BIM技术在建筑工程中的应用

杨 立 炜

(山西省大同煤矿集团基本建设管理中心，山西 大同 037000)



BIM技术在建筑工程中的应用

杨 立 炜

(山西省大同煤矿集团基本建设管理中心，山西 大同 037000)

介绍了BIM技术的特点，从效果展示、快速算量、虚拟施工、安全监控等方面，阐述了BIM技术在建筑工程设计、施工中的应用，并分析了BIM技术的发展前景，指出利用BIM技术有助于实现建筑施工成本低、效率高、质量好的目标。

BIM技术，建筑工程，安全监控，施工质量

0 引言

随着我国城乡建设的不断发展，以及建筑行业竞争的加剧。低能耗、低污染、可持续发展已成为建筑业不断追求的目标，因此BIM技术成为建筑施工技术行业的新宠。

虽然该技术在逐渐进入市场，但是我国BIM技术的使用还处于起步阶段。目前它主要应用于建筑工程施工的设计阶段、施工过程及安全监测等阶段[1]，但随着建筑规模的扩大和复杂结构的出现，各参建单位之间不得不面临协同活动的问题。因此对此项技术提出了更大的要求，有必要对此技术在建筑设计、施工及管理乃至建筑整个生命周期进行广泛深入的探讨。

1 BIM简介

BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，进行建筑模型的建立。通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点[2]，从而有利于提高生产率、节约成本和缩短工期，确保实现工程项目的全生命周期管理。

2 BIM在工程中的应用

2.1 在设计中的应用

该技术不仅仅是一种画图工具，还是一种设计理念。在设计中此技术实现了建筑结构设计的可视化，利用三维模型技术展现真实的建筑；建筑结构参数的设计确保了建筑系统数据库的及时更新。

2.1.1 协同设计使各专业沟通更加方便

此技术采用三维集成设计模型，直接生成三维实体模型使参建各单位技术人员对各种建筑信息做出正确理解和快速回应，使其达到信息共享和传递的效果，从而实现质量和效率的提高。

2.1.2 效果图展示使设计更具可视化

利用软件的建模、渲染、动画技术可以具体描述二维模型，同时加强三维的直观化。另外在对设计和使用功能进行不断修改的同时它也会自动得到更新，设计图纸可施工性的加强更好的协调了建设项目的各系统空间，不但缩短了设计时间，还减少了设计错误与漏洞，从而有效解决了碰撞与冲突问题。

2.2 在施工中的应用

建筑工程的施工阶段存在工序复杂，不断调价，进度难控等因素，此过程也是将蓝图变为实物的关键过程，施工企业为了更好的提高施工成本与进度，保证施工质量，提高经济效益，增强竞争力，建立BIM技术管理信息化体系是必不可少的，在建筑施工阶段BIM技术具体的优势主要体现在以下几个方面。

2.2.1 三维渲染，宣传展示，给人以真实感

在设计施工计划中采用4D模拟技术，可以让施工单位更加合理分配布置规划施工现场，提前拟定工程中将会出现的复杂工序的施工方案，通过多种方案的比较，达到选取最优方案的目的。通过三维渲染给人以真实的感觉，可以更加具体客观的感受事物的立体性，更好的发现施工问题。

2.2.2 快速算量，确保精度

施工企业造价成本最难控制的原因就是工程数据过于庞大，很难处理数据掌握有效数据合理利用资源，主要还是依靠经验主义，由此造成施工企业在招投标阶段以及施工阶段很难有效控制施工成本。BIM通过运用5D关联数据库大大提升了工程量精度。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路管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。通过运用BIM模型达到快速计算材料用量，设备管线统计用量等，从而合理控制预算成本。

2.2.3 精确计划，节约资源

通过快速获得工程基础数据并对其进行分解实物量达到及时制定采购计划，合理分配资源的目的。为减少资源，仓库贮存，货物运输以及限额领料单提供准确可靠的数据支持，为现场管理提供有力的审核依据。

2.2.4 虚拟施工，高效指导

虚拟施工是基于三维可视化功能与时间维度的应用[3]，避免发生施工过程损耗大，图纸审核不清，不同班组施工采用多版图纸等管理混乱的现象，利用BIM的可视化与虚拟施工，可以提前了解施工的难点，避免返工，达到优化施工管理的目的。

2.2.5 碰撞检查，加快进度

施工过程中很难发现不同系统的管件之间的碰撞问题，由此引起了返工,导致极大的浪费和工期的延误，BIM技术利用变更条件进行维护，提前反映施工设计问题，轻松快速的检查在三维状态下各专业的碰撞问题[5]。

2.3 在安全中的应用

基于BIM技术的数字化基础，运用数学分析模型识别危险因素，结合监控技术将计划和现实进行有效对比，通过虚拟技术直观分析危险区域，通过运用这些全新的信息化技术实现建筑施工活动的安全进行。

2.3.1 危险因素识别与区域划分使危险更加明确

在动态模拟施工的状态下，对施工现场潜在的危害因素进行判别，根据识别结果，对识别出的不同危害程度的区域进行合理的划分，并采取有效的管理，将最终的影响范围与严重性具体的反映到模型中，并以红、橙、黄、绿4种颜色来描述区域危险程度以方便指导施工，同时指定每种安全等级下禁止的施工活动，这样可以有效地减少由于危险区域不明确导致的安全事故。例如，在施工过程中针对桩基工程划分出不同级别的影响范围和禁止的一些活动和施工顺序，如不可堆载、不可站人、不可停放机械等。

2.3.2 制定安全措施避免危害发生

在BIM技术的集成化安全管理系统中，BIM运用SOPS可以根据现场变化不断更新的功能来分析出满足工程的安全专项方案，从而采取最有效的安全措施，避免危害的发生，用来保护建筑活动安全高效的进行。

2.3.3 安全评价客观反映实施的安全性

通过运用层次分析、蒙特卡罗、模糊数学等数学方法对存在的危险因素进行评价与分析，同时也对制定的安全计划进行评价分析，通过分析判别存在风险的因素，如果结果在允许范围内则表示可以采取此方案，否则就要回到安全专项方案，重新制定风险预防措施，通过不断检测分析调整模型，直到符合规定的安全指标才进行下一步工作。

2.3.4 安全监控合理调整施工安全计划

通过现有的视频智能监控技术，各参建单位可以对建筑施工组织安全进行可视化管理。结合虚拟施工模型，在施工过程中将实际完成的安全活动与计划完成的安全活动进行对比分析两者存在的误差，分析误差出现的原因，并对下一步的施工计划进行调整，以满足工程计划需要，并为以后的建筑工程施工提供技术支撑。

3 BIM技术的发展及展望

BIM技术是建筑领域的一次革命，它将成为建筑业的一种新型前沿技术，由于BIM技术的虚拟可视化、数量化和数字化特性使其成为建筑施工项目信息管理技术中的佼佼者，基于其数据的准确，及时，真实，从而提高施工企业项目管理水平和生产效率。虽然BIM技术为施工项目管理提供可靠、及时的数据分析结果，但我国还是面临着技术不成熟的问题，从整个建筑行业分析，BIM还存在没有制定标准规范，形成完整体系，完全统一信息等问题，软件的应用还未得到全面的推广，而对于企业来说，成本问题阻碍了BIM技术的发展，同时也缺乏相关技术方面的人才，通过多方面分析说明BIM技术还处于不成熟阶段。因此变革传统管理生产运作模式，大力推行BIM技术成为目前的首要任务，相信随着对BIM技术的不断探索与创新，BIM技术将会在施工项目中得到广泛的应用，并为建筑业创造巨大的价值和广阔的前景。

[1] 马智亮.我国建筑施工行业BIM技术应用的现状、问题及对策[J].中国勘察设计，2013(11):39-42.

[2] 张建平，李 丁.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2012,41(8):10-17.

[3] 柳娟花.基于BIM的虚拟施工技术应用研究[D].成都:西南交通大学,2012.

[4] 陶 帅，张德海,黄 灵.BIM的发展及其在建筑施工方面的应用[J].土木工程建造管理，2011(6):251-254.

[5] 张建平，胡振中，王 勇.基于信息模型的施工冲突分析与管理[J].施工技术，2009,38(8)：115-119.

[6] 刘 晴，王建平.基于技术的建设工程生命周期管理研究[J].土木建筑工程信息技术,2010,2(3)：41-45.

Application of BIM technology in architectural engineering

Yang Liwei

(TheBasicConstructionManagementCenterofDatong,Datong037000,China)

This paper introduced the characteristics of BIM technology, from the results show, fast calculation, virtual construction, security monitoring and other aspects, elaborated the application of BIM technology in building engineering design, construction, and analyzed the development prospect of BIM technology, pointed out that using BIM technology could help to realize the target of low construction cost, high efficiency, good quality.

BIM technology, architectural engineering, safety supervision, construction quality

1009-6825(2016)27-0235-03

2016-07-15

杨立炜(1973- )，男，硕士，工程师

TP319

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