建筑信息模型(BIM)是建筑學、工程學的新工具。美國國家建筑信息模型標準(NBIMS-US)定義BIM 是對建筑物的物理和功能特征的數(shù)字表示[1]。BIM是一種共享的信息資源,為建筑物在其生命周期(從最初的概念到最終的拆除)內的決策提供可靠的依據(jù)。在BIM 模型精度方面,美國的BIMForum 于2013 年制定了Level of Development(LOD)標準,這是針對美國建筑師協(xié)會關于LOD定義的解釋集合,描述了輸入和信息需求,并提供了各種建筑元素類開發(fā)的不同級別的圖形示例[2]。
BIM 和BIM 系統(tǒng)的子集以及類似技術的特點不僅僅是3D(長、寬、高),還可能包括更深入的維度,如4D(時間)、5D(成本),甚至6D(運營維護)。麥肯錫的一項研究發(fā)現(xiàn),75%采用BIM 的公司報告稱,他們的投資獲得了正回報,項目生命周期更短,文書和材料成本也節(jié)省了[3]。
BIM 技術應用于建筑結構施工圖設計過程中,設計人員能夠借此建立起一個完善的系統(tǒng)關系,以此來提高信息傳遞的效率,并將建筑結構方面的數(shù)據(jù)信息進行及時修改,確保后期施工過程的順利進行,借此提升建筑工程的施工質量,促使建筑工程的使用壽命得以延長。
與傳統(tǒng)的繪圖方式相比較而言,BIM技術的有效應用,能大大減少建筑工程設計初期的問題,提高設計質量。電腦系統(tǒng)能用沖突檢測的功能,用圖形表達的方式知會查詢人員關于各類的構件在空間中彼此沖突或干涉情形的詳細信息。由于電腦和軟件具有更強大的建筑信息處理能力,相比目前的設計流程,已給工程項目帶來正面的影響和助益。減少錯誤對降低成本有很重要的影響。應用建筑信息模型著名成功案例有德國慕尼克的寶馬世界、梅賽德斯-奔馳博物館以及位于斯圖加特的保時捷博物館等。
BIM 允許在任何時候對項目設計或文檔過程進行靈活更改,而不會給設計團隊帶來任何麻煩。這將減少協(xié)調時間和手動檢查,從而使設計團隊有更多時間來解決實際問題使并行設計成為可能。這意味著更低的成本和更少的誤解。由于更高的文件質量和更好的施工規(guī)劃,在流程和管理方面花費的時間和金錢也將更少。借助BIM 技術能夠創(chuàng)建一個系統(tǒng)平臺,幫助各部門進行實時交流溝通,通過深入討論分析,設計出合理的施工方案,而且在討論過程中,對建筑工程施工過程中存在的問題予以科學預測,結合預測結果,針對相應的問題制定最為有效的解決措施,確保施工過程不受影響。
當BIM 技術在實際應用時,集成性特點同樣占據(jù)極為重要的位置,在實際應用時,相關人員可以借助BIM技術的應用,將建筑結構設計施工所涉及的信息進行集成分析、設計與應用,為后期建筑工程虛擬模型的建立提供便利,同時對施工進度進行實時監(jiān)管,確保施工過程的順利進行,進而促進工程整體質量與使用壽命的提高。
(1)BIM 技術在圖紙設計階段中的應用。設計人員可以利用BIM 技術針對設計圖紙,進行建筑工程施工設計模型的創(chuàng)建,通過使用碰撞檢測技術,檢測設計中存在的問題,以此對設計圖紙進行合理調整,同時完善相應的設計校核報告、碰撞檢測報告等相關資料信息,確保施工圖紙設計的質量。
(2)BIM 技術在深化設計階段中的應用。在這一階段,相關設計人員需要利用BIM 技術創(chuàng)建三維立體模型,借此進行設計工作的科學深化,對二維的深化設計工作予以有效輔助,使得相關設計團隊能夠順利完成建筑工程設計圖紙的深化工作,進而搭建完善的深化設計模型,并在這一基礎上,做好設計校核報告、凈空分析等相關專項報告工作,進一步提升建筑工程深化設計圖紙科學性與合理性,使其能夠與施工現(xiàn)場相符合。
(3)BIM 技術在設計變更中的應用。相關工作人員需要時刻關注設計變更文件,以此對BIM 模型進行及時更新,保證設計變更的內容不會使建筑工程施工出現(xiàn)新的問題,影響建筑工程的施工質量。另外,施工單位還要對更新后的模型構件及相應的變更單編號進行一一對應,確保相關數(shù)據(jù)信息具有可追溯性。
(4)BIM 技術在竣工階段中的應用。施工單位要確保深化設計模型與建筑工程施工現(xiàn)場的實際情況完全一致,并據(jù)此對竣工后的信息BIM模型進行科學整體,提高其完整性。在竣工BIM 模型中,要包括設計變更、建筑信息等,而且要將最終的能夠存檔的相關模型文件及其原始數(shù)據(jù)文件交給業(yè)主。
(1)將暴露設計問題貫穿于施工設計階段。相關施工單位在借助BIM 技術指導施工之前,需要將建筑工程的施工設計問題充分暴露出來,這就需要確保技術標準要求的統(tǒng)一性,否則就會影響到施工設計模型的規(guī)范性,導致施工設計出現(xiàn)問題,影響建筑工程的施工質量。
(2)將BIM 項目管理平臺貫穿于施工設計階段。BIM 項目管理平臺的有效應用,能夠促使各參建方的數(shù)據(jù)信息得到及時有效的更新,同時也實現(xiàn)對建筑工程的各項BIM 設計報告的統(tǒng)一管理,這樣便于隨時存檔,還能夠在一時間及時發(fā)現(xiàn)并解決相關問題。
(3)使分包方BIM 互提資料貫穿于施工設計階段。對各分包方進行統(tǒng)一協(xié)調,使得他們能夠及時互提BIM 模型及相應的成果,有利于BIM相關工作的準確完成。
(4)將BIM 溝通協(xié)調會與BIM 成果評審會貫穿于施工設計階段。將BIM 技術有效應用到建筑工程的建設過程中,能夠借助虛擬模型將建筑工程施工中存在的問題提前暴露出來,并且各專業(yè)問題也會得以呈現(xiàn)出來,因此,各階段的BIM協(xié)調會有所增加,在協(xié)調會中,常用BIM三維模型及可視化技術,這種解決問題的方式也更加簡單、直觀。另外,為了保證BIM 模型及其成果的精確性,相關施工單位也會采用BIM 成果評審會這一制度,促使BIM 模型的指導作用能夠在施工階段充分發(fā)揮出來,而且還需要監(jiān)理部門以及業(yè)主方對各個階段的BIM 模型及成果予以認可。
(5)使嚴格把控貫穿于施工設計階段。施工單位需要將BIM 技術充分應用到建筑工程的施工建設中,對BIM 技術的應用需要加強管理,并對其應用過程進行嚴格把控,同時針對各分包BIM 工作建立完善監(jiān)督管理體系。
相關建筑企業(yè)要對BIM 協(xié)同平臺的搭建予以重視,確保其能夠與企業(yè)自身的實際管理情況及項目管理需求相符合。其中BIM 協(xié)同平臺主要包含以下內容:平臺內置工程項目的設計標準及相應的業(yè)務流程;用戶管理;項目設計信息的共享授權管理;工作流程管理;模型生成與交付管等等。
對于構件深度而言,其應該與模型深度等級相對應。在建立構件資源庫時,需要對構件的內容、屬性信息以及版本等多個方面進行科學有效的管理,其中分類與編碼則需要使用面分法這一方式。另外,相關設計單位還需要建立統(tǒng)一的構件資源庫管理制度標準,以此對構件的收集、儲存等予以全面管理。
明確碰撞檢查范圍和規(guī)則。確定碰撞重要程度和優(yōu)先級。識別無效碰撞,如水管穿墻、穿板以及由于模型精度引起的碰撞。盡可能徹底解決重要碰撞,將其碰撞點數(shù)量降低為零,如結構與MEP專業(yè)間的碰撞問題。對于局部機電碰撞,如管徑較小的管道之間的碰撞,可相對靠后處理,但需保持關注并最終解決。碰撞檢查報告中對碰撞構件的描述應盡可能細致具體。局部碰撞或一個構件產生的多個碰撞的數(shù)量可單獨列出,以清晰地反映碰撞的真實情況。
隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,大量現(xiàn)代先進技術與設備應用于建筑工程施工建設過程中,有效保障了工程施工的進度與質量。而結構施工圖作為建筑工程施工建設的重要環(huán)節(jié),其設計水平影響著后期施工的效率與質量。通過使用BIM 技術可以提高施工圖設計圖紙的質量,以此減少施工設計圖紙中的問題,使得設計圖紙與建筑工程施工現(xiàn)場的實際情況相符合,使其自身的輔助作用能夠得到充分發(fā)揮,進而實現(xiàn)對建筑工程施工的有效管理。保障施工人員更加直觀地了解相關信息,并加強各部門之間的聯(lián)系,為建筑工程施工水平的提高奠定基礎。與此同時,相關設計人員可以利用BIM技術,進行建筑工程模型及相關數(shù)據(jù)庫的有效建立,為建筑后續(xù)的運營維護奠定良好的基礎保障,進而推動工程自身及建筑行業(yè)整體的進步與發(fā)展。