BIM技术和建筑施工相关性探析

刘长玲

[摘要]在建筑施工的全过程阶段，合理有效的利用BIN技术，进一步研究BIM技术和建筑项目的相关性，更好的应用BIM技术的优越性，能够有效减少资金投入，提高企业经济收入、竞争能力和对市场变化的调控能力。

[关键词]BIM技术；建筑施工；相关性

BIM技术在建筑工程中逐渐得到了应用，建筑工程中的各个阶段都存在BIM的参与。随着建筑工程的深入发展，对于BIN技术的应用也扩展到了更加具体的施工环节当中，其在提高建筑工程与现代科学技术的结合方面起到了极大的推动作用。

1BIM技术与智能型全站仪

1.1测量在项目施工中的地位

施工测量是在工程施工阶段进行的测量工作，是工程测量的重要内容。施工轴网的建立、构筑物的放样、项目期间变形测量和竣工实际测量等。现场施工测量是为了把设计师手中图纸上的信息，包括建筑物的平面位置（一般使用大地坐标）、构筑物的形状特征、标高信息在施工现场表达出来，从而指导施工人员在施工过程中的操作。施工测量是建筑工程施工开始的第一步，更是关系到工程质量的重点。

由于经济的飞速发展，许多大型超高层建筑物拔地而起。构筑物的类型和所在环境产生着翻天覆地的变化。复杂的工程项目，如水立方、上海国际会议中心等不仅具有奇特的外形，且使其内部构造也变得相当复杂，机电管道设备纷繁杂乱，施工精细。如果应用传统的施工测量方法，不但浪费大量的时问精力，并且也存在许多难以解决的问题。

1.2智能全站仪与BIM集成应用

将BIM与智能型全站仪进行集成，使用Revit、Rhino技术通过移动信息设备将建筑信息模型带入施工现场，利用模型中5D数据信息来操控智能全站放样，再将智能全站仪获得的信息反馈给BIM模型，进行比对后修改错误信息。

1.3应用方法与步骤

（1）在进行土建复核、现场施工放样、施工测量验收阶段前，需要有一定的准备工作。首先，用专门的放样信息编辑软件，对施工BIM模型进行处理，在BIM模型中创建控制点、放样点的数据信息（包含编号、类型、坐标等）；其次，将含有控制点、放样点设计坐标与尺寸信息的BIM模型或特定的数据格式载入平板电脑中的测量放样应用程序；最后，接收现场轴线及控制点，将智能型全站仪和平板电脑带到施工现场，利用WIFI或其他无线网络与智能型全站仪进行连接，按程序进行智能型全站仪的设站，建立虚拟空间坐标系与现实空间坐标系的映射关系。

（2）复核现场建筑结构的建造数据，即根据机电、精装、幕墙等专业的设计要求和建筑结构特点到施工现场进行实际测量，收集关键节点的三维坐标。利用基于BIM的3D激光测量定位系统复核现场建筑结构，建立实用的BIM模型，实现精确的深化设计，将问题在深化设计阶段得以解决，减少了现场施工问题，提高了施工质量。

（3）完成各专业深化设计，并更新BIM模型，且所有协同问题被批准后，施工人员可通过专门的放样信息编辑软件，在模型中添加放样点。将包含放样点的数据文件（或BIM模型）导人平板电脑中的测量放样应用程序，或通过云端传送到平板电脑测量放样应用程序中，施工人员将平板电脑和智能型全站仪带人现场并进行设站之后，使用基于BIM模型驱动的智能型全站仪进行各种放样点的放样。放样完成后，根据放样结果进行施工。

（4）施工测量验收，使用装有BIM的智能全站仪进行实际测量，真实采集已完成产品的实际三维数据，通过设计数据与实际测量数据的一系列对比分析来检查建筑、结构、机电、精装、幕墙等专业的施工质量是否合格。最后，将数据对比结果反馈给相关设计人员，将不合理的地方重新修改。

利用智能型全站仪现场测绘进行施工成果的验收，既能够确保较高精度，又能够满足对施工成果的细致验收，更能确保施工质量达到标准。传统拉钢尺测量方法只能精确到cm级，而利用智能全站仪可以突破mm的精确度。

2BIM技术与虚拟现实（VR）

将BIM与VR有效的集成，使虚拟现实演示单体建筑、集体构筑物甚至城市布局，方便人们用360°全方位审视空间动感和平面表达。这种视觉效果比模型和渲染图更加生动形象。

2.1BIM虚拟施工技术应用原理

以BIM技术为支持，利用计算机信息模拟转化的硬件装置输出，将工程管理中众多信息数据整合，从而打造出一个工程数据信息模型，提供给使用者视觉、听觉、触觉等感官的真实模拟，使各施工参与者均可直观的进行施工项目成本管理、优化及进行进度控制，规避施工风险及施工质量事故的预防，制定最佳施工方案加强实时管理，以保证施工质量水平和施工效率。

2.2虚拟施工技术价值

（1）卓有成效的对项目成本进行控制。应用BIM技术所创建的建筑3D模型结合时间和成本，进行5D化施工管理。并及时采取组织措施、技术措施、经济措施及合同措施。

（2）提升项目质量。在施工阶段之前通过BIM软件在三维虚拟环境下的仿真演示，发现施工管理中安全、质量存在的隐患，规避施工风险，制定合适的施工方案，直观的显示施工全过程，使操作人员全面了解作业过程，保证施工效率，提高构筑物质量标准，清除不稳定因素，保证施工安全，并且有利于减少资金投入与时间损耗。通过5D虚拟施工模拟，能够检测施工进度计划及施工技术的合理性和准确性。

3BIM技术与3D打印

长期以来，建筑工程一直使用较为传统的建造工具和施工技术，无法满足设计人员对建筑奇特形式构造的无拘无束的想象力，传统的建筑方式不仅破坏了生态环境，还造成了自然资源的大量消耗和浪费。新兴技术3D数字打印建造，改变了这种长期以来的建筑方式，数字化、自动化的建造方式将给建业带来翻天覆地的变革。

3.1建筑3D打印基本原理

3D打印机和普通喷墨打印机的原理类似，工作时需要数字文件来驱动，区别是3D打印的数字文件是数字三维模型，3D打印建筑使用三维模型文件来驱动作业；一般普通打印机使用墨水和纸张，而3D打印机的“原材料”相当丰富，如混凝土，塑料，金属等。

BIM三维建筑模型就是3D打印数字文件的基础。因为存在BIM模型，3D打印工作省掉了额外建模环节，而BIM工作量并没有太大增加。总体来说，提高了建模效率。从设计BIM模型中直接导出打印模型，也避免了照图建模过程中出现的差错，确保了模型的准确性。

3.2建筑3D与BIM集合运用的价值

（1）基于BIM的整体建筑3D打印。利用BIM进行建筑设计，在模型完全搭建完成后直接利用3D打印机打印。构筑物实体可以在短时间内完成，使建筑施工时间大大缩短。通过3D打印技术建造房屋，不需要过多施工人员，减少了人力资源地投入。3D打印是“增材制造”技术，不会产生建筑废弃物和施工噪音，与传统施工相比是21世纪以来建筑工艺的突破。

（2）基于BIM的复杂构件3D打印。传统工艺制作复杂构件、异形构造时，因人为施工难以把握，构件的精细程度和外观难以保证完美。但使用3D打印机用程序控制制造构件，确保了复杂的曲面构件的精准性。

（3）基于BIM技术和3D打印的施工方案实物模型展示。运用BIM技术可以展示三维模型让业主与设计之间交流、交底提供便捷。结合3D打印技术打印后将三维虚拟模型实体化。这种表达效果更佳。3D模型便于携带展示，更可让人在任何角度全方位观察建筑构造。解决了视频和渲染图角度单一的弊端。

4结语

上述三种技术是当下比较热门的应用发展，然而BIM在施工上的应用发展并非只有这些。2013年我国已经提出“BIM与九大技术的集成应用”，更是在2015中国建筑施工行业信息化发展报告中相继提出，要使BIM将建筑行业所有方向串联起来，而互联网更是BIM与其他科技的重要纽带。