依靠人工設(shè)計(jì)建立3D模型；二是依靠三維掃描設(shè)備獲取實(shí)物圖型以建立3D模型；三為基于相關(guān)圖像構(gòu)建3D模型。

2.2 4D模型

通常意義上的4D模型，就是在原有的3D模型的基礎(chǔ)上增加或關(guān)聯(lián)一個(gè)維度。在正常的應(yīng)用過(guò)程中，比如電影行業(yè)，通常會(huì)增加一些環(huán)境特效以改變?nèi)梭w感官器官的感受，例如自然界的風(fēng)雪雷電等；在建筑行業(yè)，與之相關(guān)的增加維度的方法基本上是為3D模型添加時(shí)間元素，以便于表現(xiàn)出隨時(shí)間的推移施工進(jìn)度的整體體現(xiàn)進(jìn)而模擬整個(gè)施工過(guò)程的模型。該模型的信息系統(tǒng)集成方式主要體現(xiàn)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息模型和交換式信息模型兩種方式。與這兩種信息集成方式息息相關(guān)的4D信息模型實(shí)現(xiàn)方式也體現(xiàn)在兩種方式上：①通過(guò)不同的程序、軟件之間的兼容性協(xié)議來(lái)制定具有單一功能的軟件。其中較為明顯的是Autodesk公司推出的Navisworks軟件是結(jié)合已經(jīng)構(gòu)建完成的3D模型，在特定的功能上能夠?qū)崿F(xiàn)4D模型的建立，以便于對(duì)項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)行綜合系管理。②該種方法所實(shí)現(xiàn)的4D模型的建立大都倚靠在某一技術(shù)平臺(tái)，進(jìn)行4D模型的開(kāi)發(fā)和建立，通常意義上是在傳統(tǒng)意義CDA平臺(tái)和現(xiàn)在較為常用的BIM等技術(shù)平臺(tái)。在傳統(tǒng)意義CDAS技術(shù)平臺(tái)上所建立的4D模型，其基礎(chǔ)的3D功能相較于其他平臺(tái)所建立的3D模型差別較大，不能夠真正意義上實(shí)現(xiàn)三維模型的建立和信息的同步，更為重要的是，該種模型的建立需要浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

現(xiàn)在主流的4D模型在根據(jù)不同的需求條件信息和業(yè)務(wù)創(chuàng)建思路，大致可以分為兩種建立方法：一是直接在4D集成平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)需求的時(shí)間因素和已經(jīng)構(gòu)建完成的3D模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，組成4D模型；二是在通過(guò)信息管理軟件建立需求的時(shí)間信息前提下，再與4D集成技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行整合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)間因素和3D模型的匹配、關(guān)聯(lián)。

2.3 nD模型

在3D或4D的基礎(chǔ)上更近一步增加項(xiàng)目或產(chǎn)品所需要的維度需求進(jìn)行錄入，是為nD模型。顧名思義，該種模型可以從3D模型建立的基礎(chǔ)上對(duì)各維度信息的關(guān)聯(lián)，也可以在4D模型的基礎(chǔ)上對(duì)需求的維度信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在實(shí)際的工程運(yùn)用中，對(duì)具有不同需求的維度要求，例如工程成本、質(zhì)量安全等方面，從而能夠形成影響工程進(jìn)度的5D、6D甚至是7D實(shí)時(shí)模型。就目前而言，在建筑行業(yè)，主要對(duì)工程成本和已有的4D模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以達(dá)到以下幾種優(yōu)點(diǎn)：

①在實(shí)現(xiàn)4D模擬施工的同時(shí)，能夠?qū)こ踢M(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的查看；

②能夠從所建立的5D模型中實(shí)時(shí)查看工程成本信息和階段性工程量；

③能顧根據(jù)預(yù)定的工程進(jìn)度對(duì)整體存在的人、物、財(cái)?shù)冗M(jìn)行宏觀的調(diào)控，以便于增強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的綜合分析能力和全局把控能力。

3 建筑工程中常用的BIM軟件

①僅僅具有單一功能的軟件

②綜合性能更加完備的BIM軟件

在對(duì)BIM軟件的實(shí)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)過(guò)程中，尤其點(diǎn)明BIM軟件的強(qiáng)大實(shí)用性的是美國(guó)buildingSMART聯(lián)盟主席DanaK.Smitn先生，他的評(píng)價(jià)對(duì)BIM軟件在建筑行業(yè)的應(yīng)用體現(xiàn)各專業(yè)之間相互協(xié)調(diào)完成的特點(diǎn)，表現(xiàn)出單一軟件時(shí)代的終結(jié)。在根據(jù)該特點(diǎn)所進(jìn)行的軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)所做出的BIM產(chǎn)品稱之為解決方案。

③BIM在實(shí)際建筑行業(yè)的應(yīng)用流程

隨著各大軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)的不斷開(kāi)發(fā)過(guò)程中，各種依靠BIM框架所涌現(xiàn)的特色功能軟件，逐漸打破建筑工程中對(duì)工程造價(jià)和計(jì)量、項(xiàng)目管理等工作的傳統(tǒng)概念，伴隨著工作人員對(duì)自身工作認(rèn)識(shí)的提高，各專業(yè)性質(zhì)的軟件的使用給建筑行業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，為能夠更好的發(fā)揮軟件的高效性，部分企業(yè)給這類軟件的使用制定了具有較高使用效率的流程。

4 結(jié)語(yǔ)

在建筑行業(yè)中通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)為其信息化發(fā)展帶來(lái)了無(wú)限的可能，不僅可以在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中對(duì)于信息實(shí)現(xiàn)共享，并且對(duì)于已經(jīng)竣工的建筑項(xiàng)目信息進(jìn)行收集、處理，儲(chǔ)存在信息平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)歷史信息的查閱。無(wú)論是民用住宅項(xiàng)目工程還是政府市政項(xiàng)目工程，BIM技術(shù)均能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目工程使用生命周期之內(nèi)的信息共享。