BIM在工程建设各方中的应用浅析

朱翔希 黄海川 孙维娜 桂菲 刘宇龙

【摘要】建筑信息模型（BIM）作为工程建设行业的一种发展理念和信息技术共享平台，具有N维可视化设计模型、施工模拟、信息共享及可实现建筑的全生命周期生产和管理的优势，从而在建筑领域有很大的应用前景。

【关键词】BIM；建设各方应用；模拟施工；信息共享；量化分析

0、引言

在人们对建筑审美和功能需求越来越看重的今天，建筑设计也日渐新颖，结构设置和施工工艺比传统更复杂的前提下，建筑行业各方都在实现理念和技术的创新，以求得提高行业效率，提高企业自身竞争力。再加之传统的粗放式管理，让建筑行业一直处在高成本，高能耗的境地，对行业的可持续性发展不利。BIM理念的提出为建筑行业的可持续发展提供了理论和实践平台，也为建筑企业创造了巨大的效益。

1、建筑信息模型（BIM）概念和特点

BIM是以多维设计和工程软件构建的“可视化”的建筑信息共享模型，是工程建设各方“分析、决策、模拟、控制、管理”的科学协作平台，是实现了建筑从策划、设计、施工、运营的全生命周期的生产和管理的工具。

1.1 BIM作为共享资源

BIM是很多建筑软件的中心，应用它可以直接读入相应软件中关联信息，而不再需要传统方式通过一个软件中打印出来，再输入另一软件之中或者转录的间接读入方式。BIM的应用可为建筑行业提供各种基础数据和模型，在实际运用中只需要选择所需的对象就可以拼成理想的设计方案。

1.2 可视化设计和虚拟施工

BIM建立的三维模型能完美呈现，能同时看见三维建筑的平面图，立面图以及相应构件的大小尺寸和配筋情况。其参数化设计，还能看见建筑内部的透视图。比传统的2D设计更直观；BIM提供的可视化优势运用到施工阶段可以在施工前进行虚拟施工，实现碰撞检测和实际施工中需要遇到的困难和遇到的问题，并提前提出修改措施，避免不必要的成本浪费和工期延误。

1.3 精细化管理平台

由于三维可视化，可以根据进度设置动态的BIM管理，将BIM进度与实际施工进度虚实比较，控制管理工程的进度，并不断的修改和更新。其中材料的使用情况和各项费用的使用也可以直观的反映，因为可以通过BIM计价算工程量，所以工程成本也可以得到有效的管理和控制。此外通过BIM进行施工模拟可以检查出建筑施工的质量安全隐患，达到安全施工管理。动态、全程的监控，BIM实现了对施工现场的精细管理。

2、传统方法给建筑行业带来的弊端

作为业主，只能通过招标报价和之前的造价预算过程中知道大概需要的费用，而在工程的具体施工工程中由于设计图纸的更改和实际工程量无法掌握，以致最后业主只知道工程花了多少钱，而不知道这些钱具体化到什么地方了，花得是否合理，更不用说降低成本。

作为设计方，其一只能通过各个相应的软件分步绘制建筑平面图，立面图。大大增加了工作量，在进行复杂的建筑施工图绘制中线条错综复杂，给设计人员绘图，施工人员识图都带来了不便。

作为施工方，不能实现虚拟施工，无法提前修改设计方案，避免设计错误，不能预料在实际施工过程中面临的问题，例如在管线铺设过程中虽然提前会有施工各方将图纸交流，但在实际施工现场仍然面临着管线交错等情况，传统方法只能在在施工现场通过肉眼观察是否会存在交叉碰撞的情况，这样的观察也只能实现局部调整，不能避免在下阶段还会遇到这种情况。

3、BIM在建设方的应用

BIM的使用，要推进需要由建设方牵头，建设方在进行设计招标和施工承包招标时要与各方签订承诺使用BIM平台的合同，这样在后续的策划项目、把握工程进度、控制运营成本中才能应用BIM的优势。对业主来说BIM的应用主要体现在以下几个方面：

3.1 实现协同控制，促进有效沟通

建设方通过BIM将设计院、施工单位等部门结合在一起，为建设各方的沟通交流提供了平台，在整个项目建设过程中能实现“一对一”，“一对多”的协调交流，协同控制整个工程进度。改变传统的请设计院设计，结构设计，施工识图，具体施工遇到问题，再一个个单位的联系解决，传统的方式大大降低了建设效率。BIM的信息共享平台提高了工作效率。

3.2 构建信息共享平台，提高项目质量

BIM能直接读入其他建筑软件的对象，实现设计、施工、安装等信息共享，使建设参入各方资源共享，技术结合。[4]让建筑的美学、结构的力学和功能的实用性有机的结合，提高了项目的整体质量。

4、BIM在设计方的应用

（1）概念设计，方案设计和施工图设计各个阶段。在概念设计方面基于BIM的N维模型，在完美地展现设计图时还可以进行各种面积分析，外形分析。

（2）形成設计方案之后，可以通过BIM实现优化设计，通过建筑性能测试、能耗分析、采光日照分析及疏散分析进行方案可行性研究和方案对比；BIM平台的通过一系列的方案分析测评，能选择最优方案，应用到实际项目建设中。

（3）在施工图设计阶段，复杂结构施工图，2D模式无法清晰呈现，这时应用BIM参数设计中可形成的透视图，能很好的表达施工图。给设计人员绘图，施工人员识图都带来了很大的便利。

5、BIM在施工方的应用：

5.1 BIM在施工中可实现碰撞检测

在传统施工过程中，施工有施工的图纸，设备根据设备的管道图纸。在施工之前，虽然各方进行交流组合和修改，但在实际施工过程中仍然有管线碰撞，需要修改。这样必然耽误工期，延长工期增加了运营成本。而运用BIM技术可以在施工前将各专业管线在图上展开，在系统中进行施工模拟，如果出现交叉碰撞，可以直接在图上修改，并实现全局管理。避免了不必要的返工和损失，使管线铺设全局合理。

5.2 多维信息集成精细化管理

在应用BIM进行管理过程中可以不断收集并更新材料使用情况，工程进度，安全信息等资料。其中工程进度管理，可以模拟接下来一周或者半月的工程完成情况，也能通过实际工程进度与BIM虚拟的施工进度对不，实现虚实对比，达到工程进度控制。此外在模拟施工阶段可以发现遇到的安全隐患，能提前避免或者做出安全补救措施，提高了工程的安全系数。

5.3 BIM能支持现场工人施工

面对工程建设规模的不断扩大，有技术和经验的工人在大的工程规模中稀释，工程质量不能得到保证。BIM平台虚拟施工，可以在施工现场实现模拟，在遇到关键施工部位时可以通过BIM平台展示施工过程，以保证施工质量。此外，在空余时间，还可以通过虚拟施工进行现场学习指导，提高施工人员的职业素养，增长他们的施工技术和提高经验。在施工现场实现理论与实践的有机结合。

6、结语

BIM作为建筑行业未来发展的一种理念，通过其信息共享平台，可视化设计和施工模拟，现场精细化管理，全生命周期运营管理的优势，在建筑行业拥有很大的价值和发展前景，BIM势必会引起一场建筑业的运行模式的革命，一定会推动建筑行业向着造型更完美，结构更精巧，施工流程更成熟的方向发展，普及和学习BIM理念对我们自身的发展和提高行业素养，百利而无一害。

参考文献：

[1] 何清华，钱丽丽，等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[N].工程管理学报，2012，26卷：12-16.

[2] 王宇，赵清清，刘岩.基于BIM技术的工程项目管理探讨[C].BIM与工程建设信息化—第三届工程建设计算机创新论坛论文集，2011.

[3] 何关培.BIM技术应用丛书—BIM总论[M].中国建筑工业出版社，2011.