BIM技术应用于建筑工程的必要性

回中兴

摘 要：高度复杂化的建筑施工工程建设项目向以Auto CAD为主体的、以工程图纸为核心的设计和施工管理模式发出了挑战，急需寻找一些新的技术手段或者方式方法来取得新的进展，BIM技术引入解决这一问题提供了新的方向。在我国，BIM 技术主要应用于建筑工程项目的设计阶段，施工阶段的应用较少，而在建筑施工工程中的应用研究也比较少，但其优势是不容忽视的。

关键词：BIM;建筑工程

建筑施工工程，作为市政公用工程的有机组成之一，是城市基础设施的重要一环，为城市生产、生活的稳定有序进行，提供基础服务和保障。随着我国现代化城市的发展，建筑施工工程作为解决人口、经济发展等问题的关键，国家和政府十分重视市建筑施工工程建设质量及建筑施工效果。建筑施工工程的规模不断增大、建筑施工工艺更加繁杂，建筑施工工程施工规模、技术、管理难度也就越来越大。

1 建筑施工的现状分析

1.1设计与施工信息传递过程中的偏差

传统建筑施工的设计工作都是以CAD为操作平台，以平、立、剖面图等二维图纸的方式展现设计成果。设计人员通过绘制二维图形，加上各种尺寸标注，反映建筑物三维状态下的位置关系，可视化差，信息表达不准确，存在错误在所难免。在信息的传递过程中，设计师的三维设计理念通过二维图纸表达，施工方通过对二维图纸的理解进行三维建筑的施工，在这个过程中，经历了两次二、三维信息的转换，很容易出现设计师在二维设计时表达的偏差以及施工方对二维图纸的理解偏差，信息传递的偏差，若不能及时发现，必将导致施工过程中出现问题，甚至会导致问题扩大，阻碍施工进度的正常进行。

1.2进度计划的抽象性

传统的施工进度计划是通过网络计划图实现的，这也是工程项目进度管理最常用的工具，但通过以往实际工程的实施可以看到，该方法存在自身的局限性。首先，网络计划图运算过程比较复杂，需要耗费大量时间精力完成，且非专业认识理解起来比较困难，不利于进度计划与业主及施工方的交流。其次，通过网路计划图所表达的进度计划相对比较抽象，不能将整个项目的规划进度精确地表达出来，更不利于对实际工程施工情况的跟踪检查，不能对工程的变更及环境变化等突发情况进行及时的应变处理，调整优化复杂。最后，使用传统的施工进度管理工具，依靠经验确定逻辑关系，准确性收到极大的限制，即使有不合理之处，也难以发现。

1.3建设过程管理不到位

建筑施工的建设过程中，项目管理不到位主要体现在以下几点：首先是施工总体目标不明确，没有精确地分目标，不能系统的对施工过程进行指导和控制，从而导致施工的盲目性。其次是没有完善的施工计划，或者施工计划不够准确，导致施工过程中出现实际施工进度与材料进厂时间不相符等脱节问题，导致工期的滞后，或窝工浪费现象。人力、财力以及资源没有得到合理的分配，必将导致施工过程浪费大、工期长、效率低等问题的产生，严重影响施工质量。

2 BIM在建筑施工工程中的应用优势

2.1深化设计应用

BIM 技术所创建的建筑信息模型并不是一个图形，它是一个包含着指定项目相关信息的完整的数据库。该数据库中包含建设项目所有构建的大小尺寸、数量、位置关系等一系列信息，通过这些参数化信息所表达出来的及时项目建成后的真实效果，通过该模型能够看到二维图纸不能表现的视觉角度和效果。在设计阶段创建的建筑信息模型上做施工图的优化设计，可以将数据库及视图进行双向联系，轻松得到平、立、剖面的图形，可根据需求选择不同位置的剖面图，对于模型中的非图形数据也可通过明细表进行统计，提高施工效率。

2.2加强各专业的协同合作

建筑施工工程设及多个专业，基础工程是多个部门协作完成的，在BIM技术中也是不同专业各自进行设计的，各专业设计的最终模型可通过相关应用软件，整合成一个整体，实现协同设计，从根本上改变过去通过文字及图纸表达设计意图的工作方式。软件通过对模型中不同专业之间的冲突进行碰撞检查，并进行修改以达到规定要求，避免了因协同问题造成的对工程进度的影响。

2.3拥有强大的可视化虚拟功能

可视化是BIM最直观的特点，BIM模型可视化的应用主要体现在两个方面：一是通过对施工进度的可视化模拟，及时发现进度计划中存在的问题，优化施工方案;二是通过可视化的建筑信息模型指导施工，尤其是对异形结构、预埋件等。

三维可视化的建筑信息模型加上时间维度，形成4D模型进行虚拟施工。在4D 模型中，在虚拟的环境中，可以准确的发现使用中可能存在的问题，从而优化施工方案计划，达到有效控制项目进度的目的。施工人员可以通过控制视图，全方位查看建筑内部构件的空间位置，不再局限于二维平立剖面图的二维表达，更加直观、准确，避免了施工错误造成的不必要的浪费。另外，施工企业通过4D模型在项目的招标投标中获得巨大的优势，他可以快速并直观的了解施工方对项目的理解和施工方法的一系列措施，并对施工单位作出更准确的评估。

2.4从二维CAD 到三维BIM设计

利用二维图纸进行建筑设计，对设计师的空间想象能力要求比较高，设计师需要根据二维图纸想象建筑内部的结构特征。但是即使设计师能想象出建筑内部的结构也无妨将其以一种连续的方式展现在二维图纸上。但三维设计方式可以实现建筑工程项目三维立体展示的目标，利用 BIM 技术可以对建筑工程项目进行虚拟模拟，设计师可以对建筑工程项目有一个直观的了解，不需要再进行凭空的想象。同時，BIM 技术不仅能展示建筑工程项目的空间结构，还能显示建筑工程项目使用的材料特性等具体内容，设计师可以根据自己的需要进行数据库访问，这样可以让设计人员对建筑工程项目有一个更加全面的了解。

此外，BIM 三维设计还能将较为复杂的几何结构以一种比较直观的方式展现出来，例如比较著名的国家大剧院、鸟巢体育场等都属于外观机构较为复杂的建筑，二维设计无法对其进行全面的展示，但 BIM 三维技术却能将设计的成果直接模拟出来，使人能直接看到建筑工程项目的效果。虽然，BIM 三维设计方法能较为直观的展示建筑工程项目的几何空间结构，但这不是 BIM 技术唯一的功能特点，BIM 技术还包括很多其它方面的数据信息，如建筑工程的材料、力学原理、物理性质等，这些非几何信息的存在使得 BIM 技术的功能变得更加强大，一些在二维设计中需要人工完成的任务就可以通过输入相关数据而自动生成，例如建筑施工需要使用的各种二维图纸。