姚宇峰 張小林 王 琦 王 鋒 閆 龍

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院， 陜西 楊凌 712100）

0 引言

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型），是一個(gè)具有多維信息的三維模型，他可以將建設(shè)工程的各個(gè)階段的工程信息、資源集合在模型中，如圖1，實(shí)現(xiàn)信息共享，對于施工過程中各個(gè)參與方使用起來都很方便，大家溝通交流暢通無阻，大大減少資源浪費(fèi)提高施工效率。通過把建筑物中的所有數(shù)據(jù)信息融入到三維模型中，為工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維提供相互協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)信息模型，使得建設(shè)過程從設(shè)計(jì)到運(yùn)維實(shí)現(xiàn)一體化管理，這主要依賴于信息互通的三維建筑信息模型。該模型應(yīng)該包含著建筑物的各類幾何信息與非幾何信息，其主要任務(wù)建筑數(shù)字化，形成虛擬的3D模型[1]。目前，我國每年建筑施工現(xiàn)場的開工量居世界前列，也因此被稱為“基建狂魔”，全國各地都搞建設(shè)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，以后基建量更大。然而，在我國建筑施工過程中，傳統(tǒng)管理模式居多導(dǎo)致施工過程中，經(jīng)常發(fā)生碰撞，產(chǎn)生返工窩工及資源浪費(fèi)的現(xiàn)象常有發(fā)生，我國現(xiàn)階段項(xiàng)目施工過程中，大約有70%的碰撞錯(cuò)誤都源自設(shè)計(jì)階段[2]。隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用，其可視化、碰撞檢查、精細(xì)化管理、施工模擬等可以解決該問題且運(yùn)用此技術(shù)為建筑生命全周期提供了一種有別于傳統(tǒng)的高效模式[3]，BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的功能眾多，如圖2，基于這些功能大大提高工作效率，該項(xiàng)技術(shù)能夠保障工程質(zhì)量、施工周期，還可以使得生產(chǎn)效率提高，也能確保工程項(xiàng)目整體具備規(guī)劃性以及規(guī)范性要求[4]，這些都能為項(xiàng)目的全壽命周期提供科學(xué)依據(jù)，可應(yīng)用于各個(gè)階段。它也常用于整合和管理建筑物本身所有階段信息[5]。

圖1

圖2

近年來，BIM技術(shù)在我國發(fā)展迅速，國家及地區(qū)相關(guān)部門高度重視，先后出臺多項(xiàng)政策保障該項(xiàng)技術(shù)的使用，有的地區(qū)已經(jīng)明確在建筑招投標(biāo)階段必須采用BIM技術(shù)進(jìn)行投標(biāo)，否則不允許參加競標(biāo)。由此可見，國家對BIM技術(shù)使用的重視度，為了更好的發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)，2019年1月25日，人社部職業(yè)技能鑒定中心發(fā)布了《關(guān)于擬發(fā)新職業(yè)的公示通告》，在發(fā)布的15個(gè)新職業(yè)中，建筑信息模型技術(shù)人員就在其中，從此有了正式的職業(yè)崗位。在國內(nèi)，2011年就有39%的單位表示已經(jīng)使用了BIM相關(guān)軟件，當(dāng)然其中以設(shè)計(jì)單位居多，其中，上海市作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，各項(xiàng)科技包含建筑科技一直走在全國前列，其對BIM技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展也早于其他城市，并不斷實(shí)踐和發(fā)展，總結(jié)了豐富的值得學(xué)習(xí)和借鑒的經(jīng)驗(yàn)，但就應(yīng)用深度而言，BIM技術(shù)剛剛開始，但從全國乃至世界范圍看，它已然成為主流。

伴隨著BIM技術(shù)的不斷應(yīng)用與發(fā)展，可以基于建筑信息模型建立一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)共建共享平臺，方便科學(xué)的對建筑物全生命周期管理提供有力保障。此外，由于建筑模型可視化效果逼真，相比較傳統(tǒng)的二維圖紙，可視化查看把圖紙翻建成的三維模型更加清楚且準(zhǔn)確度高，也對于多部門溝通及科學(xué)管理具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

1 可視化應(yīng)用現(xiàn)狀

校園建筑物種類豐富且建筑面積大，甚至有的校園地勢不夠平坦，各類建筑物錯(cuò)落有致，這樣加重了建筑群的復(fù)雜性，涉及到的辦公樓、圖書館、體育館等各類不同建筑物的功能需求也不一樣，對于這些建筑物后期運(yùn)維管理都帶來諸多不便。為此，運(yùn)用BIM技術(shù)將建筑物建成三維模型且將數(shù)據(jù)集成在一個(gè)平臺上，實(shí)現(xiàn)可視化動(dòng)態(tài)管理，大幅度降低人力物力。

目前，BIM可視化在校園應(yīng)用中并不理想，眾多管理需要在平面規(guī)劃圖中查看建筑物的具體位置，如圖3，或者需要到實(shí)際現(xiàn)場查看，難于管理，影響效率，未實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理模式。比如，學(xué)校在承辦各種對外考試或者活動(dòng)中，大部分做法就是在學(xué)校大門口立一個(gè)平面指示牌，外來人員對照平面圖進(jìn)行查看，帶來眾多不便，對于方向感較弱的人員著實(shí)不便且容易迷失方向。鑒于此，本文主要從模型可視化角度出發(fā)，多角度三維空間查詢校園建筑群及單體建筑所在位置，對于校園實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效管理起著舉足輕重的作用。

圖3

2 BIM可視化應(yīng)用必要性

隨著行業(yè)的發(fā)展，人們對房屋建筑設(shè)計(jì)期待值不僅僅只停留在遮風(fēng)避雨和居住舒適的層面了，更希望房屋具有美觀性及觀賞性，給人賞心悅目的感覺。所以，各類大跨度、大懸挑、造型獨(dú)特的建筑物應(yīng)運(yùn)而生，

比如，央視大樓，廣州塔“小蠻腰”等獨(dú)具特色的異形建筑物不勝枚舉。但是，這些異形建筑物給設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)帶來眾多麻煩，尤其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面難度較大，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段較為復(fù)雜出錯(cuò)率高，對于后期施工暴露出問題而反饋修改圖紙事件常有發(fā)生。為此，利用BIM技術(shù)可視化及碰撞檢查功能，施工前直觀的檢驗(yàn)構(gòu)件碰撞與否及其外觀是否滿足預(yù)期理想效果尤為重要，若有問題可在開工前對圖紙進(jìn)行修改，將錯(cuò)誤拒之門外防患于未然，降低返工率，節(jié)省成本，提高效率。

可視化可以使得構(gòu)件之間的互動(dòng)性和反饋性更加清晰明了，使得工程設(shè)計(jì)問題在施工前暴露，最為重要的是在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營各個(gè)階段，各參與方協(xié)調(diào)、交流、溝通和決策均在可視化狀態(tài)下進(jìn)行[6]。

3 BIM可視化應(yīng)用分析

建筑行業(yè)歷經(jīng)兩次革命，從最開始傳統(tǒng)的手繪二維圖紙，到現(xiàn)在BIM三維模型可視化及全壽命周期管理模式，發(fā)展過程如圖4，至此全面拉開了建筑業(yè)信息化發(fā)展的新序幕。

圖4

利用BIM技術(shù)將校園內(nèi)的單體建筑逐一建成三維模型，隨后根據(jù)規(guī)劃圖紙，在規(guī)劃圖紙上，將單體模型定位到對應(yīng)位置，形成三維模型的建筑群，如圖5。當(dāng)外來人員來校，查看平面指示牌不方便時(shí)候，可以將BIM建筑群模型信息融入二維碼中以動(dòng)態(tài)形式顯示，使用者可用移動(dòng)端掃描二維碼進(jìn)行掃描，掃描后瞬間就會(huì)在移動(dòng)端顯示出建筑三維模型，啟動(dòng)后顯示出模型，如圖6，使用手指進(jìn)行滑動(dòng)，一切顯示盡在指間，這樣就更加直接真實(shí)顯示出三維面貌，方便外來人員查找樓號及其位置，方便快捷，省時(shí)省力。

圖5

圖6

此外，也可將建筑群做成視頻形式進(jìn)行展示，視頻打開后漫游校園各個(gè)角度，建筑群也盡收眼底，效果更加直接，如圖7，也可將視頻資源放入空間以二維碼形式呈現(xiàn)，掃描后，無需指間滑撥，等待視頻播放完畢后一目了然。

圖7

若要通過可視化了解單體建筑物內(nèi)部情況，可先進(jìn)行漫游路徑的設(shè)計(jì)，根據(jù)路徑開啟漫游，隨后沿著路徑進(jìn)行漫游查看到單體建筑內(nèi)任一情況。

綜上，BIM可視化可以將二維圖以三維形式生動(dòng)展現(xiàn)出來，展現(xiàn)方式方法多種多樣，最終使得體驗(yàn)者更加直觀了解建筑群或單體建筑的布置及構(gòu)造。

4 結(jié)語

通過BIM可視化特征，可以查看建筑群中各個(gè)單體建筑的位置，也可對于單體建筑內(nèi)部進(jìn)行漫游，最終了解建筑群規(guī)劃布置及單體建筑的內(nèi)部構(gòu)造。BIM可視化更加直觀，避免因不同的想像造成不一樣的理解，同時(shí)，BIM可視化也為項(xiàng)目管理帶來方便。借用該技術(shù)可以使得校園管理更加智能化、便捷化。