BIM技术在大型公共建筑中的应用研究

陈 锋

（福建省高夷建设工程有限公司，福建 福州 350007）

经济、科学技术水平的提升，使建筑行业得到了飞速的发展，现代化的科学技术应用也更加广泛。现阶段，建筑规模的扩大使得建筑工程难度也越来越高，特别对于大型公共建筑来说，由于其本身技术的复杂性，在实际建设中存在较多的难题。这就要求施工单位积极借助BIM 技术，将数据转化为更直观的图像信息，对整体建筑情况有更全面、充分的了解，进而提高施工质量管理水平。通过工艺流程的优化，为提高整体建筑行业的施工质量奠定基础。

1 BIM 技术优势

当前，BIM 技术优势愈加突出，因而已广泛应用在各领域中。BIM 技术优势主要体现在以下几个方面。

（1）BIM 技术拥有强大的模拟功能。能够将建筑施工图纸以更加立体化、三维式的方式展现出来。例如，在建筑工程的设计过程中，当无法全方位地展示不同施工结构的细节时，可通过采用BIM 技术的方式有效弥补上述不足，充分展示设计者的设计想法和思路，有效帮助施工人员更好理解图纸。除此之外，BIM相关建模软件能为不同的设计方案提供对比，实现图纸的优化与完善。因此，BIM 技术能够在建筑工程设计等方面发挥积极的作用，提高施工质量和水平。

（2）BIM 技术拥有较高的可视性。以往的建筑施工项目中，建筑施工单位在进行施工模型设计和建立过程中都选择二维图纸，尽管二维的图纸能够通过图形的不同组合，为施工带来一定的便利，但依然存在一定的弊端，即部分线条在平面的描绘中无法借助空间想象构建出完整的、立体的影像。此时，若施工人员或者设计者本身空间想象能力不强，就会造成立体效果不佳。而采用BIM 技术则能够最大程度地展现图纸的三维立体效果。

（3）信息完备性。由于建筑工程的数据较多，计算量较大。工程量技术在实际应用中具有重要的影响，所以，有效地应用BIM 技术能够确保数据的精确性和准确性，提高工程量的计算精准程度，降低施工风险[1]。

2 BIM 技术在大型公共建筑设计中的应用实例分析

以BIM 技术为核心，选择Revit2011为基础软件平台进行建筑模型的设计与创建，其中，建筑专业方面主要使用了Revit Architecture 进行建筑方案与图纸的设计，整体结构上则采用Revit Structure软件进行处理，整个工程实例具体如下。

2.1 工程概况

以某大型建筑工程二期项目为例。该建筑为5 层结构，建筑总体高度为28.23m，地上建筑面积约10230.46m2，整体屋面为钢结构网架结构，其中，横向跨度为102m，地上建筑为框架结构，地下建筑为框架-剪力墙结构。基础混凝土的强度等级为C40，该项目设计使用年限50年。整体建筑防震设计类别为乙类、防震烈度7 度。除此之外，地基基础持力层为强风化角闪岩层。建筑外墙为外墙板，外墙保温材料为阻燃型聚苯板，屋面为钢化胶玻璃，同时设有电动遮光板。建筑内部设有相应的电梯、消防等设施。

2.2 方案设计

在建筑项目方案设计阶段，其重点主要有平面设计与建筑方案设计，通过借助软件平台的方式，进行三维场地的模型设计，借助材质不同的材料，实现建筑不同区域的建设，保证建筑平面设计完整、有效。在建筑方案设计阶段，主要借助概念体量工具，在三维视图的状态下对建筑的整体形态、设计思路进行反复模拟，与模型相结合，对建筑面积、占地面积相关数据进行充分考量后体现重点数据，在进行建筑裙楼设计时，采用玻璃幕墙等更具现代特色的建筑材料，在进行塔裙的设计时，由于是塔楼的延伸部分，因此可以借助BIM 技术中的可视化功能将三角圆弧当作平面。同时利用BIM 技术将已形成的简单设计图纸进行进一步的精细化处理和加工，使得模型更能展现出信息化的特点，其内容主要包括：以通过对模型所需信息进行收集和整理，获得墙面、楼板与梁柱的信息数据。借助软件中设计相同层数叠加数量功能，完成模型层数的设定。柱网则能够借助系统完成，而墙面的绘制则仅通过设置对话框参数数据即可。在进行幕墙绘制时，可以先利用软件工具箱选择画辅助参考线的方式，构建幕墙的整体平面、垂直角度以及标高信息。当完成相应设计后，BIM 模型的主体内容相继完成，通过对其门窗、楼梯等参数元素进行优化与完善，保障设计方案模型基本信息构建完成[2]。

2.3 图纸设计

在图纸设计环节，其设计的重点在于对相关要素信息进行细致的设计，通过与已完成的三维建筑信息模型相结合，在此基础上实现图纸的优化和完善。本次建筑工程结构的设计采用的是Revit Structure 软件，从而建立相关的分析模型和信息模型。软件设计的重点在于对机电与水电项目进行合理设计。将不同参数数据分别对应到BIM 模型中，实现各数据之间的统一性。建设项目中包含专业和项目组并不相同，在实际的应用过程中能够在BIM 技术的辅助下实现协同工作，并得到良好的优化和完善。施工图纸的优化过程中需要对其他专业进行结构性检查，在较为关键位置上提交相应的排列图。与设计图纸相结合，确保三维模型更加精准、高效。借助思维动画模拟的方式进行施工，当管线较多且较为复杂时，需要采取具有针对性的措施对管线施工安装进行科学布置。

2.4 视图设计

在视图设计方面首先需要借助BIM 技术生成建筑的三维透视效果图和轴测图。在此过程中，借助相应的构造工具，采用更加直接的方式进行模型编辑，使其在此过程中能够生成具有新元素的透视图。其次是生成建筑平面图。平面图窗口能够实现编辑工作的基本构建区域，同时以二维模式图清晰地展示建筑项目的整体平面画面，该环节主要是利用三维模型通过构建顶视图虚拟建筑的方式以二维视图表现出来。剪切平面方位的设计能够展现项目平面图（如图1所示）。但需要注意的是，平面图主要是利用三维模型中的实例与二维视图方式进行清晰地展现。最后是建筑剖面和立面图的生成。无论是剖面还是立面，任意元素都是借助三维模型生成的，因此，在进行该模型的构建过程中，不得出现新的模型元素，但可以进行新元素的查看、编辑和修改。该环节与平面图的生成具有一定的相似性，上述两种模型的生成都是采用设计剪切面的方式获得的。设计人员在操作过程中，只要觉得有必要，就可以设立相应的切割面，再以二维图纸的形式对已生成的图纸进行编辑或修改。

图1 项目平面布置

2.5 信息管理框架

在本项目施工过程中，充分考量建筑整体钢架结构问题，通过利用BIM 技术的优势与特性建立相应的信息管理框架，确保施工进度，进而提高整体的施工效率。为保证该建筑的整体结构得到精细化的管理。在实际的施工中，在进行科学建立信息管理框架的基础上，还需要重视以下几个方面的内容：（1）在进行信息管理框架的建设时需要保证项目施工建设方能够积极地参与管理框架的设计中，依据项目的施工部分进行建筑钢结构的整体设计和优化，做好钢结构缩合剂预制件生产的信息管理框架设置工作。（2）对建筑实际施工过程中产生的数据进行及时的分享，充分利用BIM 技术最大程度降低信息数据产生偏差的可能性，提高数据的精确性。在实际的建设过程中，应严格遵循钢结构的施工建设周期，对相关的数据信息采取集中化、统一化管理的方式，确保项目涉及的所有单位能够有效地参与其中，为整个建筑的优化和升级提供科学、合理的建议，保证建筑施工质量满足施工要求。（3）在进行钢结构信息管理框架建设时，需要借助BIM 技术全方位、及时性地收集施工中产生的数据信息，有利于施工方对施工情况、施工进度进行全方位、科学化的把控，及时发现存在的问题并采取有效措施妥善进行解决，确保建筑施工的安全性[3]。

2.6 成本管理

BIM 技术在建筑施工过程中对控制建筑成本具有积极的意义。可以通过对建筑结构的不同施工情况采取具有针对性的合理施工方式实现成本的科学、合理控制，避免出现施工成本的浪费。借助BIM 技术的相关技术软件，保证建筑材料的各项使用量能够得到充分、有效地统计和利用，加强施工模型建设的同时，根据具体建筑工程模型量实现建筑工程成本的精确性计算，有利于提高成本的控制水平，使得建筑工程量能够与资金使用大致保持一致。避免在实际施工中因各种因素的影响而造成建筑成本超支，为企业带来经济损失。除此之外，BIM 软件技术能够科学地核对资金的具体使用情况，确保资金的透明性、公开性，为工程负责人提供详细的资金流通情况，极大地提升了建筑施工成本的有效控制，保证建筑施工质量和水平。

2.7 推广价值分析

该项目中应用BIM 技术的主要价值在于：（1）通过多专业性的协同工作平台，在过程的整体动态化控制中过程中有效提升建筑工程质量。（2）及时发现施工问题，采取更具针对性的解决措施解决施工难点，避免返工问题，在保证施工质量的同时尽量缩短工期，提高企业经济效益。（3）借助BIM 技术实现项目的管理，确保工程设计与施工方案顺利实施，实现项目交底的可视化。（4）通过制定各环节的详细资料信息，防止建筑施工材料的浪费，节约资源，提高项目的精细化管理质量。（5）实现项目管理模式的创新，与企业现代化发展相适应，有助于企业提高自身的市场竞争能力。（6）将BIM 技术作为平台，确保项目管理向着信息化、精细化管理转型，进一步提高企业集约化水平。促进项目管理创新，优化管理模式，确保决策科学、合理。建筑施工中有效应用BIM 技术，能够确保施工场地布置更加合理、实现施工进度的动态化模拟，不断提高施工设计质量的同时，使得施工质量能够得到全方面、全过程的控制，降低施工成本，节约资源，提高经济效益[4]。

3 结语

总而言之，对于大型建筑施工来说，BIM技术的有效应用能够最大程度提高施工质量水平和施工效率。通过对BIM 技术进行科学应用和分析，确保建筑质量水平的提升，借助其优势特点，不断优化建筑施工流程和施工管理质量，为建筑行业的健康、稳定发展奠定了良好的基础。