基于BIM技术的实施模型研究

2020-12-26刘丽红周晓娟

安徽建筑 2020年1期

刘丽红，周晓娟

（山西工程技术学院，山西阳泉045000）

随着社会经济体系的不断完善，建筑行业对于工程造价方面的要求越来越高。在这一背景之下，BIM技术运用而生，其在一定程度上缓解了建筑行业对于工程造价行业迫切需求，并且提高了工程造价管理的效率，它不仅可以进行工程造价管理，也可以用来进行数据分析、工程量的计量等。BIM技术的使用是工程造价管理领域的一次巨大改革[1]。

BIM技术是一种通过对于项目相关属性数据收集，来构建数字化造价管理模型，从而对项目全过程进行管理的一种技术，也就是人们常说的建筑信息模型。在建筑行业中对于BIM技术存在着一种普遍认同的说法:在整个项目建设的各个阶段当中，通过使用相关的BIM软件将项目建设过程中所有信息整合在一个信息平台之上，实现所有信息的共享，并且通过信息来进一步对项目施工进行进一步指导，以提高信息利用效率。

1 目的和意义

2015年，我国政府加快了BIM技术应用推广的效率，在全国的建筑工程项目当中都开始运用BIM技术，无论是在居民住宅项目还是政府部门的市政工程项目建设当中，都在不同程度的运用BIM技术来对项目建设生命周期之内所有信息进行监控，并做好信息共享的工作。一个建筑项目无论规模大小，其里面包含了建筑、取暖、排水等多方面的知识，并且需要政府部门、施工单位、监理单位等多个部门来参与，因此，建立一个科学有效的信息共享平台对于建筑项目工程整体工作的开展有着巨大作用。

2 BIM模型

BIM模型在建筑工程项目的可行性分析、技术设计、项目施工等各个阶段所发挥的作用与目的是不同的，这也体现出了BIM模型的针对性、动态变化以及时效性等相关的特点。BIM技术可以对整个项目建设周期内的信息进行整合，从而实现信息的共享，但是BIM模型并不能将每个阶段的所有信息都涵盖在内，而是在不同的应用环境或时间背景下，BIM模型通过自身的不断优化来确保不同需求的满足，这一种模型被称之为BIM实时模型[2]。

BIM模型在创建过程中利用数字符号的图元信息的物理、几何以及结构属性。模型构建过程中的每一个完整的功能都是通过参数化的形式在模型中进行储存的，简单来说一个模型就是一个集成化的数据库。视图之间、视图与数据库之间都存在着相互的关联，这种关联关系可以对数据库中的所有数据进行协调。

2.1 3D模型

3D模型是建筑行业最早应用的数据化技术，起先作用在室内装修的设计上，通过这一软件可以模拟出最终的装修效果，给人带来直观的视觉感受，可以提升装修设计的满意度。这一模型最大特点是不仅可以看到所有构件的实际物理尺寸，还有构件的摆放位置。3D模型是在二维模型基础上加上了空间维度的联系，使得整体设计的效果可以立体的展现在人们眼前，增强了设计的直观性，提升了设计数据的精确度[3]。

3D模型可以使所有建筑构件属性清楚的表达出来，其也是多维度模型载体的基础。3D模型建立对于后续的设计工作起着至关重要的作用，其质量好坏直接关系到后期施工的质量。

根据所需目标的产品结构，通过三维软件实现建模而成的模型可以称之为3D模型。通过该方式实现的模型建立，可以在计算机上以二维平面的方式展现三维图形[4]。顾名思义，3D模型就是呈现为立体形态的模型。3D模型在与现实物品之间进行对比的时候，主要差异在于缺少存在距离，所以在实际比较过程中，只能认为3D模型只是像真实物品，仍能较为明显的看出差别。同样，也可以将通过3D模型建立的实物模型，进行放大、缩小或变形处理，通过打印技术打印出实体。在实际应用中，被称为3D打印技术的新兴技术多在建筑、3D影像制作、机械制造、人物图形绘制等方面应用居多。该模型的建立方式大致可以分为三种：一为依靠人工设计建立3D模型；二是依靠三维扫描设备获取实物图型以建立3D模型；三为基于相关图像构建3D模型。

2.2 4D模型

通常意义上的4D模型，就是在原有的3D模型的基础上增加或关联一个维度。在正常的应用过程中，比如电影行业，通常会增加一些环境特效以改变人体感官器官的感受，例如自然界的风雪雷电等；在建筑行业，与之相关的增加维度的方法基本上是为3D模型添加时间元素，以便于表现出随时间的推移施工进度的整体体现进而模拟整个施工过程的模型。该模型的信息系统集成方式主要体现在统一的数据信息模型和交换式信息模型两种方式。与这两种信息集成方式息息相关的4D信息模型实现方式也体现在两种方式上：①通过不同的程序、软件之间的兼容性协议来制定具有单一功能的软件。其中较为明显的是Autodesk公司推出的Navisworks软件是结合已经构建完成的3D模型，在特定的功能上能够实现4D模型的建立，以便于对项目系统进行综合系管理。②该种方法所实现的4D模型的建立大都倚靠在某一技术平台，进行4D模型的开发和建立，通常意义上是在传统意义CDA平台和现在较为常用的BIM等技术平台。在传统意义CDAS技术平台上所建立的4D模型，其基础的3D功能相较于其他平台所建立的3D模型差别较大，不能够真正意义上实现三维模型的建立和信息的同步，更为重要的是，该种模型的建立需要浪费大量的时间和精力。

现在主流的4D模型在根据不同的需求条件信息和业务创建思路，大致可以分为两种建立方法：一是直接在4D集成平台上实现需求的时间因素和已经构建完成的3D模型进行关联，组成4D模型；二是在通过信息管理软件建立需求的时间信息前提下，再与4D集成技术平台进行整合，同时实现时间因素和3D模型的匹配、关联。

2.3 nD模型

在3D或4D的基础上更近一步增加项目或产品所需要的维度需求进行录入，是为nD模型。顾名思义，该种模型可以从3D模型建立的基础上对各维度信息的关联，也可以在4D模型的基础上对需求的维度信息进行关联。在实际的工程运用中，对具有不同需求的维度要求，例如工程成本、质量安全等方面，从而能够形成影响工程进度的5D、6D甚至是7D实时模型。就目前而言，在建筑行业，主要对工程成本和已有的4D模型进行关联，以达到以下几种优点：

①在实现4D模拟施工的同时，能够对工程进度进行实时的查看；

②能够从所建立的5D模型中实时查看工程成本信息和阶段性工程量；

③能顾根据预定的工程进度对整体存在的人、物、财等进行宏观的调控，以便于增强对项目的综合分析能力和全局把控能力。

3 建筑工程中常用的BIM软件

①仅仅具有单一功能的软件

②综合性能更加完备的BIM软件

在对BIM软件的实用性进行评价过程中，尤其点明BIM软件的强大实用性的是美国buildingSMART联盟主席DanaK.Smitn先生，他的评价对BIM软件在建筑行业的应用体现各专业之间相互协调完成的特点，表现出单一软件时代的终结。在根据该特点所进行的软件开发行业所做出的BIM产品称之为解决方案。

③BIM在实际建筑行业的应用流程

随着各大软件开发企业的不断开发过程中，各种依靠BIM框架所涌现的特色功能软件，逐渐打破建筑工程中对工程造价和计量、项目管理等工作的传统概念，伴随着工作人员对自身工作认识的提高，各专业性质的软件的使用给建筑行业的发展打下坚实的基础，在实际的应用过程中，为能够更好的发挥软件的高效性，部分企业给这类软件的使用制定了具有较高使用效率的流程。