浅析BIM在工程中的应用

杨 硕 甄江辉 李朋杰

华北水利水电大学

前言

随着社会飞速发展，各项技术升级，工程结构形式越发复杂，工程相关工作开展与协调都面临着巨大挑战。对此，可视化仿真技术能有效解决此类问题，其中BIM可以解决多阶段各种难控问题，其优势越发明显。BIM(Building Information Modeling)起源于美国，由三维模型发展而来，而后在欧美、日本等国家得到采用。在2002年，我国学者将BIM定义为建筑信息模型。它是个综合信息数据库，包含项目资料、设计需求、施工信息、管理等全生命周期各阶段的信息。利用BIM技术可以生成模拟建筑物模型，用于明确建筑的三维几何形状信息和非几何信息，如各种构件材料、重量、价格等。

1. BIM特点概述

BIM技术与其他技术相比，主要有以下五大特点：

可视化。借助三维建模，将虚拟建筑物立体化展现，同时模拟三维环境，给人的视觉效果更为直观。可视化具体体现在项目设计和建造，运营过程中的沟通、讨论和决策等阶段，如：项目设计图纸展现、相关报表生成等。读图难度得到降低，减少工作时间、提高工作效率。

协调性。水利工程施工周期长，在项目实施过程中，一旦出现问题，需立马将有关人员组织起来开协调会，从而找到问题原因及解决办法，而BIM的协调性能帮助更早的解决问题。主要表现在BIM技术可以在建筑物施工前期对各部分可能产生的碰撞问题进行预测并进行协调，同时生成协调数据，为此后协调工作提供借鉴。BIM实现了数据共享，加强了各单位之间的协助及沟通。

模拟性。BIM技术可通过软件平台模拟设计出建筑物模型以及不能在真实世界进行操作的行为。模拟性涉及到设计、施工和运营等阶段，借助BIM信息平台，可进行例如节能、地震逃生、光照和火灾人员疏散等相关模拟，降低后期安全隐患，这一点对于大型工程运营很有必要。

优化性。BIM技术实际运行过程中，能建立起一个相对稳定的应用模式，其模型能提供建筑物及其变化以后的实际存在信息，能实现前期优化。另外，借助BIM技术，可以对同项目进行多方案进行对比模拟分析，能更好的实现项目方案优化设计。

可出图性。BIM建立在三维建模基础上，出图快捷。通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以出平面图、剖面图、综合管线图、综合结构留洞图等。

2. BIM国内外应用

1975年，乔治亚理工大学的Charles Eastman教授创建了BIM理念，帮助建筑工程实现可视化和量化分析。随后该理念逐渐发展至欧洲。目前，BIM在美国、欧洲、中国、日本、韩国、新加坡等国家得到了很大的支持和发展。借助软件进行BIM实施平台建设，该平台具体统一的数据格式，各方数据提交后，业主将数据整合，形成整个项目的最终BIM模型。此外，设计院或施工单位内部都可借助此类平台进行内部优化管理。如美国德克萨斯州科帕斯克里斯蒂的JUMBO项目。

至今，国内外应用BIM的项目已不在少数。如在慕尼黑某火车站主站台工程中使用了BIM技术的Allplan软件。南京青奧会议中心运用BIM技术解决了建筑造型复杂，施工难度大的困难。刘孟将BIM技术应用于黄河特大桥项目施工管理中。秦丽芳将BIM技术应用于水利水电施工安全检查系统中。王仁超将BIM技术应用于混凝土坝工程施工信息管理中。杨宏斌将BIM技术应用于水电工程施工总布置设计中。林伟等将BIM技术应用于小南海水电站施工组织设计中。于国等设计并开发了结合BIM与GIS的工程项目三维场景可视化与信息管理系统。朱健将BIM信息化施工技术运用至深基坑施工过程中，通过深基坑BIM三维模型，实现多方无障碍的沟通和信息共享。

总言之，使用BIM技术受益最大的是业主。在设计阶段，实现三维可视化，可进行碰撞模拟并生成报告，提出优化建议，在设计时期就对项目进行优化，避免后期返工；借助协调功能让更多人参与其中，减少设计变更。在施工阶段，实现四维模拟，便于施工人员读懂图纸，提供施工所需信息，减少施工错误，提高工程质量，并可以与业主实现实时交流施工进程。BIM技术通过虚实结合，保证运营维护阶段的正常，使工程产生最大的效益。

3.不足与展望

BIM自诞生到如今得到多行业的青睐，但其在技术、管理层面也存在一些问题。如：BIM建筑信息模型的数据录入是一个不断优化、完善的过程，时间周期长；国内BIM技术软件研发不够完善，人员对BIM认识不够完全，导致其功能不能充分发挥。总之，虽然实现 BIM技术推广应用需要时间和投入，但从长远来看，BIM 的投入一定会产生其效益或者放大工程建设企业现有业务的效益，可帮助工程项目提升生产效率、提高建筑物质量、降低建造风险和建造成本。

[1]张建平.BIM技术的研究与应用[J].施工技术，2011(2).

[2]苗倩.BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用[J].水电能源科学，2012(10)：139-142.

[3]曾旭东，赵昂.基于BIM技术的建筑节能设计应用研究[J].土木建筑与环境工程，2006，28(2)：33-35.

[4]刘占省，赵明，徐瑞龙.BIM技术在我国的研发及工程应用[J].建筑技术，2013，44(10)：893-897.

[5]陈前，张原.浅谈BIM技术及其应用[J].价值工程，2012，31(23)：61-62.

[6]李犁，邓雪原.基于BIM技术的建筑信息平台的构建[J].土木建筑工程信息技术，2012(2)：25-29.