(玉溪市工程建設(shè)監(jiān)理公司,云南 玉溪 653100)

BIM是建筑行業(yè)的新型技術(shù)，是實現(xiàn)建筑信息化的有效方法.目前，北美的建筑行業(yè)一半以上的機構(gòu)在使用建筑信息模型(BIM)或與BIM相關(guān)的工具;在歐洲、日本及我國香港地區(qū)，BIM技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各種類型的房地產(chǎn)開發(fā);在中國內(nèi)地，一些先進的建筑設(shè)計團隊和地產(chǎn)公司紛紛成立BIM技術(shù)小組，其中包括清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院、中國建筑設(shè)計研究院、中國建筑科學(xué)研究院等.在許多大型項目中，包括策劃、設(shè)計、招投標(biāo)、施工、租售、運營維護和改造升級等階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用都取得了較大的突破.現(xiàn)在,BIM技術(shù)已被住房城鄉(xiāng)建設(shè)部列為“十二五”期間的重點攻關(guān)項目.隨著大型復(fù)雜建筑項目的興起以及BIM應(yīng)用軟件的不斷完善，相信會有越來越多的項目參與方更加關(guān)注和采用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)在設(shè)計和項目管理的涵蓋范圍和領(lǐng)域也會越來越廣泛.

在本文中,筆者以打葉復(fù)烤項目為例，介紹BIM建模及應(yīng)用情況.實踐過程中,筆者采用Revit系列軟件作為BIM建模軟件，并組織有經(jīng)驗的項目施工管理人員對該項目的建筑、結(jié)構(gòu)以及機電安裝等進行建模.從實際應(yīng)用的效果看，相比傳統(tǒng)的設(shè)計方法，BIM技術(shù)能夠在很大程度上提高設(shè)計質(zhì)量，而且當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，修改數(shù)據(jù)操作簡單方便，能夠保持模型的實時更新和統(tǒng)一性.另外,通過BIM技術(shù)的碰撞檢查、實時漫游等功能，我們能預(yù)知施工階段存在的場地沖突、管線碰撞等問題，并使其在設(shè)計階段就能得到提前解決，這在很大程度上降低了成本，減少了資源浪費.

1 BIM的內(nèi)涵

BIM的概念最早是1975年由美國喬治亞技術(shù)學(xué)院的查克·伊斯曼(ChuckEastman)博士提出的,其定義為:“建筑信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能結(jié)構(gòu)要求和構(gòu)件性能，將一個建筑項目整個生命周期內(nèi)的所有信息整合到一個單獨的建筑模型中，而且還包括施工進度、建造過程、維護管理等的過程信息”[1].之后,這一概念又經(jīng)過了多次改進，目前美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)對BIM的定義為“BIM是一個三維數(shù)字化技術(shù)，是集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達”[2].從此概念可以看出,在BIM技術(shù)中,建立虛擬的建筑工程信息模型是關(guān)鍵，但其應(yīng)用的核心價值不僅僅在于建立模型和三維效果，更在于對建筑工程豐富信息的全面掌握，并帶給參與工程項目所有角色不同的應(yīng)用價值.

因此,綜合來講，BIM技術(shù)具有可視化(所見即所得)、協(xié)調(diào)性(可進行碰撞檢查)、模擬性(可以模擬建筑模型及各種操作)、優(yōu)化性(可以進行方案優(yōu)化和特殊設(shè)計優(yōu)化)、出圖性(可根據(jù)協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化后的模型幫助輸出相關(guān)圖紙)等基本特點.利用BIM中的完整建筑信息指導(dǎo)建設(shè)工程項目的進程，可加強建設(shè)工程項目的前期控制管理，在一定程度上提高建設(shè)工程項目的質(zhì)量.

而從當(dāng)前我國許多大型建設(shè)項目的設(shè)計和施工情況看,其往往具有投資規(guī)模大、建設(shè)周期長、參建單位多、項目功能要求高以及信息量大等特點，建設(shè)項目工程管理工作極具復(fù)雜性，傳統(tǒng)的信息溝通和管理方式已遠遠不能滿足要求.實踐表明，信息錯誤傳達或信息不完整是造成眾多索賠與爭議事件的根本原因.對此,BIM技術(shù)通過三維的共同工作平臺以及三維的信息傳遞方式，為設(shè)計、施工、管理及運行一體化提供良好的技術(shù)平臺，我們完全可以依賴這個平臺，解決以往工程項目建設(shè)過程中協(xié)調(diào)性差、整體性不強的問題.

2 BIM技術(shù)應(yīng)用在打葉復(fù)烤項目

打葉復(fù)烤項目是某國有大型煙草企業(yè)的一個建設(shè)項目，整個項目包括聯(lián)合工房、倒班宿舍、食堂、綜合業(yè)務(wù)樓及其他附屬建筑共計117 956 m2,倉庫及周邊場地292 000 m2.為了保證項目工期和質(zhì)量，筆者充分利用BIM設(shè)計建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、給排水模型、電氣專業(yè)模型、智能專業(yè)模型、暖通專業(yè)模型、工藝管道及工藝橋架模型.工程竣工以后，筆者又根據(jù)竣工圖繪制了復(fù)烤及倉儲項目所屬工程的BIM竣工圖，以便為項目運營管理及后繼升級改造提供更為完備的技術(shù)支持.在項目實施過程中,通過建立各專業(yè)系統(tǒng)BIM模型、模擬施工、提供解決交叉碰撞的意見、指導(dǎo)各專業(yè)組織施工等措施，不僅減少了不必要的工程變更，而且縮短了工程工期，節(jié)約了工程投資，確保了復(fù)烤及倉儲項目的順利進行.由于本項目涉及相關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)、機電安裝等專業(yè)，因此其是一個比較具有代表性的BIM技術(shù)應(yīng)用范例.下面，筆者從四個方面來說明BIM技術(shù)在該項目中的應(yīng)用.

三維建模BIM的三維建模可視化，就是設(shè)計者將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們面前.BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建筑信息模型中，由于整個過程都是可視化的，所以可視化的結(jié)果不僅可以用效果圖來展示，也可以生成報表.更重要的是，項目設(shè)計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都可以在可視化的狀態(tài)下進行.

很多工程設(shè)計師都用過CAD，我們都知道CAD中不具備BIM技術(shù)的模擬、優(yōu)化功能.只有在業(yè)主提出綠色建筑的要求時，CAD做的項目才會單獨對項目模擬優(yōu)化，這必將延長整個項目的實施周期，并且很難保證單獨模擬的準(zhǔn)確性.而自帶三維可視化模型的BIM技術(shù)卻使模擬優(yōu)化變得順其自然，而且更加簡單.另外，CAD技術(shù)有一個致命的問題，就是在多數(shù)情況下，它只會按照相關(guān)規(guī)范要求進行簡略的計算，如結(jié)構(gòu)和能耗等，且有時所獲得的數(shù)據(jù)與實際情況相差極大.但應(yīng)用BIM技術(shù)，我們則可以構(gòu)建與真實項目差不多相同的模擬方案，從而對建筑物進行建筑性能分析、采光分析、日照分析、能耗分析、疏散分析、建筑物周圍及內(nèi)部流場分析等，而且與CAD技術(shù)相比，BIM技術(shù)得到的數(shù)據(jù)要更加精確實用.

圖1為打葉復(fù)烤項目工房外景的三維模型.由圖1可見，在項目設(shè)計時，通過BIM的三維可視化建模技術(shù)能建立形象直觀的三維立體圖像.相對于傳統(tǒng)的二維圖，在三維模型中更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題,也更有利于結(jié)合不同階段的需求來制訂符合工程特點的實施標(biāo)準(zhǔn)，并對模型精度、模型標(biāo)準(zhǔn)等進行規(guī)定.參建單位之間據(jù)此協(xié)商，這種方式也能最大程度地減少設(shè)計變更.除此之外，通過立體的三維模型還可實時查看結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相對位置關(guān)系、檢查水電管線的分布并獲取整個虛擬建筑物的所有信息，同時還能將施工現(xiàn)場情況與三維模型進行實時對比，以及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的錯誤或可能出現(xiàn)的問題.

圖1 工房三維可視化建模

碰撞檢查BIM技術(shù)碰撞檢查功能就是在模型建立以后，在各專業(yè)模型之間進行碰撞檢測，尋找建模失誤或圖紙設(shè)計問題，并生成碰撞報告.通過碰撞檢查，我們可以檢測出設(shè)計圖中存在的問題，以便在施工之前提前修改設(shè)計，做出合理實施方案，以節(jié)約因返工、延期造成的浪費.在傳統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計者普遍采用二維制圖軟件(如CAD)來進行制圖.但二維設(shè)計軟件本身存在信息量少，可視能力差的局限性，這使得設(shè)計人員必須要有很強的空間想象能力和專業(yè)知識.即便如此，在實際工程中也不可避免地會出現(xiàn)錯誤、遺漏、交叉碰撞等情況.而在深化設(shè)計圖紙向下流轉(zhuǎn)的過程中，各專業(yè)還需反復(fù)開會討論、修改、再討論，直至最終定稿，這一繁雜的過程意味著將浪費更多的人力、時間，并且效果差，同時還會有一些碰撞和設(shè)計不合理的地方因圖紙的可視能力差而被遺漏.BIM技術(shù)在碰撞檢測中的應(yīng)用無疑是非常實用和成功的，各專業(yè)圖紙匯總到一起后，應(yīng)用BIM的碰撞檢測功能，可快速檢測到空間某一點的設(shè)計問題，并且可高亮顯示，直觀反應(yīng)碰撞位置(如圖2)，同時由于模型是三維可視化的，因此在碰撞發(fā)生處可以實時變換角度進行全方位、多角度地觀察，便于討論并進行修改.

圖2 碰撞檢測發(fā)現(xiàn)管線沖突

打葉復(fù)烤項目是一個大型工業(yè)項目，不僅結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，而且管線也比較多.但就是這樣的大型工業(yè)項目,通過BIM碰撞檢測同樣能夠快速定位建模失誤或圖紙設(shè)計問題，特別是管線綜合方面的一些很難被發(fā)現(xiàn)的問題，如管線的最低標(biāo)高不符合凈空高度要求、管線所處位置堵到了空調(diào)風(fēng)口以及需要維護的部位維護人員無法到達等情況.發(fā)現(xiàn)碰撞以后，如何來解決沖突也是關(guān)鍵.對此,筆者采取的方案是,在完成整體模型的碰撞檢測工作后，召集建設(shè)方、設(shè)計方、總包方和專業(yè)分包方相關(guān)負責(zé)人召開會議，結(jié)合碰撞報告和三維模型對綜合管線的碰撞情況進行匯報,由各方協(xié)商確定出基本的綜合管線調(diào)整原則，包括各樓層區(qū)域的凈空要求、管線避讓原則及安裝標(biāo)準(zhǔn)等.顯然，與傳統(tǒng)方法相比，BIM碰撞檢查技術(shù)在發(fā)現(xiàn)問題、避免漏洞方面具有較為顯著的優(yōu)勢，它不僅操作直觀、簡單、方便，而且可以大大提高工作效率，降低深化設(shè)計的工作強度.

安全控制安全管理是工程項目的重要內(nèi)容，以往的操作辦法是由施工單位針對施工環(huán)境編寫相關(guān)安全措施，然后據(jù)此執(zhí)行.在實際應(yīng)用中，筆者發(fā)現(xiàn)這種方法往往存在針對性不強，疏漏較多，安全事故頻頻發(fā)生等問題.而該項目的安全控制中,由于BIM技術(shù)的應(yīng)用，這種狀況得以大大改善.其主要體現(xiàn)在：第一，利用BIM軟件平臺合理規(guī)劃物料的進場時間、堆放地點、取料路徑，對于臨時用水用電位置特別布置，以消除安全隱患，確保施工現(xiàn)場在各個階段有序地進行，提高施工效率;第二，利用BIM實時漫游技術(shù)結(jié)合施工進度和現(xiàn)場物料的布置情況，有針對性的對某些存在安全隱患的部位設(shè)置安全消防設(shè)施.再通過BIM模擬火災(zāi)情況的逃生路線，在逃生路徑上布置臨時消防裝置，以最大限度保證人員的安全撤離和減少物料的損失;第三，對施工現(xiàn)場動火作業(yè)進行監(jiān)管，施工現(xiàn)場有很多需要進行電焊、切割、氣割等動火作業(yè)工作，以往的方法是開具“施工現(xiàn)場動火證”來對現(xiàn)場的動火工作進行控制，并有專人監(jiān)管負責(zé)操作過程的安全管控,其管理過程麻煩且隱患較多.而通過BIM模型與安全管理、進度控制相配合，我們能夠在動火作業(yè)開始之前把握施工現(xiàn)場各個工作界面上的動火作業(yè)點的分布，并嚴(yán)格管控“施工現(xiàn)場動火證”的開具數(shù)目和期限，以方便監(jiān)管人員隨時抽查現(xiàn)場.從該項目實際應(yīng)用的效果來看，采用BIM對項目進行安全控制明顯比傳統(tǒng)方法更加便捷有效，各項工序也更容易協(xié)調(diào).

成本控制項目成本控制是項目管理過程中的重要任務(wù)，傳統(tǒng)的二維施工圖紙由于信息量少，造價工程師需要重新建模，然后匯總并通過造價軟件計價，進而得出項目成本.在這樣的情況下,往往會由于信息的缺失、經(jīng)驗不足或操作失誤等原因，使項目成本的準(zhǔn)確度上很難掌控.并且,在圖紙的流轉(zhuǎn)和工程進行中所引起的信息丟失、設(shè)計調(diào)整、變更也都會產(chǎn)生額外的費用，這更增加了項目成本控制的難度.在施工中,經(jīng)常會遇到結(jié)算時才發(fā)現(xiàn)實際發(fā)生費用遠大于計劃時費用的情況.對此,在該項目中,筆者采用BIM技術(shù)從以下四個方面來解決上述問題：

其一，通過預(yù)算進行成本控制.BIM技術(shù)模型和傳統(tǒng)二維圖紙一個很大的區(qū)別就是能夠把建筑、結(jié)構(gòu)、機電等信息完整有效地保存下來，并且能快速準(zhǔn)確的統(tǒng)計工程量，生成分析報告.傳統(tǒng)的平面圖紙中沒有這么豐富的信息量和功能，經(jīng)常丟失信息和引起誤解，這在成本控制上是難以接受的.BIM模型中由于每一個構(gòu)件都是和現(xiàn)實中的實際物體一一對應(yīng)，所含的信息也都是可以直接拿來運算的，因此計算機在BIM模型中可以根據(jù)構(gòu)件本身的屬性(種類、材質(zhì)、型號、尺寸、單價等)進行快速識別分類，當(dāng)需要進行工程量統(tǒng)計時，例如墻體、門窗、風(fēng)管，BIM能根據(jù)不同的分類迅速做出自動統(tǒng)計，準(zhǔn)確率和速度都遠遠超過傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法，大大降低了造價工程師的工作強度，提高了工作效率.

其二,避免額外費用產(chǎn)生.在施工過程中,對于局部涉及專業(yè)過多，管線復(fù)雜的地方，各專業(yè)一般都是只顧自己的工期要求按圖紙施工，如果不進行綜合管線的深化設(shè)計和模擬安裝，極有可能造成返工，增加額外的施工成本.采用BIM技術(shù),我們能提前進行碰撞檢測和施工模擬，并提前告知各專業(yè)負責(zé)人員合理安排施工的先后順序，這樣可以有效降低因不得不事后配合調(diào)整而造成額外成本的風(fēng)險.

其三,工程變更.在施工過程中,經(jīng)常會遇到因為錯誤或某些需要而進行的一些調(diào)整.對此,BIM技術(shù)可以通過更改模型快速地統(tǒng)計出變更后的工程量，比如尺寸、材質(zhì)、數(shù)量，與此同時,統(tǒng)計表格中的尺寸，材質(zhì)和數(shù)量也會自動根據(jù)所做的改動而做出調(diào)整，使統(tǒng)計表中的數(shù)據(jù)與模型所含的信息量始終保持一致，這大大降低了統(tǒng)計過程中出錯的幾率.在實際應(yīng)用中，筆者還遇到有幾種備選變更方案的情況，同樣可以通過變更BIM模型就能快速地統(tǒng)計出幾種變更方案的工程量,以供設(shè)計師進行比較，進而選擇性價比較好的方案.

其四,工程款的支付.該項目的工程款支付是按照施工進度分階段支付的，項目的成本隨著施工進度的變化而變化.傳統(tǒng)的項目成本控制中，在施工進度和工程量的掌控上往往很難準(zhǔn)確地按階段給予確認，但應(yīng)用BIM技術(shù)，我們只需在3D模型的基礎(chǔ)上加上進度時間軸和費用軸，就能據(jù)此完成項目工程量及各項詳盡費用的計算，與傳統(tǒng)的方法相比，這顯然能夠更快捷更準(zhǔn)確地掌控項目成本.

3 結(jié) 語

可以說,BIM技術(shù)的應(yīng)用對于整個建筑行業(yè)的發(fā)展具有劃時代的意義.以本文項目為例，通過BIM技術(shù)的三維可視化、信息集成化、4D模擬、實時漫游、碰撞檢查及各種軟件操作平臺的應(yīng)用，我們有效地達到了降低成本、縮短工期的目的，大大減少了工程資源的浪費.本項目工程完工后的最終統(tǒng)計結(jié)果表明，與常規(guī)設(shè)計相比，BIM技術(shù)的應(yīng)用使該項目減少設(shè)計變更達到78%，縮短工期67天，充分證明了BIM技術(shù)在工程項目管理過程中的重要應(yīng)用價值.

[1]清華大學(xué)BIM課題組.設(shè)計企業(yè)BIM實施標(biāo)準(zhǔn)指南[M].中國建筑工業(yè)出版社，2013:215-216.

[2]何光培.BIM總論[M].中國建筑工業(yè)出版社，2013:189-192.

[3]鄭國勤,邱奎寧.BIM國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)綜述[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2012(3):32-35.

[4]楊震卿,張莉莉.BIM技術(shù)在超高層建筑工程深化設(shè)計中的應(yīng)用[J],中國建筑，2014(2):115-118.

[5]支家強,楊志勇.BIM技術(shù)在天津體育中心自行車館網(wǎng)架施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2014(12):45-49.

[6]史育童,方項偉.BIM技術(shù)在某大型商業(yè)綜合中心工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2013(10):98-100.

[7]劉占省,趙明.BIM技術(shù)在我國的研發(fā)及工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2014(10):893-897.

[8]劉照球,萬福磊.BIM內(nèi)涵及其在設(shè)計與施工中的價值分析[J].建筑科學(xué),2014(7):112-115.

[9]楊震卿,姜薇.BIM技術(shù)在模板數(shù)據(jù)驗證中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2012(4):361-363.