張琳

【摘要】如今，在城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程快速發(fā)展的背景下，建筑行業(yè)獲得了顯著的發(fā)展成就，成為了支撐社會經(jīng)濟發(fā)展的主要行業(yè)，特別是在信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，信息技術(shù)與建筑行業(yè)的融合也就成為了一種必然趨勢，BIM技術(shù)是建筑信息化發(fā)展的產(chǎn)物，在促進智能建造方面發(fā)揮著極其重要的作用?；诖吮尘埃恼聦IM技術(shù)進行概述，并提出BIM技術(shù)在智能建造體系中的應(yīng)用，探討建筑機器人技術(shù)與 BIM技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，希望為相關(guān)技術(shù)工作者提供有價值的參考和建議。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);智能建造;建筑信息化? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.072

眾所周知，改革開放40年來，我國工程建設(shè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇，而且獲得了很好的發(fā)展成果，不斷刷新的高樓大廈和架設(shè)了具有眾多技術(shù)難題的橋梁，都證實了我國建造技術(shù)的實力。在建筑智能化高速發(fā)展的形勢下，BIM技術(shù)在國內(nèi)也得到了很好的發(fā)展，相關(guān)企業(yè)都在探索BIM技術(shù)的應(yīng)用價值，充分地發(fā)揮出BIM技術(shù)在建筑各個環(huán)節(jié)的價值，相當多的大型建筑都在嘗試采用BIM技術(shù)解決一些難題，同時技術(shù)人員可以采取BIM技術(shù)快速準確地分析設(shè)計、施工數(shù)據(jù)，增強建筑設(shè)計、施工的合理性。現(xiàn)階段，相當一部分建筑企業(yè)將BIM技術(shù)應(yīng)用與工程建設(shè)的設(shè)計、造價、工程管理和施工等環(huán)節(jié)，既保證了建筑設(shè)計的最優(yōu)化，又提升了工程管理的質(zhì)量和效率。

1、BIM技術(shù)概述

所謂BIM技術(shù)，也就是建筑信息模型（ Building Information Modeling），采用現(xiàn)代化的計算機軟件將二維的建筑圖紙轉(zhuǎn)化為三維的技術(shù)形式，技術(shù)工作者將所需要建造的建筑物的信息賦值在模型之內(nèi)，常見的有建筑物尺寸信息、受力信息、環(huán)境信息和成本信息能力，利用BIM技術(shù)，計算機可以模擬工程在建造和具體使用過程中的受力、環(huán)境和成本等信息，促使技術(shù)工作者直觀地了解工程中存在的問題，并采取有效的方式進行解決，提升建筑物設(shè)計、施工的科學合理性。在建筑技術(shù)高速發(fā)展的新時期，BIM技術(shù)在智能建造體系中的應(yīng)用也變得日益普遍，從建筑工程的項目立項、項目設(shè)計、項目施工到項目竣工等階段，都可以利用BIM技術(shù)提供相關(guān)數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)項目設(shè)計、施工和運行維護的一體化，加快智能建造發(fā)展的步伐。

BIM技術(shù)有以下兩個方面的特點：首先，可視化。可視化是BIM技術(shù)的最大特點，相對于傳統(tǒng)工程建造體系而言，可視性為工程科學設(shè)計和施工管理及其運行維護提供了良好的參考，也為提升建造效率和工作質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計和施工過程中，技術(shù)人員通常以二維的形式來展現(xiàn)建筑的形式，施工的圖紙和圖表也只能通過平面的方式來展現(xiàn)，對于技術(shù)人員的空間想象能力要求較高，技術(shù)工作者在設(shè)計和施工時，需要發(fā)揮自身的想象力，并在腦海中構(gòu)建出建筑的3D模型，亦或是采取簡單的線條，描繪出簡單的施工立體圖形，既增加了技術(shù)工作者的工作難度，又不利于設(shè)計和施工工作的順利進行，而在BIM技術(shù)的支持下，技術(shù)人員可以通過計算機軟件的方式，生動地展現(xiàn)建筑的模型，模擬建筑施工、運行維護的過程，尤其是BIM技術(shù)的可視化功能直接提升了設(shè)計、施工、維護的效率，大大降低工程建設(shè)成本。其次，協(xié)調(diào)性。在建筑行業(yè)，協(xié)調(diào)是最重要的環(huán)節(jié)，設(shè)計者、施工者需要相互協(xié)調(diào)溝通，這樣才能建設(shè)出各方面都滿意的建筑工程，可以說協(xié)調(diào)貫穿于工程建設(shè)的全過程。在BIM技術(shù)快速發(fā)展的背景下，BIM技術(shù)在建造全生命周期各個階段都得到了應(yīng)用，極大地提升了工作效率和協(xié)調(diào)效率，特別是采用云數(shù)據(jù)的模式，設(shè)計、施工等各參與方之間可以借助云數(shù)據(jù)模式實現(xiàn)實時共享，建筑設(shè)計工作者可以將建筑設(shè)計的平面圖紙生成三維實體模型;增強設(shè)計展示的形象性;負責結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作者則可以借助BIM技術(shù)對梁、柱、板、鋼筋進行力學分析;后期安裝工作者也可以借助BIM技術(shù)進行光學、日照、聲學等分析;施工單位借助BIM技術(shù)獲取材料和設(shè)備類型信息;運行和維護工作者則可以利用設(shè)備、設(shè)施的構(gòu)建參數(shù)進行維護管理，借助BIM技術(shù)，參與智能建造體系的工作者，可以高效協(xié)調(diào)溝通，大大的提升了工作效率，也為建造出高質(zhì)量的智能建筑奠定了良好的基礎(chǔ)。

2、BIM技術(shù)在智能建造體系中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在智能建造規(guī)劃環(huán)節(jié)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國正處于社會主義建設(shè)的特殊階段，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程持續(xù)加快，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化固然離不開建筑行業(yè)的支持，特別是在信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的支持下，智能建造得到了快速發(fā)展，為提升人們的生活質(zhì)量營造了良好的條件。一般情況下，智能建筑主要集中在大城市，大城市的環(huán)境和交通信息非常復(fù)雜，直接增加了智能建造規(guī)劃的難度，BIM技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，則為智能建造規(guī)劃環(huán)節(jié)提供了有力的技術(shù)支持。技術(shù)工作者在設(shè)計智能建筑的過程中，借助BIM技術(shù)的方式，將地上建筑以及管線進行優(yōu)化協(xié)調(diào)，達到空間的最優(yōu)化配置，并結(jié)合地上的項目信息，進而構(gòu)成一個立體全覆蓋的組合式信息模型，大大地提升了智能建造規(guī)劃的科學性。

在建筑智能化快速發(fā)展的背景下，BIM技術(shù)的應(yīng)用也變得日益普遍，為不同建造項目提供完善的BIM信息系統(tǒng)，則是BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢，尤其是BIM技術(shù)在智能建造規(guī)劃環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，能夠有效地推動城鎮(zhèn)化朝著集中化、信息化、智慧化的方向邁進，不斷的提升智能建造的水平。與此同時，BIM的應(yīng)用非常廣泛，不僅應(yīng)用于城市建筑規(guī)劃，而且還可以應(yīng)用于過江隧道、地下隧道等復(fù)雜建筑的規(guī)劃，針對多種隱蔽項目工程，進行全方位的信息監(jiān)測，構(gòu)建出系統(tǒng)的、透明的建筑信息數(shù)據(jù)庫，有利于設(shè)計工作者更加直觀地掌握地上和地下的發(fā)展空間，提升智能建造規(guī)劃的合理性。

2.2 BIM技術(shù)在智能建造施工環(huán)節(jié)的應(yīng)用

施工環(huán)節(jié)是智能建造的核心環(huán)節(jié)之一，施工環(huán)節(jié)的控制和管理，直接影響著智能建造的質(zhì)量，在建筑信息化和BIM技術(shù)快速發(fā)展的時代，施工環(huán)節(jié)的管理方式也發(fā)生了很大的改變，施工工作者在開展施工工作時，則可以借助BIM技術(shù)平臺，根據(jù)設(shè)計圖紙來制定出科學合理的施工計劃，進一步明確整體的設(shè)計思路，通過設(shè)計思路和建筑設(shè)計的要求來確定材料類型，并通過BIM技術(shù)將二維的建筑模型轉(zhuǎn)變?yōu)槿S，為施工環(huán)節(jié)提供更有價值的參考依據(jù)。同時，在BIM技術(shù)的支持一下，施工工作者和專業(yè)技術(shù)人員可以直觀的了解建筑性能、區(qū)域和成本實施等方面的信息，并科學地評估智能建造物的面積、日照條件、管道排布，以便合理地制定施工方案。BIM技術(shù)在智能建造施工環(huán)節(jié)的實踐與應(yīng)用，建筑BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬的建筑模型，并生成建筑施工圖紙和工作量清單，更加科學地進行施工提供有效的參考依據(jù)。

智慧建造項目實際施工的過程中，建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位需要充分的溝通和協(xié)調(diào)，而借助BIM技術(shù)構(gòu)建信息化管理系統(tǒng)，可以促使各參與方通過BIM技術(shù)平臺進行實時共享信息，直接提升了智能建造項目相關(guān)數(shù)據(jù)的傳遞速度，確保智慧建造項目按照施工計劃進行施工。BIM技術(shù)在智慧建造工程的驗算階段也得到了很好的應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)工作者借助BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬的模型，通過信息化的方式對工程量進行有效的統(tǒng)計和驗算，不僅提升了統(tǒng)計和驗算的效率，而且依托信息化的方式，很好地增強的工程量統(tǒng)計和驗算的準確性。

2.3 BIM技術(shù)在智能建造運營維護環(huán)節(jié)的應(yīng)用

智能建造運營維護環(huán)節(jié)直接影響著人們的工作和生活質(zhì)量，基于BIM技術(shù)而建造的智慧建筑，在后期運營、設(shè)備管理和相關(guān)維護工作中，可以向工作者提供有價值的項目信息，建設(shè)單位可以通過BIM技術(shù)平臺將建筑的信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的運營平臺，尤其是借助BIM技術(shù)將二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，為安裝設(shè)備提供更加明確、清晰的空間。同時，借助BIM技術(shù)，針對智能建筑的可靠性、經(jīng)濟性、能耗等方面進行全面的分析，從而在運營和維護環(huán)節(jié)，對相關(guān)設(shè)備的運行和排放進行科學化管理，實現(xiàn)智能建筑綠色低耗的目標。另外，技術(shù)人員也可以利用BIM運營平臺的數(shù)據(jù)處理功能，分析智能建筑所處的自然環(huán)境，通過數(shù)據(jù)模擬的方式預(yù)見安全事故與自然災(zāi)害，根據(jù)BIM運營平臺分析出來的結(jié)果，相關(guān)主體單位則可以制定出針對性的應(yīng)急處理預(yù)案，保證智能建筑的安全性，維護居民和相關(guān)工作者的生命財產(chǎn)安全，一旦發(fā)生安全事故和自然災(zāi)害，居民和相關(guān)工作者則可以根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)分析出來的最佳逃生路線進行逃生，盡可能地降低安全事故和自然災(zāi)害帶來的損失。

3、建筑機器人技術(shù)與 BIM技術(shù)結(jié)合應(yīng)用展望

BIM技術(shù)作為一種將二維圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型的先進技術(shù)，特別是在建筑行業(yè)高速發(fā)展的背景下，建筑機器人技術(shù)也迎來了前所未有的發(fā)展機遇，在未來一段時間，建筑機器人將在建筑行業(yè)得到很好的應(yīng)用，BIM技術(shù)在智能建造體系的應(yīng)用，也需要考慮到BIM技術(shù)與建筑機器人技術(shù)的有效結(jié)合，充分發(fā)揮信息化、智能化技術(shù)的優(yōu)勢，有效地提升建筑機器人的使用功能，推動建筑機器人實現(xiàn)自動化施工，這樣才能實現(xiàn)智能建造的目標。BIM技術(shù)是一種非常強大的建筑信息化技術(shù)，在利用建筑機器人進行施工時，需要向建筑機器人輸入施工部位的信息，并將施工過程的信息通過信息傳輸?shù)姆绞絺鬏斀o建筑機器人，實現(xiàn)BIM信息模型與建筑機器人的信息互通。技術(shù)工作者需要按照BIM建模的標準，運用Revit建模軟件把圖紙轉(zhuǎn)化為標準模型，同時上傳到機器人路徑云平臺，借助機器人路徑云平臺將模型信息轉(zhuǎn)化為機器人可以讀取的計算機語言，建筑機器人按照BIM模型設(shè)計的路徑進行施工，進而實現(xiàn)智能建造的目標。

結(jié)語：

總而言之，在智能化和信息化快速發(fā)展的時代，BIM技術(shù)取得了顯著的發(fā)展成就，并在建筑行業(yè)特別是智能建造體系中得到了很好的應(yīng)用，在未來一段時間，BIM技術(shù)在智能建造中的應(yīng)用將更加普遍，特別是建筑機器人技術(shù)與BIM技術(shù)的結(jié)合，將有效地推動智能建造技術(shù)的發(fā)展。

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