張宗祥

湖北華頂建筑工程有限公司（431700）

0 前言

工程建設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜的的過程。傳統(tǒng)的建筑施工管理主要是通過二維圖紙、文字等信息的傳遞來實(shí)現(xiàn)，各專業(yè)分工較獨(dú)立，因而在建筑施工的過程中經(jīng)常會(huì)碰到:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)電施工設(shè)計(jì)相互矛盾；原設(shè)計(jì)與施工現(xiàn)狀相互碰撞；設(shè)計(jì)變更不斷，且變更體量出入大，使后期結(jié)算工作量巨大。隨著軟件和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，BIM 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理，在進(jìn)度、質(zhì)量、成本、風(fēng)險(xiǎn)、信息等方面發(fā)揮積極作用。

1 BIM 技術(shù)介紹

BIM 是 Building Information Modeling 的縮寫，即建筑信息化模型，其核心是Information（信息）[1]。BIM 技術(shù)是基于三維的建模設(shè)計(jì)，根據(jù)虛擬出來的三維立體模型，達(dá)到三維可視化設(shè)計(jì)，根本上有別于二維的CAD 設(shè)計(jì)。

1.1 可視化

BIM 技術(shù)可以借助模型直觀地展現(xiàn)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，還可以將建筑的信息與數(shù)據(jù)有效收集并處理，由此可見，BIM 技術(shù)具備著可視化及數(shù)字化的特征，它改變了傳統(tǒng)的二維圖紙展示模式，將建筑的三維模型展示給管理人員及施工人員，使得項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過程都在可視的狀況下開展。

1.2 模擬性

BIM 技術(shù)具備信息化的特征，它可以結(jié)合具體的工程數(shù)據(jù)與信息，進(jìn)一步搭建符合工程特征的三維立體模型，進(jìn)一步借助智能模型、數(shù)字技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展對(duì)建筑的各類模擬，通過模擬為建筑施工提供具體指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)階段，BIM 技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要模擬的一些東西進(jìn)行模擬試驗(yàn)，如節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等。在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D 模擬 （三維模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間），也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。還可以進(jìn)行5D 模擬（基于3D 模型的造價(jià)控制），從而實(shí)現(xiàn)成本控制[2]。

1.3 可出圖性

BIM 技術(shù)并不是為了出建筑設(shè)計(jì)院所的建筑設(shè)計(jì)圖紙及一些構(gòu)件加工的圖紙，而是通過對(duì)建筑物進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，可以幫助業(yè)主出如下圖紙:綜合管線圖（經(jīng)過碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，消除了相應(yīng)錯(cuò)誤以后）；綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（預(yù)埋套管圖）；碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。

1.4 協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性是建筑業(yè)中的重點(diǎn)內(nèi)容，不管是施工單位、業(yè)主及設(shè)計(jì)單位，無不在做著協(xié)調(diào)及相配合的工作。一旦項(xiàng)目的實(shí)施遇到了問題，就要將各有關(guān)人士組織起來開協(xié)調(diào)會(huì)，找施工問題發(fā)生的原因及解決辦法，然后出變更、作相應(yīng)補(bǔ)救措施。但是僅靠事后的協(xié)調(diào)并不能建成一個(gè)完美的項(xiàng)目，BIM 的協(xié)調(diào)性就可以幫助處理這種問題，也就是說BIM 建筑信息模型可在建筑物建造前期對(duì)各專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，從而盡量避免后期各部門之間碰撞問題的產(chǎn)生。

2 BIM 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

2.1 三維渲染

BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)最佳視覺效果。根據(jù)建筑工程施工圖紙可以逼真地展現(xiàn)出施工現(xiàn)場(chǎng)的布置情況,合理制訂建筑工程施工方案,并對(duì)多種建筑工程施工方案進(jìn)行對(duì)比，選出最佳的施工方案。BIM 建模在建立完成后依舊可以進(jìn)行三維渲染，以提高BIM 建模的精度,提高建筑工程中標(biāo)的概率。

2.2 快速算量

在建筑企業(yè)設(shè)置BIM 信息庫時(shí)，可以應(yīng)用6D信息庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速計(jì)算，這樣可以提高建筑工程預(yù)算的精度，進(jìn)而提高建筑工程施工管理效率。BIM 建模還可以有效控制建筑工程施工成本，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在傳統(tǒng)的建筑工程施工管理模式下，建筑企業(yè)無法有效整合建筑工程施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù), BIM 建模的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)建筑工程施工的精細(xì)化管理，提高資源的利用率，降低能耗。BIM技術(shù)具有可視功能，實(shí)現(xiàn)虛擬建筑工程施工，建筑工程施工管理人員可以隨時(shí)了解建筑工程施工進(jìn)展,并有效協(xié)同[3]。如果建筑工程管理人員發(fā)現(xiàn)建筑工程施工中存在問題，必須及時(shí)分析問題存在的原因,并針對(duì)存在的問題及時(shí)采取調(diào)整對(duì)策。

2.3 碰撞檢查

BIM 的特點(diǎn)在于三維可視化，降低識(shí)圖誤差。利用BIM 的三維技術(shù)在前期進(jìn)行碰撞檢查，直觀解決空間關(guān)系沖突，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤和返工，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的方案，進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量，同時(shí)也增加了與業(yè)主溝通的能力。

3 建筑施工中BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 施工平面布置

建筑工程施工中受到諸多因素的影響，導(dǎo)致建設(shè)過程受到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及突發(fā)狀況的影響不斷發(fā)生變化。若是依照以往的靜態(tài)平面設(shè)計(jì)的方式施工，便會(huì)造成施工中出現(xiàn)諸多問題，導(dǎo)致施工計(jì)劃停滯，無法進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員需花費(fèi)大量的時(shí)間及財(cái)力物力進(jìn)行調(diào)整。再次設(shè)計(jì)新的施方案，這樣做會(huì)造成人力物力的大量消耗，增加了工作量，延長(zhǎng)了工程建設(shè)的周期，甚至?xí)?duì)整個(gè)工程的施工質(zhì)量帶來影響。BIM 技術(shù)則是在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用三維視圖的方式建立數(shù)量化模型實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工過程的可視化管理，對(duì)于工程中的各個(gè)構(gòu)件的尺寸位置材質(zhì)都能做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，將工程施工過程中所需的所有參數(shù)涵蓋。在工程建設(shè)過程中，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，BIM 技術(shù)便可發(fā)揮其調(diào)節(jié)性作用，模型會(huì)隨著實(shí)際情況的變化而自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，方法快捷便利，而且不會(huì)影響到整個(gè)工程項(xiàng)目的正常運(yùn)行。建筑施工過程中BIM 的使用其實(shí)是為了發(fā)現(xiàn)房建施工中出現(xiàn)的問題，并采取簡(jiǎn)單快捷的方式進(jìn)行有效解決，并進(jìn)一步的完善工程建設(shè)的施工方案。建筑施工過程中，不同的施工方案具有不同的是特征，房建施工主要分為地基與基礎(chǔ)工程主體結(jié)構(gòu)工程及后期的裝飾裝修工程，BIM 技術(shù)的運(yùn)用,在平面位置實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)不同施工階段進(jìn)行平面布置方案設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)方案之間的優(yōu)化整合，進(jìn)而融合出一套最有利于工程施工的平面布置方案。

3.2 施工質(zhì)量控制

近年來，隨著人們的安全意識(shí)不斷提升，建筑工程施工中的質(zhì)量安全問題也受到越來越多的關(guān)注。雖然房屋建筑工程的施工技術(shù)水平在不斷提升，建筑材料也在不斷地創(chuàng)新，但是施工過程中仍然存在很多的問題，如建筑材料使用不規(guī)范，施工人員的綜合技能不高，施工質(zhì)量問題無法實(shí)時(shí)監(jiān)控等問題。BIM 技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用,可以有效解決這些問題，提升工程建設(shè)的效率，確保工程施工的質(zhì)量。在材料方面，BIM 技術(shù)在平面布置中可以儲(chǔ)存施工材料和器械相關(guān)的信息模塊，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，促使項(xiàng)目管理的相關(guān)人員在第一時(shí)間查詢到所需材料及機(jī)械設(shè)備的信息，對(duì)比出施工現(xiàn)場(chǎng)所需的材料與機(jī)械設(shè)備是否一致，且能在短時(shí)間內(nèi)控制并遏制不合格材料在工程中的應(yīng)用, 確保各項(xiàng)材料及設(shè)備能夠合理使用。在施工技術(shù)質(zhì)方面,BIM 技術(shù)可以對(duì)施工技術(shù)流程進(jìn)行模擬，從而建立起規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，施工人員便可以依照相關(guān)的流程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃與實(shí)際施工的有效契合[4]。

3.3 進(jìn)度控制

建筑工程施工有一定的工期限制，在施工過程中必須實(shí)時(shí)掌控施工的進(jìn)程。在以往的管理方式中雖然制訂了較為詳細(xì)的施工進(jìn)度計(jì)劃，但在施工過程中,由于各方面因素的影響,導(dǎo)致未能按照實(shí)現(xiàn)的施工進(jìn)度計(jì)劃表順利完成任務(wù)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。正所謂計(jì)劃趕不上變化,在建筑工程施工中，很多因素都會(huì)導(dǎo)致施工進(jìn)度無法控制。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙中采用的是平面表示的方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在的這種三維圖像的設(shè)計(jì)方法直觀。BIM 技術(shù)利用三維圖像的原理,與傳統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃相比較，能夠減少工作量，確保準(zhǔn)確性，同時(shí)具有很大的可調(diào)控性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工過程中發(fā)生的問題進(jìn)行識(shí)別及時(shí)調(diào)整。一旦在施工的過程中出現(xiàn)施工與圖紙相矛盾的問題就可以及時(shí)作出改變，不會(huì)對(duì)工程的進(jìn)度造成較大的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程進(jìn)度的可控。

3.4 質(zhì)量管理

建筑施工難以避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，若能夠及早發(fā)現(xiàn)，能夠減少返工，降低工程成本。在施工現(xiàn)場(chǎng)，將BIM模型和施工作業(yè)情況相結(jié)合，能規(guī)避錯(cuò)誤的發(fā)生。以往工程現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查，多采取目測(cè)和實(shí)測(cè)等方法，若需要進(jìn)行數(shù)據(jù)校核時(shí)，需調(diào)取相關(guān)文檔資料，增加了工作的繁雜程度。應(yīng)用BIM 技術(shù)，將建筑工程質(zhì)量信息全部掛接到建筑BIM 模型上，管理人員通過瀏覽模型，能夠發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，明確問題在各個(gè)層面的流轉(zhuǎn)情況，促使質(zhì)量問題高效處理。在質(zhì)量管理工作中，結(jié)合運(yùn)用BIM 技術(shù)和信息技術(shù)，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠優(yōu)化質(zhì)量檢查及控制手段。

4 結(jié)語

BIM 技術(shù)帶給我們的并不僅僅是一個(gè)高效的工具，更是一種建設(shè)施工的全新理念。也許在不久的將來，你會(huì)看到在施工現(xiàn)場(chǎng)，一位頭戴安全帽的工程師，手里拿著一個(gè)IPAD，在檢查施工情況。我堅(jiān)信，BIM 系統(tǒng)必將成為建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，并逐漸改變建筑行業(yè)的傳統(tǒng)工作方式。