文｜中鐵二局集團(tuán)建筑有限公司 孫旭軍

隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的快速發(fā)展，BIM 技術(shù)已經(jīng)逐步邁入各行各業(yè)中并發(fā)揮了重要的作用。BIM 技術(shù)的可視化、碰撞檢查、精細(xì)化管理、施工模擬等運(yùn)用為建筑生命全周期提供了一種有別于傳統(tǒng)的高效模式。本文通過(guò)分析BIM 技術(shù)在建筑生命全周期中的應(yīng)用措施，整體介紹了從設(shè)計(jì)階段到管理階段對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用成果，具體分析了BIM 在建筑管理和運(yùn)維中發(fā)揮的作用，總結(jié)了BIM 技術(shù)在建筑智能化建造施工的經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題。希望能為相關(guān)建筑智能化設(shè)計(jì)與施工人員提供借鑒。

1 BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

如想確保建筑工程的智能化，其首要任務(wù)則是將BIM 技術(shù)運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)中。在BIM 平臺(tái)搭建完畢后，需要由專(zhuān)業(yè)人員提前抵達(dá)建筑場(chǎng)地，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察收集，待整理完畢后錄入已搭建平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，便可安排后續(xù)BIM 建模工作。

基于BIM 技術(shù)的三維建模軟件對(duì)模型進(jìn)行創(chuàng)建，通過(guò)人工的方式繪制建筑所需基礎(chǔ)構(gòu)件，如柱、梁、板等，同時(shí)按照勘測(cè)數(shù)據(jù)輸入相關(guān)構(gòu)件參數(shù)，軟件即可自動(dòng)建成整棟樓層的建筑模型，并按照內(nèi)置清單和定額計(jì)算規(guī)則，計(jì)算其工程量?；蛘呖赏ㄟ^(guò)將工程圖紙導(dǎo)入三維建模軟件，智能識(shí)別圖中建筑基礎(chǔ)構(gòu)件，定義構(gòu)件參數(shù)后即可計(jì)算機(jī)仿真，計(jì)算工程量。同時(shí)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中也能運(yùn)用到BIM 中，例如住宅區(qū)根據(jù)周邊環(huán)境得出BIM 模型的模擬數(shù)據(jù)，規(guī)劃整體布置方案并創(chuàng)建出更合適場(chǎng)地地形的全面建筑模型。

對(duì)于傳統(tǒng)二維圖紙而言，通過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)注+文字注釋的形式，很難清晰明確的將施工中的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵部位等表示清楚，而通過(guò)BIM 模型的可視化特點(diǎn)，則可用三維的形式使設(shè)計(jì)方更加準(zhǔn)確地把控到建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)之處，易于后續(xù)的調(diào)整優(yōu)化。與傳統(tǒng)建筑模型相比，設(shè)計(jì)人員能使用BIM 模型渲染建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)效果，將其設(shè)計(jì)方案更好地展示給工程業(yè)主。借助BIM 模型的可視化特點(diǎn)可以將建筑項(xiàng)目的整體布局和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)直觀地展示出來(lái)，工程業(yè)主、施工單位及設(shè)計(jì)單位能準(zhǔn)確、快速、全面地獲取建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)信息，利于各單位更好地進(jìn)行研討。

2 BIM 技術(shù)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

如今一個(gè)建筑的建筑周期在逐漸縮短，尤其是經(jīng)歷了新冠疫情后，對(duì)快速建設(shè)高質(zhì)量建筑物的需求也顯現(xiàn)出來(lái)。此時(shí)BIM技術(shù)的在保證速度的情況下還能確保高質(zhì)量的作用也突出其重要性。BIM 主要是通過(guò)對(duì)5 大因素（人為因素、材料因素、機(jī)械因素、方法因素、環(huán)境因素）的把控來(lái)保證工程質(zhì)量。

BIM 技術(shù)能夠基于建筑項(xiàng)目施工圖紙完成對(duì)建筑場(chǎng)地的快速仿真，實(shí)現(xiàn)3D 可視化技術(shù)交底。項(xiàng)目相關(guān)人員能基于此完成對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的全方位分析，預(yù)知可能發(fā)生的質(zhì)量管理問(wèn)題，對(duì)項(xiàng)目存在的風(fēng)險(xiǎn)提前進(jìn)行研究，做好相關(guān)應(yīng)對(duì)措施，保證施工質(zhì)量達(dá)到既定工程要求。

施工材料的控制是項(xiàng)目質(zhì)量管控的重要環(huán)節(jié)之一。對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目而言，施工所需材料十分繁雜及龐大，錯(cuò)誤、不合理地使用都會(huì)引起嚴(yán)重的后果。采用BIM 技術(shù)一方面可以對(duì)物料信息，包括具體材料參數(shù)、合格信息、來(lái)源等進(jìn)行詳細(xì)記錄，為后續(xù)工程檢查提供重要依據(jù)，另一方面可以對(duì)不同種類(lèi)材料進(jìn)行有效劃分，為工人提供施工方法，保證材料的正確合理使用。

利用BIM 技術(shù)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行管控，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行勘察，收集整理施工質(zhì)量信息，將其導(dǎo)入BIM 信息平臺(tái)，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)基于前期設(shè)置的質(zhì)量計(jì)劃方案進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題會(huì)第一時(shí)間反饋給項(xiàng)目各單位，及時(shí)做出應(yīng)對(duì)防止意外發(fā)生。

同時(shí)，針對(duì)機(jī)械因素可以運(yùn)用BIM 三維碰撞監(jiān)測(cè)技術(shù)。通過(guò)三維仿真建筑模型對(duì)工程中機(jī)電安裝、建筑構(gòu)件等進(jìn)行碰撞檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)二維圖紙中較難觀測(cè)出的技術(shù)問(wèn)題，并予以?xún)?yōu)化調(diào)整，提高施工質(zhì)量。

運(yùn)用三維碰撞監(jiān)測(cè)技術(shù)還能夠有效的改良項(xiàng)目、管道線(xiàn)路布控的方案，更好的提高項(xiàng)目規(guī)劃的智能化。

外界環(huán)境對(duì)施工的管理隨時(shí)會(huì)起到不確定性的影響，通過(guò)將項(xiàng)目周邊因素，如交通、地理、環(huán)境等錄入BIM 模型，可反應(yīng)出建筑項(xiàng)目的真實(shí)情況，模擬可能存在的變化，預(yù)知項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，為工程的順利高效實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 BIM 技術(shù)在資源調(diào)配中的應(yīng)用

當(dāng)下在很多行業(yè)之中，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成了一個(gè)非常重要的命題。BIM 技術(shù)對(duì)于建筑行業(yè)整體的環(huán)保發(fā)展都具有非常重要的作用。因?yàn)樗梢阅M在整個(gè)建設(shè)過(guò)程之中的各方情況，能夠讓建筑節(jié)能設(shè)計(jì)有一個(gè)綜合的解決方案，對(duì)于自然資源進(jìn)行合理配置，帶動(dòng)了施工工程的整體經(jīng)濟(jì)效益的提升。

資金使用計(jì)劃、人工消耗計(jì)劃、材料消耗計(jì)劃和機(jī)械消耗計(jì)劃可以依托BIM 模型得到合理的安排。在BIM 模型的基礎(chǔ)上編制進(jìn)度計(jì)劃，賦予時(shí)間信息得到4D 模型，基于該模型進(jìn)行施工進(jìn)度仿真模擬，模擬過(guò)程中各施工工序與甘特圖滾動(dòng)同步進(jìn)行，項(xiàng)目人員可以從中得知任意時(shí)間段各項(xiàng)工作量的完成度，分析項(xiàng)目施工計(jì)劃，合理安排各項(xiàng)工作。而在此基礎(chǔ)上再次引入造價(jià)成本還可得到5D 模型，制定資金使用計(jì)劃。

在傳統(tǒng)的建筑建設(shè)過(guò)程之中，尤其是具體的施工過(guò)程之中，各個(gè)部門(mén)如果沒(méi)有進(jìn)行妥善的管理，往往會(huì)出現(xiàn)分歧，不能達(dá)到良好的分工協(xié)作功效。而B(niǎo)IM 技術(shù)有云數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)部門(mén)都需要將自己工作的相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)，而所有部門(mén)的數(shù)據(jù)資源都是共享的，這也就大大降低了每個(gè)部門(mén)之間協(xié)作的難度。而且資源實(shí)施共享能夠使得資源得到合理配置，盡可能降低資源的浪費(fèi)，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 BIM 技術(shù)在安全與環(huán)境管理中的應(yīng)用

通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)、GIS 等技術(shù)的引用，將BIM 模型結(jié)合VR 設(shè)備，建立了多角度的建筑物漫游模式。對(duì)重大安全危險(xiǎn)源進(jìn)行辨別，以特定的形式進(jìn)行標(biāo)記，將一般危險(xiǎn)源與重大危險(xiǎn)源區(qū)分出來(lái)，在項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中予以重視。

以往工人們對(duì)安全交底的接受不高，很大程度歸因于安全負(fù)責(zé)人員僅僅只能通過(guò)圖紙來(lái)進(jìn)行描述，無(wú)法準(zhǔn)確地傳達(dá)意圖，起到的效果不強(qiáng)。而B(niǎo)IM 技術(shù)為安全技術(shù)交底帶來(lái)了更多、更直觀、更好理解的方式，以動(dòng)態(tài)漫游、三維模擬、虛擬施工等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圖文描述，讓工人們提前熟知操作要點(diǎn)，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，保證安全交底的順利實(shí)施。

施工環(huán)境保護(hù)在目前環(huán)境問(wèn)題日益凸顯的大背景下已經(jīng)越來(lái)越重要，施工環(huán)境管理不僅包括場(chǎng)地內(nèi)部的管理，還包括對(duì)外部環(huán)境的影響。將BIM 平臺(tái)與智能APP結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)施工環(huán)境的動(dòng)態(tài)管理，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拍照或者視頻監(jiān)控，對(duì)各種因素進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)記錄，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋解決。

5 BIM 技術(shù)在建筑運(yùn)維管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在建筑智能化中有著建筑全生命周期的信息集成管理，而運(yùn)營(yíng)階段在全生命周期中又是最長(zhǎng)的。運(yùn)營(yíng)階段的管理又分為設(shè)備維護(hù)、資產(chǎn)可視化信息管理、安全管理等。

通過(guò)使用BIM 技術(shù)和設(shè)備管理系統(tǒng)相結(jié)合，使系統(tǒng)能準(zhǔn)確的記錄下每個(gè)設(shè)備的信息，管理人員可以實(shí)時(shí)的觀察到設(shè)備的狀況，提前維護(hù)，預(yù)防故障，同時(shí)降低維護(hù)費(fèi)用，又能安排具體的周期性維護(hù)方案。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著建筑信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM 技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)建筑智能化建造的主要發(fā)展方向，從設(shè)計(jì)階段到管理階段對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效降低施工成本，提高建設(shè)質(zhì)量。但目前國(guó)內(nèi)BIM 技術(shù)的運(yùn)用還存在著以下幾個(gè)問(wèn)題：

一是我國(guó)BIM 技術(shù)研究過(guò)于局限性，尚未形成一套完整的技術(shù)應(yīng)用體系，無(wú)法大面積進(jìn)行推廣應(yīng)用。

二是未完全發(fā)揮BIM 的參數(shù)化特點(diǎn)，各階段特別是設(shè)計(jì)階段中，模型與模型之間無(wú)法建立有效連接，同一構(gòu)件的多次建模浪費(fèi)了大量的時(shí)間。

在BIM 技術(shù)高速發(fā)展的今天，各單位應(yīng)積極引入信息化技術(shù)，推動(dòng)BIM 技術(shù)與信息化技術(shù)的相互融合，滿(mǎn)足智能化要求，從而推動(dòng)BIM 在建筑智能化中的發(fā)展。