BIM模型在工程建设全过程中的重要性分析

2021-11-30汪俊桥罗宇航刘仁福

城市建筑空间 2021年10期

汪俊桥，王建，李剑，罗宇航，刘仁福

（1.云南中投置业开发有限公司，云南蒙自 661100；2.四川省名扬建设工程管理有限公司，四川成都 610017；3.中国建筑一局（集团）有限公司西南分公司，四川成都 610023）

1 背景状况

2020年4月8日印发的《住房和城乡建设部工程质量安全监管司2020年工作要点》中提到要推广施工图数字化审查，试点推进BIM审图模式，提高信息化监管能力和审查效率；推动BIM技术在工程建设全过程的集成应用。该通知既提出了当下存在的问题，又指明了建筑产业未来的发展方向。

随着信息化技术的发展，智慧城市理念也深入人心，雄安新区、杭州、厦门等已逐步建立各自的智慧城市系统，将市政、公共建筑、商业住宅等相关建（构）筑物相应的信息关联至系统中，实现动态监控、智慧运维。

2 行业现状

部分设计院是基于开发企业需求被动使用BIM技术，进行BIM模型设计，以满足开发企业方案比选的要求；在设计院内部利用BIM技术进行二维图纸成果确认，采用CAD+SU的设计模式，以较短的设计周期出图，设计过程仍以二维空间为主，对空间的设计往往取决于经验，造成设计创新性不足，或过于复杂导致问题层出不穷；同时，由于设计师自身专业限制，往往单专业时设计没有问题，但多专业整合时就会产生较多问题，这也是导致设计出现问题的关键所在。

施工单位在得到设计图纸后会对图纸进行图审，这一步骤的深度往往取决于施工方的专业水平及经验，但施工方的能力参差不齐，很难具备足够的检查问题的能力，通常请专业人员对图纸进行审查，但效果甚微，许多图纸问题往往在施工阶段才发现，此时再找设计单位进行沟通修改为时已晚，不仅耽误现场进度，也会造成误工返工等经济损失。另外，设计图纸往往以二维图纸交付给施工单位，图纸的表达能力及表现形式往往因设计单位的不同而有很大差异，二维图纸的内容很难清楚表达设计意图和真实效果，这时又会产生施工单位不明白或错误理解设计意图而造成的损失。从施工单位自身层面看，现场管理较粗放，对材料等成本占比较大的方面一般通过预算、估算等方式进行管控，过度依靠现场管理人员的经验及预算员的算量水平进行现场叫料工作，常因人为因素造成的误差导致现场材料极大浪费。同时，建筑工程领域的劳务人员水平参差不齐，现场施工多依靠经验进行施工，管理人员对其进行的交底也是通过二维图纸和文字图片等方式，很难使工人明确交底内容所述的细节，还是依赖工人本身的经验和水平决定建筑物质量。

竣工交付后，开发企业得到的资料冗杂，内容包含建筑物的一切资料，大到分部工程的验收合格证明，小到一个检验批的验收文件，会造成后期物业团队很难对建筑物内的设施情况进行切实有效的全方位把控。

3 BIM模型在各阶段的应用

3.1 设计阶段

在设计过程中，设计师可进行协同设计，各专业利用BIM软件平台建立本专业模型，直观而即时对本专业在建筑物内的空间关系有全面的掌握，不同专业可根据模型之间产生的碰撞问题进行协商沟通，在设计阶段解决以往设计阶段无法表露的空间问题，不仅可解决因设计师自身综合能力不足导致的设计冲突，而且能利用BIM模型一处更新处处更新的特点，提高设计效率，保证出图效果，减少后期修改图纸所造成的重复性工作。BIM模型能给设计师提供直观设计效果的同时，也能合理利用其参数化信息，对相应的构件进行参数化设置，可结合建筑物周围环境、道路交通、配套设施、绿化要求、日照分析、季节变化等内容进行模拟分析，为方案比选提供切实有效的数据支撑。为解决施工单位对于二维图纸的理解偏差，设计单位可利用BIM模型，保障施工单位能准确理解图纸内容，如某建筑物的外墙材质确认交底如图1所示。

图1 基于BIM模型的外墙材质交底

3.2 施工阶段

由于施工行业劳务人员普遍知识水平不高，常以经验识图并施工，现场质量管理难度大，通过BIM模型三维可视化特点，项目管理人员可将图纸说明要求、方案交底内容、施工复杂节点、施工具体步骤、现场完成效果等内容进行可视化交底，让工人清楚了解施工内容、步骤及成果，不再依赖工人本身的经验及水平决定最终成品质量。传统施工现场需按要求制作现场质量样板，以指导劳务人员进行现场施工，不仅耗时、耗力、耗成本，后期还需特定拆除，一定程度上造成材料浪费和进度耽搁，在目前提倡节能环保可持续发展施工的大环境下，质量样板并不符合当下的理念，通过对BIM模型的修改制作，将相应的实体样板以等比例建立模型，并通过渲染软件制作虚拟样板展示区的全景图，同样能直观指导工人进行施工，相较实体样板，真正实现节约成本且绿色环保。同时，BIM模型可实时提取相应的构件参数，如体积、长度等，可辅助现场进行材料的叫料管控，确保现场材料进场有准确的数据支撑，可实现现场材料精细化管控，提高管理水平，减少项目材料浪费造成的成本损耗。一般施工场地有限，布局不合理可导致工期延迟、材料场地无法堆放等问题，BIM模型可依照现场进度对材料堆放进行及时布置处理，保证施工机械安全范围和最大效率，解决施工现场材料码放杂乱、堆放位置不合理等问题。

3.3 运维阶段

对施工阶段BIM模型进行相关信息挂接，可将设备、消防、监控、门禁等电子设备及机房进行集中统一的信息汇总，交付给后期运维团队一本建筑使用说明书，让后期运维团队能通过BIM模型的使用实现对建筑物的全面掌控。目前在地铁建设中已开展相应的BIM运维系统，以BIM模型为基础，对地铁设施的所有相关信息进行整理挂接，并关联至智慧城市平台上，打造智慧城市。