BIM技术在工程中的应用介绍

2018-05-17

福建质量管理 2018年11期

(重庆交通大学重庆 400000)

一、引言

近些年对BIM的理论研究和工程实践应用表明，BIM给建筑业带来的主要价值是模型的多维化展示以及信息的集成与有效利用。通过应用BIM理念进行设计和施工不仅可以创建逼真的三维几何模拟，高效的实现协同设计和施工可视化模拟，而且可以保存建筑项目全生命周期中各项信息，使项目各参与方对工程项目的管理智能化、系统化，BIM技术给当前面临窘境的建筑施工领域带来了希望[1]。

二、BIM政策支持与发展趋势

(一)BIM相关政策。2017年8月，住房部发布《住房城乡建设科技创新“十三五”专项规划》中，特别指出发展智能建造技术，普及和深化BIM应用，促进建筑产业提质增效。在中央部门的大力推广下，各地方政府积极相应，先后出台了诸多BIM发展的有利政策：江苏省政府2017年11月印发《江苏省关于促进建筑业改革发展的意见》中提出加快推进建筑信息模型(BIM)技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理；制定BIM技术服务费用标准，并在3年内作为不可竞争费用计入工程总投资和工程造价；至2020年全省建筑、市政甲级设计单位以及一级以上施工企业掌握并实施BIM技术应用，以国有资金投资为主的新立项公共建筑、市政工程集成应用BIM的比例达90%。

(二)BIM市场未来趋势。全球建筑业已共同认为BIM是未来趋势，并有巨大的发展空间，其对建筑行业的影响是全面革命性的。目前BIM技术在软件之间存在数据信息交互不够通畅，相当于给用户带来了重复劳动，提高了使用成本。要推动项目设计、施工和运维之间数据的打通，需要增强BIM软件之间的合作与BIM软件自身的功能，随着应用的广泛，市场会自然根据主流BIM软件应用的标准来形成社会普遍的标准，最后通过国家层面通盘考虑，以事实标准为基础进行深化与完善，最后形成国家统一标准，类似于国外IFC标准。

三、BIM在工程中的应用

BIM技术按工程不同阶段有不同的应用对象，如表1所示。

表1 BIM技术在不同工程阶段的应用

(一)参数化建模。对于建模中截面样式和功能相似，且需要多次使用的构件，可以利用Revit软件参数化建模，利用结构框架族样板文件，结合截面尺寸信息创建出以数字驱动模型的参数化族文件。参数化驱动的族文件可以被用来反复调用，高效地简化了工作流程，提高了项目整体创建的效率。

(二)碰撞检查。“碰撞检查”工具可以发现项目图元之间的冲突。在传统2D图纸时代，由于可视化程度的限制，往往需要设计师和施工人员靠自己的空间想象力以及经验来完成设计和施工，出现设计冲突、施工不下去的情况比比皆是。BIM可视化技术的出现，可以对结构物内多专业间的碰撞问题进行审查，检查设计问题，大大解决了设计中管线碰撞、钢筋“打架”等细节冲突的问题，增强了各专业之间的协同设计，实现多方可视化审图成果交底。通过BIM软件碰撞检查后，可以提早进行设计修改减少施工阶段变更设计，让施工更流畅有效地进行。

(三)施工进度管理。将BIM模型与施工进度计划相连接，实现4D模拟技术在指定时间段内对某个施工段或者整个工程进行进度计划，实际情况分析，实际进度与计划进度的对比分析，直观地体现施工的界面、顺序，清晰熟悉哪些工程工作提前完成、按时完成或者拖延工期。同时，可以查询前置任务及其分包单位的完成情况，加强多参与方间的交流协作，有针对性地管控进度，保证工程施工工期。

(四)工程量统计。工程量是以计量单位表示的各项工程构件的数量，直接影响工程投资和施工安排等。在传统二位CAD时代，工程项目信息是二位信息表达，需要靠人工依据工程知识对材料所用量进行读取、计算和统计，容易出错且费时费力，整个过程复杂低效。

BIM模型除了拥有高精度的三维空间结构之外，同时还拥有结构物图元的尺寸参数、数量、种类属性、材料属性等，可以快速统计出各构件材料工程量，为项目各部门提供准确的工程量依据。在提高了工作效率的同时，也提高了材料的整体管控能力，为项目成本控制提供了可靠有力的证据。

(五)数据库交互应用。模型可以导入BIM管理平台，平台可以自动识别模型数据，通过后台管理员预设附加构件工程施工信息。将工程中每个构件都设定一个“身份证”，形成全生命周期的信息档案，现场施工技术人员可以使用移动App通过云数据，将现场施工数据和成果实时发布于平台内，包括设备管理模块、班组人员管理模块等，同时对施工问题进行实时跟踪，集成工程数据库，实现施工信息全生命周期可追溯管理。

采用数据库交互应用，将所有构件所涉及的工序、时间、人员、材料、设备以及档案全部关联，解决了某单一项目对象的“信息孤岛”问题，同时追溯对象所需信息，提升了平台的实用性。

(六)BIM应用实例。BIM作为建筑领域的一项新技术，最近几年一直在全国各地开始推广应用。

(1)位于上海虹桥枢纽的国家会展中心室内展览面积40万平方米，整个综合体的建筑面积达147万平方米，是世界上最大综合体项目，首次实现大面积展厅“无柱化”办展效果。总承包项目部引入BIM技术，为工程主体结构进行建模，然后把各专业建好的模型与总包建好的主体结构模型进行合模，有效地修改模型，解决施工矛盾，消除隐患，避免了返工、修整。(2)位于天津滨海高新技术产业开发区的天津117大厦结构高度达596.5米，通过GBIMS施工管理系统应用，打造天津117大厦项目BIM数据中心与协同应用平台，实现全专业模型信息即业务信息集成，多部门多岗位协同应用，为项目精细化管理提供支撑。创造了11项中国之最，并运用BIM技术实现了成本节约、管理提升、标准建设。(3)港珠澳大桥，属于G94株三角环线高速的一部分，是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁，BIM应用是其项目的一大亮点。在开始施工时由于BIM技术的不成熟并未采用，后期专门成立了BIM技术领导小组，编制了BIM技术服务方案，此BIM模型完成后，将与交通工程模型进行整合，采用第三方软件进行运营、维护，BIM模型将为后续大桥近120年的维护管理提供数据支持。