谈BIM技术在土木工程的应用

芦琴 屈朗

（1.杨凌职业技术学院 陕西杨凌 712100 2.新加坡RO结构咨询公司）

引言

美国《经济学家》杂志2000年刊登的资料表明：在建筑业中由于工作能效低、正确率不高以及工期延误等因素每年在美国的建筑业投资中会产生近40%的经济损失，其中浪费比例高达30～40%。如何改变建筑业的这种现状，减少浪费和其它不必要的损失，从而降低投资损失率，是从事建筑业及其相关行业人员的努力方向和研究主题。

随着IT在全球的快速发展，不少科研工作者将研究内容聚焦于IT技术和建筑技术的结合上。相关统计数据显示：全球制造业和建筑业的GDP规模基本相同，大约为3万亿美元左右，而建筑业在IT的投资不足制造业的20%。因此，加大建筑业在IT领域的投资，开发适用于建筑业的应用软件，提高IT技术的应用能力是提高建筑业生产效率的必由之路。

1 BIM简介

BIM是一种用于设计、施工、管理的方法，运用这种方法可以及时并持久地获得高质量、可靠性好、集成度高、协作充分的项目信息。

BIM技术主要包含3方面的内容：

（1）BIM 数据，即 BI Model；

（2）BIM 应用，即 BI Modeling；

（3）信息管理，即 BI Management。

BIM的五大特点是：

（1）可视化。能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

（2）协调性。可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。

（3）模拟性。节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟、4D模拟、5D模拟、日常紧急情况的处理方式模拟。

（4）优化性。包括两项：①项目方案优化：利用模型提供的各种信息来优化，如几何、物理、规则、建筑物变化以后的各种情况信息；②特殊项目的设计优化：给复杂程度高的建筑优化

（5）可出图性。具体包括三项内容：综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；综合结构留洞图（预埋套管图）；碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

实际工作中常用到的方法有传统方式和BIM技术。传统方式的特点是：计算机辅助设计；分专业出图；2D；专业表达；计算机辅助画图；效果图。对应的BIM技术的特点是：建筑信息模型；各个专业设计成果集成；3D，（4D是在3D增加一维时间维，实现建造过程仿真，5D在4D基础上再增加一维造价。实现基于BIM的项目管理到全寿命周期管理BLM。）。

设计成果可视化；设计元素数字化、模块化；实现技术数据集成；全息透视图，动态演示设计优化，冲突检查。

将BIM与传统方式的相关技术参数经过对比分析可以看出BIM的优越性非常明显。

2 BIM的具体应用

目前，BIM技术在土木工程领域应用的越来越普遍，总的来说，具体应用在以下七个方面：

（1）深化设计：基于施工BIM模型结合施工操作规范与施工工艺，进行建筑、结构、机电设备等专业的综合碰撞检查，解决各专业碰撞问题，完成施工优化设计，完善施工模型，提升施工各专业的合理性、准确性和可校核性。

（2）场布管理：基于施工BIM模型对施工期内不同时间段的现场地形状况、已有设备、所处环境、施工片区、临建结构及设施、材料加工区、材料堆放区、临时用水电、机械设备、安全文明施工设施等进行规划布置和分析优化，以实现场地布置科学合理。

（3）施组管理：基于施工BIM模型，结合不同阶段的工序和工艺等要求，对整个施工过程进行可视化模拟，依据此模拟对施工方案开展分析和优化，从而提高方案审核的准确性，实现施工方案的可视化交底。

（4）进度管理：基于施工BIM模型，可以采用计划进度模型和实际进度模型二者的动态链接，进行计划进度和实际进度的对比，找出差异，分析原因，BIM4D进度管理直观的实现对项目进度的虚拟控制与优化。

（5）材料、设备管理：基于施工BIM模型，可动态分配各种施工资源和设备，并输出相应的材料、设备需求信息，并与材料、设备实际消耗信息进行比对，实现施工过程中材料、设备的有效控制。

（6）质量、安全管理：基于施工BIM模型，对工程质量、安全关键控制点进行模拟仿真以及方案优化。利用移动设备对现场工程质量、安全进行检查与验收，实现质量、安全管理的动态跟踪与记录。

（7）竣工管理：基于施工BIM模型，将竣工验收信息添加到模型，并按照竣工要求进行修正，进而形成竣工BIM模型，作为竣工资料的重要参考依据。

3 结束语

与传统设计软件相比，BIM技术有着不可替代的优越性，因而被广泛的采用，在未来势必会有更大的发展和应用空间。对于水利水电工程而言，由于施工结构体的体积庞大，整体的投资数额巨大，建设过程复杂，不可控因素较多，环境保护要求严格，而且建设周期较长等因素，更加需要在全生命周期里应用BIM技术，从而实现设计、管理、维护、保养、应急处理等方面的协同管理，进一步提升企业安全生产管理水平，实现最佳的经济效果。基金项目：杨凌职业技术学院科学研究基金项目“基于BIM技术的水利水电工程施工可视化仿真研究”（A2018011）。