BIM技术在建筑施工中的应用和发展

李思文

摘要：BIM是通过数字化技术，在计算机中创建一个建筑信息模型，为使用者提供一个单一的、完整的、逻辑的建筑信息库。BIM这一方法和理念，由autodesk公司于2002年率先提出，现在已经在全球范围内得到业界的广泛认可。在中国BIM属于起步阶段，但在中国大规模推进城市化进程中，在构建数字化城市等方面的应用方面，在实现建筑产业工业化标准化生产中，BIM的应用有着十分广阔的发展前景，将为建筑业带来前所未有的发展和机遇。

关键词：BIM技术

1 目前建筑施工中BIM技术的应用

1.1 设计阶段 BIM技术的应用在设计阶段实现三维设计，能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关，当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新。

1.2 建造阶段

1.2.1 现场施工管理 ①三维渲染，宣传展示。三维渲染动画，给人以真实感和直接的视觉冲击。建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础，大大提高了三维渲染效果的精度与效率，给业主更为直观的宣传介绍，提升中标几率。②虚拟施工，有效协同。三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。③碰撞检查，减少返工。BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工，而且优化净空，优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。

1.2.2 成本管理 ①多算对比，有效管控。管理的支撑是数据，项目管理的基础就是工程基础数据的管理，及时、准确地获取相关工程数据就是项目管理的核心竞争力。BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。②精确计划，减少浪费。 施工企业精细化管理很難实现的根本原因在于海量的工程数据，无法快速准确获取以支持资源计划，致使经验主义盛行。而BIM的出现可以让相关管理条线快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确的人材机计划提供了有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供了技术支撑。③数据调用，决策支持。BIM数据库中的数据具有可计量（computable）的特点，大量工程相关的信息可以为工程提供数据后台的巨大支撑。BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享，工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等，保证工程基础数据及时、准确地提供，为决策者制订工程造价项目群管理、进度款管理等方面的决策提供依据。④快速算量，精度提升。BIM数据库的创建，通过建立6D关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。BIM技术能自动计算工程实物量，这个属于较传统的算量软件的功能，在国内此项应用案例非常多。

1.2.3 项目综合管理 BIM最大的特点就是它可以将所有与建筑有关的信息，从设计开始直至最终拆除，它的结构、建筑、造价、安全等一切信息都集中显示在一个3D模型上，从而达到4D、5D甚至ND的效果。依托现在云技术的飞速发展，所有与工程有关的建设单位、咨询单位及供应商可实时共享同一组模型，实现项目全部参与者在建造过程中能充分体现其管理职能，全过程、全方位对项目建设进行管理。

1.3 运维阶段 BIM技术与物联网技术对于运维来说是缺一不可的。如果没有物联网技术，那运维还是停留在目前靠人为简单操控的阶段，没有办法形成一个统一高效的管理平台。如果没有BIM技术，运维没有办法跟建筑物相关联；没有办法在三维空间中定位；没有办法对周边环境和状况进行系统的考虑。

1.3.1 设备系统的保养与维护 每个商业地产都涉及到照明系统、通风系统、监控系统、电梯系统、通讯系统等等，这其中包含了大量的设备和管线。对于这些设备和管线是等出现了故障再处理，还是等到了维护时间或者使用期限后及时保养或者更换？任何故障都有可能影响到正常营业，甚至是引发安全事故。这些隐患如果能及时发现和避免，可以减少大量的损失。

1.3.2 突发事件的快速应变和处理 遇到重要来宾访问、临时活动和表演、人员冲突甚至火灾等等情况，如何做好人员疏导、安保人员的调配、车辆进出的引导、关闭就近的设备、启动相关区域的消防系统等？突发事件处置不当，造成的不但是经济方面的损失，更严重的是对品牌的影响。

1.3.3 设备远程控制 把原来商业地产中独立运行并操作的各设备，通过RFID等技术汇总到统一的平台上进行管理和控制。一方面了解设备的运行状况，另一方面进行远程控制。例如：通过RFID获取电梯运行状态，是否正常运行，通过控制远程打开或关闭照明系统。

1.3.4 照明、消防等各系统和设备空间定位 给予各系统各设备空间位置信息，把原来编号或者文字表示变成三维图形位置，这样一方面便于查找，另一方面参看也更直观更形象。例如：通过RFID获取大楼的安保人员位置；消防报警时，在BIM模型上快速定位所在位置，并查看周边的疏散通道和重要设备。

1.3.5 内部空间设施可视化 现代建筑业发端以来，信息都存在于二维图纸和各种机电设备的操作手册上，需要使用的时候由专业人员自己去查找信息、理解信息，然后据此决策对建筑物进行一个恰当的动作。利用BIM将建立一个可视三维模型，所有数据和信息可以从模型里面调用。例如：二次装修的时候，哪里有管线，哪里是承重墙不能拆除，这些在BIM模型中一目了然，在BIM模型中就可以看到不同区域属于哪些租户，以及这些租户的详细信息。

1.3.6 运营维护数据累积与分析 商业地产运营维护数据的积累，对于管理来说具有很大的价值。可以通过数据来分析目前存在的问题和隐患，也可以通过数据来优化和完善现行管理。例如：通过RFID获取电表读数状态，并且累积形成一定时期能源消耗情况；通过累积数据分析不同时间段空余车位情况，进行车库管理。

2 BIM系统在中国建筑行业的发展

纵观中国建筑行业所有的相关软件技术，均未使整个建筑从设计、施工到运维阶段串联，各个阶段的数据也未得有效的流通。BIM系统的创建与实施，有效地解决了这一问题，这也是BIM系统在中国建筑行业有很大发展前景的主要原因之一。但是，根据中国目前建筑行业的整体状况，BIM系统技术运用的广泛推广还面临很多具体的问题。

建筑市场管理规范性不强，阻碍BIM系统的发展。目前中国是知识爆炸的时代，也是经济爆炸的时代，一个建筑项目，决定启动后，投资者最关注的是如何尽快取得回报，所以导致中国建筑市場三边工程（边勘探、边设计、边施工）很普遍，BIM在此类工程中无法有效运用。

建筑造价因素，致使无法全面推动BIM的运用。我国现阶段，BIM的运用通常仅运用于施工过程中现场施工管理方面。如果在设计中就引入BIM系统，那么在设计环节就要创建BIM团队，需要投入大量的资金，造价成本明显增加。同时中国建筑市场还不够成熟透明，使BIM系统在施工造价方面运用无法实现。

中国物业管理技术不成熟，物业管理人才欠缺，目前所实行的仍是传统的物业管理的模式，无法在后期维护中引入BIM系统。

中国暂未全面实行办公自动化，许多重要的资料信息仍以纸质形式保存，同时也没有先进的技术手段，保证电子资料永久保存，不被恶意撰改。没有相应的法律对电子资料的有效性进行详细的规定。这也是阻碍BIM系统广泛应用的因素。

虽然，BIM在中国的发展和应用面临着诸多问题和挑战，但是BIM系统的广泛应用是人类进步与科技发展的一个写照，是大势所趋。随着BIM技术的不断完善，建筑市场的不断规范，及相关法律法规的建立，BIM系统终将在国内建筑市场被普遍应用。

参考文献：

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