BIM技术在建筑全生命周期管理应用探索

郭洋 临沂商城实验学校

引言：建筑信息模型技术在2003年于美国传入中国，首先应用于我国的建筑工程管理项目。但据目前为止，BIM技术在各房企和施工单位的使用范围较小，还处于初级阶段。随着大数据、信息化时代的到来，BIM技术在建设工程中的重要性越来越明显，国家对于BIM技术的推广也随之增强，国家科技部在“十一五”期间首次将建筑信息模型作为重点研究课题[1]。

众所周知，BIM技术拥有的强大的可视化、协调性、模拟性和优化性优点，能够有效的帮助项目管理者快速理解项目信息，进而在一定程度上提高工程施工效率，从而缩短项目施工工期。本研究在BIM技术基础信息的基础上，分析其在工程设计阶段、施工阶段及建筑运维阶段的应用，从而帮助项目管理者更好地理解BIM技术的特点及优势。

一、基本概念介绍

（一）BIM技术概念介绍

BIM技术全称为Building Information Modeling，又被称为建筑信息模型。最早是在1975年由美国Chuck M.Eastman[2]博士提出，他认为BIM技术就是将建设工程所需的建筑数据、建筑构件及信息全部融合在一个完成的模型中。这就意味着BIM模型包含的数据信息十分的详尽且内容较多，所有建设工程全生命周期内的信息都能够在这个模型中提取和查找，同时在不同的项目阶段，各方的建筑参与者都能够有效地运行工程信息数据的协同和共享。

（二）BIM技术特点

BIM特点众多，不同的学者都有不同的观点，但最常见的特点主要包括四点，分别是可视化性、协调性、模拟行和优化性。有关四点分析详见如下：

1.可视化性

BIM技术的可视化主要体现在BIM模型的三维可视化功能[2]。传统设计图纸的二维结构只能够以平面的方式展示平立面图纸，对于管理人员而言，只能根据图纸内容想象建筑模型的外观。而BIM技术突破了二维图纸的束缚，它能够自动将二维图纸转换成三维立体化建筑结构，帮助管理者更好的理解建筑信息，查看各立面外观设计及内部布局，降低现场工作人员的工作难度，从而提高工作效率。

2.协调性

BIM技术的协调性主要体现在它能够实现建设工程各个部门之间的信息共享和工作协调。其中涉及的部门人员包括前期工作人员、设计部门成员、现场施工人员、甲方工程部、设计部等部门，当前的建筑工程则需要集合这些部门成员力量，强化沟通交流促进工程进展推动。

BIM技术拥有的三维可视化功能可以向各方参与者展示设计图纸的建筑模型，即建筑实体外观形状，便于参与者了解各构件几何信息、参数化信息，最终实现建筑信息模型中的数据各方共享。无论是在施工前还是施工过程中各方都能够针对具体的问题进行沟通和商议、对专业矛盾问题进行协调管控，可以很大程度上减少施工方和利益主体方的摩擦、冲突。

3.模拟性

管理者可以借助BIM技术进行施工过程中的管道模拟，借助BIM模型自带的碰撞检查生成管道碰撞清单，并根据检查结果进行图纸的修改及施工的变更。同时，BIM的模拟性还体现在可以进行突发情况下的逃生路线模拟、大型商场人流分散模拟、在工程前期设计阶段的日照采光模拟等。举例而言,在建筑设计阶段，为了更好地模拟前后建筑的日照采光效果，设计方通常使用软件模型等工具进行日照模拟分析，分析在不同的高度、不同的方向，不同楼层间距下室内光照效果。这些模拟功能能够有效地帮助设计人员提高图纸设计的准确性及合理性以及现场施工的效率；帮助房地产开发企业节省建造成本。

4.优化性

BIM技术能够配合使用Project等软件协同关联，有效地模拟建筑工程全生命施工过程，从而借助模型实现5D模拟化施工，帮助工程施工管理者发现实际施工过程中会发生的偏差及潜在问题，并提前采取措施避免问题发生。这在一定程度上能够有效地节省建造成本，提高施工效率，进而缩短建筑工期。

二、BIM技术在建筑工程全生命周期中的应用研究

（一）BIM技术在建筑设计阶段中的应用

BIM技术可以通过数据创建建筑物模型，在设计阶段，建筑物的实貌就已可以被呈现，对于设计复杂的图纸，借助BIM三维可视化优势可以很好地向设计人员表达图纸信息，增进他们对图纸的了解，防止因建筑效果和预期不符而造成的疏漏偏差，提高工程精确度。同时，BIM还可辅助场地分析[4]，BIM显示的数据便于设计人员直观研究地形、高程等，改正错误数据，完善方案，保证可靠准确，防止因设计中存在的缺陷而影响施工阶段导致未来的返工。

（二）BIM技术在建筑施工阶段中的应用

1.施工三维场布

BIM技术可以运用三维建模的方式模拟还未开始施工的工程场地布置，这是比传统的二维场布更加适用于当今社会的地方，它更具严谨性、科学性。在二维场布中，平面与平面之间的关系没有得到很好的处理，容易使场布造成混乱，加大施工难度。而运用BIM技术可以直观表达场布的具体情况，甚至可以自主进行碰撞检查、标明问题发生的地点和相关构件，便于工程人员更好地布置场地。

2.管线综合优化

在二维图纸中，平面内管道之间的关系清晰可见[5]，但具体施工时一些经验不足的工人往往会因为管道的交叉而造成施工问题，立体空间内的管道关系不明确，异面管道往往变成交叉管道，引起施工不便，减缓建设速度，而经验丰富的工人又往往提高了劳动力成本。运用BIM技术，建模后的管道立体客观，相互之间的位置关系也清晰明了，大大提高了建设效率。

（三）BIM技术在建筑运营与维护阶段中的应用

建筑的运营与维护是工程生命全周期中的最后一个阶段，它是在工程施工后对建筑进行相关管理，更好地使用施工完后的建筑。BIM技术对建筑运营时期的管理，包括结构安全管理、能耗管理、灾害应急管理等在内，都是运用数据库内存储的数据整理、计算，达到便捷、自主、高效的目的。

1.设备管理

建筑内各设备功能不同，使用年限也迥异。为了实现设备的最大使用价值、获得最大利益，需要对设备进行统一管理。运用BIM技术可以直接将设备数据记录入库，利用监控系统对设备进行监控，当设备出现故障问题时，及时发出预警方便运行人员查阅检修。如安装在建筑内的空调，在它的使用年限到达最大时，BIM会对相关人员发出预警，检查是否继续使用或马上更换，减少了空调故障时损失的人力物力，节省了时间。

2.能耗管理

目前社会倡导绿色建筑，提倡低耗能、节能环保，减少环境污染。BIM技术通过采集到的能耗数据进行整理分析，可以减少或消除异常的能源消耗。在水、电方面，BIM通过日常记录的数据，可以计算出建筑适宜温度、湿度，在符合人们需要的基础上尽量减小能耗，调节资源使用，优化管理，更加智能化、人性化。

结论：BIM技术遵循当今社会发展规律，向大数据时代靠拢，减少了不必要的人力资源损失及时间与材料的浪费，是未来建筑行业必不可少的通用技术。许多国家和地区如美国、日本也已开始大力扶植BIM技术在建筑业的实际应用，广阔的发展前景使BIM技术成为建筑业时下的热点研究方向，推动了建筑业的信息化、网络化。通过本研究，能够有效地帮助建筑施工人员加强对BIM技术优势的认识，在一定程度上推动BIM技术的发展和推广。