谈BIM 技术的发展和应用

王占芳

(邯郸县城区管理局，河北邯郸 056001)

0 引言

近些年来，建筑信息模型技术在世界各国的建筑工程领域取得了大量的应用成果。国内不少具有前瞻性与战略眼光的施工企业开始思考如何应用BIM技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。但是，由于目前BIM技术应用的案例和应用软件都以设计阶段为主导，这给人以比较片面的理解，认为BIM就是某个软件，BIM应用只是设计院的事情。事实上，BIM技术的应用由不同性能和不同阶段的软件组成，BIM的应用在设计、施工、运营维护不同阶段都有比传统管理优质的时代性变革的价值，但是其数据核心都是应用三维具有关联性的建筑信息模型。本文从以下几个方面对BIM技术进行分析探讨，以期对BIM技术有一个更加清楚的认识。

1 建筑历史发展与技术进步

我们可以把建筑史分为“手工时代”“机械时代”“电子时代”“信息时代”，不同历史时期的建筑作品各包含了以下的信息以及技术。

1.1 建筑史的“手工时代”

从原始社会建筑出现一直到工业革命这漫长的时间里，人类技术相对落后，农业、手工业、畜牧业等各行各业都以手工劳作为主。建筑也是一样，各类建设活动主要依赖匠人的手工劳作，效率很低。

1.2 建筑史的“机械时代”

随着英国工业革命的爆发，建筑也逐步进入机械时代。自从进入现代化机器大生产时代就一直有各种出于经济或适用的目的，试图把最新工业技术应用到建筑中的尝试。利用机器的帮助，人们可以比纯手工操作实现更高效，更快速的建筑活动。

1.3 建筑史的“电子时代”

这里的电子时代是指随着AutoCAD软件的出现，建筑绘图从传统手工图板发展到计算机绘图的时代。AutoCAD的优势不言而喻，具有完善的图形绘制功能;有强大的图形编辑功能;绘图速度快了N倍;打印、复制都很方便;改图很容易;可以采用多种方式进行二次开发或用户定制;可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力;支持多种硬件设备;支持多种操作平台;具有通用性、易用性，适用于各类用户。但是它只能绘制二维矢量图，而不包含任何建筑信息，成为它当今发展的最大局限。

1.4 建筑史的“信息时代”

自21世纪初以来，建筑行业兴起了围绕BlM为核心的建筑信息化应用。以Autodesk公司BIM软件Revit为例，它通过应用关系数据库来创建三维建筑模型，应用这个模型，可以生成二维图形和管理大量相关的工程项目数据。绘制图纸的基本要素不再是AutoCAD中的点、线、面、图块等几何元素，而是墙、窗、梁、柱、楼梯、栏杆等建筑对象。

2 BIM建筑信息模型的概念及特征

2.1 BIM建筑信息模型的概念

我国目前对于BIM技术的解释为:BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，

使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

2.2 BIM建筑信息模型的特征

1)不限于在设计中的应用，它还应用在建设工程项目的全寿命周期中;

2)用BIM设计属于数字化设计;

3)BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断更新、丰富和充实;

4)BIM提供了一个项目参与各方协同工作的平台。

3 BIM建筑信息模型不可比拟的优势及其发展

BIM是继CAD之后的更加先进的新兴事物，它相对于CAD来说具有不可比拟的优势。首先，CAD软件在平面上进行一次修改，则其他各面都需要进行人工修改，如果操作不当会出现不同角度视图不一致的低级错误;而BIM软件进行一次修改，则平面、立面、剖面、三维视图、明细表等都自动进行相关修改，实现了一处改动，处处改动。其次，CAD技术提供的建筑信息非常有限，它只是将纸质图纸电子化，不具备专业知识的人是无法看懂图纸的;但BIM技术包含了建筑的全部信息，不仅可以提供形象可视的二维和三维图纸，而且可以提供工程量清单、施工管理、虚拟建造、造价估算等更加丰富的信息，便于项目各个部门的相互沟通，协同工作。

BIM在国外已经开始广泛使用，应用领域贯穿整个设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段。我国也已经将BIM建筑信息模型系统作为国家科技部“十二五”的重点研究项目《建筑业信息化关键技术研究与应用》，并被住建部认可为“建筑信息化的最佳解决方案”。2010年是BIM在中国快速发展的一年，BIM的理念正在深入人心，中国已有非常多的建筑企业在使用BIM技术，BIM应用引爆了工程建设信息化热潮。

4 BIM建筑信息模型的应用

BIM建筑信息模型在国内外的应用越来越广泛，比如欧特克建筑工程分公司事业部总部大楼、昆明东部生态城、杭州奥体博览城主体育场、上海中心大厦等等。

以上海中心大厦建筑为例，该建筑高632 m，总面积57万m2，它的外形完全是基于数字化平台来实现的，传统的二维平台根本无法满足异型建筑各个细部的衔接，而BIM在设计阶段的参数化运用，完美地解决了这个复杂的几何问题。在设计阶段运用BIM通过三维设计完成了整个设备层的设计工作，有效地避免了杆件之间的相互碰撞。在施工阶段面临的最大挑战就是它的高度，通过将BIM纳入其中，整个周期都是通过精细化的管理手段来完成的，正是BIM实现了从模拟阶段轻松过渡到实际的建造上来。以深化设计阶段所拥有的BIM模型为基础，通过必要的数据转换、机械设计以及归类标注、材料统计等工作，将BIM模型转换为预制加工设计图纸，指导工厂生产加工，在保证高品质管道制作的前提下，减少现场加工的工作量。尤其值得一提的是，BIM在项目竣工之后的运营管理和维护方面的巨大作用。传统的运营管理要依靠很多的图纸来开展工作，一旦发生事故，查找图纸就变得非常复杂，耗时耗力。如今，上海中心大厦通过BIM系统建立起来的完整的信息模型，可以非常便捷地进行图纸查询和检修，有利于及时解决突发事故。

5 基于建筑信息模型(BIM)的进度控制与成本控制

随着BIM的发展，已产生将空间信息和时间信息整合在一个可视的4D(3D+时间)模型中的软件产品，也已产生再整合费用信息，形成可视的5D(3D+时间和费用)模型的软件产品，并被应用于工程建设实践。

传统的施工进度计划以及网络图、横道图在实际施工进度控制中经常出现这样或那样的问题，比如由于设计缺陷、施工进度计划编制不合理、现场人员的素质不高等原因造成实际施工进度控制出现问题。而基于BIM的4D虚拟建造技术的进度管理通过反复的施工过程模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。

BIM技术在处理实际工程成本控制中有着巨大的优势。建立BIM的5D施工资源信息模型(3D实体、时间、工序)关系数据库，让实际成本数据及时进入5D关系数据库，成本汇总、统计、拆分对应瞬间可得。建立实际成本BIM模型，周期性(月、季)按时调整维护好该模型，统计分析工作就很轻松，软件强大的统计分析能力可轻松满足我们各种成本分析需求。基于BIM的实际成本控制方法具有极大优势:首先，由于建立基于BIM的5D实际成本数据库，汇总分析能力大大加强，速度快，短周期成本分析不再困难;其次，由于可视的5D模型集成了空间信息、时间信息和费用信息，它能动态地反映工程进展的资金需求量，也可以用于比较不同进度方案的资金需求计划，有利于工程成本控制。

6 结语

信息时代是一个技术与改革并进的时代。社会发展的规律是新的技术往往比旧的东西有一定程度的改进和突破。虽然我国国内设计行业仍然以传统AutoCAD软件为主，但BIM的巨大优势显示其必将在不长的时间内迅速成为建筑行业的全新设计流程。建筑信息模型目前正被越来越多的设计机构采用，BIM必将引领建筑业的信息革命。

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