BIM技术在建筑智能化建造中的应用

2021-04-01中铁二局集团建筑有限公司孙旭军

中国建设信息化 2021年4期

文｜中铁二局集团建筑有限公司孙旭军

随着BIM 技术的快速发展，BIM 技术已经逐步迈入各行各业中并发挥了重要的作用。BIM 技术的可视化、碰撞检查、精细化管理、施工模拟等运用为建筑生命全周期提供了一种有别于传统的高效模式。本文通过分析BIM 技术在建筑生命全周期中的应用措施，整体介绍了从设计阶段到管理阶段对BIM 技术的应用成果，具体分析了BIM 在建筑管理和运维中发挥的作用，总结了BIM 技术在建筑智能化建造施工的经验和存在的问题。希望能为相关建筑智能化设计与施工人员提供借鉴。

1 BIM 技术在建筑设计中的应用

如想确保建筑工程的智能化，其首要任务则是将BIM 技术运用于建筑设计中。在BIM 平台搭建完毕后，需要由专业人员提前抵达建筑场地，对现场数据进行勘察收集，待整理完毕后录入已搭建平台的数据库内，便可安排后续BIM 建模工作。

基于BIM 技术的三维建模软件对模型进行创建，通过人工的方式绘制建筑所需基础构件，如柱、梁、板等，同时按照勘测数据输入相关构件参数，软件即可自动建成整栋楼层的建筑模型，并按照内置清单和定额计算规则，计算其工程量。或者可通过将工程图纸导入三维建模软件，智能识别图中建筑基础构件，定义构件参数后即可计算机仿真，计算工程量。同时，在规划设计环节中也能运用到BIM 中，例如住宅区根据周边环境得出BIM 模型的模拟数据，规划整体布置方案并创建出更合适场地地形的全面建筑模型。

对于传统二维图纸而言，通过数据标注+文字注释的形式，很难清晰明确的将施工中的复杂节点、关键部位等表示清楚，而通过BIM 模型的可视化特点，则可用三维的形式使设计方更加准确地把控到建筑结构的细节之处，易于后续的调整优化。与传统建筑模型相比，设计人员能使用BIM 模型渲染建筑项目设计效果，将其设计方案更好地展示给工程业主。借助BIM 模型的可视化特点可以将建筑项目的整体布局和结构细节直观地展示出来，工程业主、施工单位及设计单位能准确、快速、全面地获取建筑设计的相关信息，利于各单位更好地进行研讨。

2 BIM 技术在质量管理中的应用

如今一个建筑的建筑周期在逐渐缩短，尤其是经历了新冠疫情后，对快速建设高质量建筑物的需求也显现出来。此时BIM技术的在保证速度的情况下还能确保高质量的作用也突出其重要性。BIM 主要是通过对5 大因素（人为因素、材料因素、机械因素、方法因素、环境因素）的把控来保证工程质量。

BIM 技术能够基于建筑项目施工图纸完成对建筑场地的快速仿真，实现3D 可视化技术交底。项目相关人员能基于此完成对施工现场的全方位分析，预知可能发生的质量管理问题，对项目存在的风险提前进行研究，做好相关应对措施，保证施工质量达到既定工程要求。

施工材料的控制是项目质量管控的重要环节之一。对于一个项目而言，施工所需材料十分繁杂及庞大，错误、不合理地使用都会引起严重的后果。采用BIM 技术一方面可以对物料信息，包括具体材料参数、合格信息、来源等进行详细记录，为后续工程检查提供重要依据，另一方面可以对不同种类材料进行有效划分，为工人提供施工方法，保证材料的正确合理使用。

利用BIM 技术对施工质量进行管控，通过对现场施工情况进行勘察，收集整理施工质量信息，将其导入BIM 信息平台，平台会自动基于前期设置的质量计划方案进行比对验证，发现问题会第一时间反馈给项目各单位，及时做出应对防止意外发生。

同时，针对机械因素可以运用BIM 三维碰撞监测技术。通过三维仿真建筑模型对工程中机电安装、建筑构件等进行碰撞检测，发现二维图纸中较难观测出的技术问题，并予以优化调整，提高施工质量。

运用三维碰撞监测技术还能够有效的改良项目、管道线路布控的方案，更好的提高项目规划的智能化。

外界环境对施工的管理随时会起到不确定性的影响，通过将项目周边因素，如交通、地理、环境等录入BIM 模型，可反应出建筑项目的真实情况，模拟可能存在的变化，预知项目风险，为工程的顺利高效实施奠定坚实的基础。

3 BIM 技术在资源调配中的应用

当下在很多行业之中，节能环保已经成了一个非常重要的命题。BIM 技术对于建筑行业整体的环保发展都具有非常重要的作用。因为它可以模拟在整个建设过程之中的各方情况，能够让建筑节能设计有一个综合的解决方案，对于自然资源进行合理配置，带动了施工工程的整体经济效益的提升。

资金使用计划、人工消耗计划、材料消耗计划和机械消耗计划可以依托BIM 模型得到合理的安排。在BIM 模型的基础上编制进度计划，赋予时间信息得到4D 模型，基于该模型进行施工进度仿真模拟，模拟过程中各施工工序与甘特图滚动同步进行，项目人员可以从中得知任意时间段各项工作量的完成度，分析项目施工计划，合理安排各项工作。而在此基础上再次引入造价成本还可得到5D 模型，制定资金使用计划。

在传统的建筑建设过程之中，尤其是具体的施工过程之中，各个部门如果没有进行妥善的管理，往往会出现分歧，不能达到良好的分工协作功效。而BIM 技术有云数据库，每个部门都需要将自己工作的相关数据上传至数据库，而所有部门的数据资源都是共享的，这也就大大降低了每个部门之间协作的难度。而且资源实施共享能够使得资源得到合理配置，尽可能降低资源的浪费，提升企业的经济效益。

4 BIM 技术在安全与环境管理中的应用

通过将物联网、GIS 等技术的引用，将BIM 模型结合VR 设备，建立了多角度的建筑物漫游模式。对重大安全危险源进行辨别，以特定的形式进行标记，将一般危险源与重大危险源区分出来，在项目开展过程中予以重视。

以往工人们对安全交底的接受不高，很大程度归因于安全负责人员仅仅只能通过图纸来进行描述，无法准确地传达意图，起到的效果不强。而BIM 技术为安全技术交底带来了更多、更直观、更好理解的方式，以动态漫游、三维模拟、虚拟施工等代替传统的图文描述，让工人们提前熟知操作要点，了解现场情况，保证安全交底的顺利实施。

施工环境保护在目前环境问题日益凸显的大背景下已经越来越重要，施工环境管理不仅包括场地内部的管理，还包括对外部环境的影响。将BIM 平台与智能APP结合起来，实现施工环境的动态管理，通过现场拍照或者视频监控，对各种因素进行实时观测记录，出现问题及时反馈解决。