基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟应用研究

王艳

摘要：为探索基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟技术的具体应用策略，以某高校图书馆建筑为例，阐述了BIM技术在施工模拟中的具体应用方法，将Project文件与Revit模型通过Autodest Navisworks软件关联起来，实现施工过程的四维可视化动态模拟，从而为项目管理者进行施工管理提供了一种全新的方法。结果表明：基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟技术能够有效实现对施工过程的模拟，并解决传统模拟软件所存在的缺陷，因此基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟技术应该在施工项目中进行大力推广。

关键词：BIM；施工管理；四维；可视化；进度

中图分类号：TU745.5 文献标志码：A

文章编号：2095-5383（2018）03-0041-03

Abstract： With the continuous improvement of the structural complexity of the building and the development of the construction technology， the traditional three-dimensional construction simulation has been unable to meet the demand of construction management， and the four-dimensional visual dynamic construction simulation based on BIM technology is gradually applied to the construction simulation. Taking the construction of a university library as an example， the concrete application of BIM technology in the dynamic construction simulation was demonstrated in this paper. The project file and Revit model were linked by Autodest Navisworks software to realize the four-dimensional visual dynamic construction simulation in the construction process， and this would provides a new way for project managers to carry out construction management. The results show that the four-dimensional visual dynamic construction simulation technology based on BIM technology can effectively simulate the construction process and solve the defects of traditional simulation software. Therefore， the four-dimensional visual dynamic construction simulation technology based on BIM technology should be vigorously carried out in the construction project.

Keywords：BIM；construction management； four-dimensional； visualization； schedule

在工程項目施工管理当中，管理者所需要考虑的要素相对较多，不仅需要考虑施工技术、施工工艺、施工材料以及人力资源等要素，还需要考虑施工过程中的其他因素。一直以来，在施工管理当中施工进度管理往往依赖于管理人员的经验，并采用横道图、网络图等手段作为施工进度管理的辅助手段，精准度存在着较大的差异，无法实现施工质量与施工进度的协调统一[1]。BIM技术在施工管理中的应用则有效解决了这一问题，通过BIM技术可以实现对时间维度的有效管理，从而实现真正的动态施工模拟。

1 工程概况

某高校图书馆地上7层，建筑总高度31.40 m，建筑面积为14 018.6 m2，占地面积2 461.5 m2，结构形式为框架结构，基础形式为PHC桩基础。

2 建立三维模型

该项目的BIM三维模型主要由3个方面的模型组成：结构模型、建筑模型与机电设备模型[2]。结构模型主要包括基础、梁、板、柱以及节点等构件内容，在建模的过程当中需要遵循从下到上的基本原则，同时采用规范化的构件命名标准。建筑建模则包含了门窗、墙体以及楼梯等相关构件，该项目结构与建筑整合模型如图1所示。

Revit MEP软件系列分为3个不同的组成部分：暖通、电气与给排水系统。在使用Revit MEP软件进行机电设备建模需要遵循特定的顺序，首先需要进行排风管、送风管等暖通风管建模，之后建立电气桥架模型，最后建立消防管等给排水管道模型[3]。

3 编制施工进度计划

该项目四维可视化动态施工模拟的实现需要将施工进度计划文件与所建立的BIM三维模型连接起来才能实现。其中编制足够精确的施工进度计划是实现动态模拟的关键所在，例如三通一平、设备与材料进场以及施工脚手架进度等都需要足够精确。本文选择Project2010软件创建施工进度编制任务，最后将横道图文件保存为“.mpp”格式，该项目的施工进度计划文件如图2所示。施工进度计划中需要实现具体工作任务的详细划分，并与三维模型中的对应构件连接在一起，最终实现横道图、三维模型与具体工作任务之间的有效对接[4]。

4 基于BIM技术的四维可视化动态施工模拟分析

4.1 通过BIM软件的应用实现四维可视化动态施工模拟

四维模拟是建立在施工进度文件与三维模型连接的基础之上实现的，将施工进度文件中的时间信息指定为施工模型中的构件装配时间，从而形成特定的施工次序，并通过三维模型的可视化环境进行四维动态演示。

在目前的BIM施工软件市场上，Autodest Navisworks是使用最为广泛的一款软件，Navisworks软件的使用也不需要CAD为基础，对硬件设备的要求也相对较低，可以对相同以及不同专业构件之间的碰撞情况进行检查，此外，该软件的兼容性也相对较高，不仅可以兼容各种不同类型的设计模型，同时还为不同施工设计软件提供了接口。因此，通过这些接口进度施工信息与三维模型信息之间的对接可以有效实现。基于此种情况，本文选择Autodest Navisworks作为该项目四维可视化动态施工模拟软件[5]。

4.2 四维可视化动态施工模拟过程

将建立的建筑结构整合模型以及机电设备模型全部转化为dwf文件，并在Autodest Navisworks软件当中直接打开并进行文件整合，在Autodest Navisworks中选择“timeliner”接口作为Project2010软件所生成的“.mpp”格式施工进度计划文件的接口，在完成施工进度计划文件的接入之后，将Autodest Navisworks中的“规则”设定为“使用相同名称小写将 TimeLine 任务从列名称对应到选择集”，这样可以實现横道图、三维模型与具体工作任务之间的有效对接，该项目在施工进度文件与Autodest Navisworks的对接结果如图3所示[6]。

为了提高施工模拟效果，可以为不同任务类型设置构件施工动画，实现真正的四维可视化动态施工模拟，具体过程包括以下4个方面：1）创建工程四维进度施工模拟，允许用户采用不同的时间单位间隔以及不同的施工顺序对施工进度进行模拟与分析，全面反映项目整体进度[7]；2）在动画播放窗口当中显示当天日期以及本日所完成的施工任务与剩余的施工任务[8]；3）用户根据实际施工状态对模型更改之后，系统数据库会自动进行施工模拟对比并进行数据更新，并对施工进度计划进行同步调整[9]；4）使用不同的颜色将三维模型中的施工工序标识出来，在Autodest Navisworks软件界面当中绿色表示正在进行的施工工序，已经完成建设的构件显示出构件的真实颜色，如图4所示[10]。

5 结语

BIM技术在施工管理中的应用有效解决了传统施工管理模式当中因为缺乏时间维度而导致的管理难题，这对于建筑施工管理技术的进一步发展具有非常重要的意义。在未来随着技术的不断发展，施工模拟必然会朝着更多维的方向发展，实现可视化动态施工模拟到成本控制、资源配置以及工艺流程的全方位模拟，实现真正的信息化施工管理。

参考文献：

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