BIM在建筑全生命周期中的经典应用

发表时间:2020/5/9   来源:《城镇建设》2020年第3卷2月第5期   作者:曹阳梓
[导读] 随着科学技术的发展,我国的BIM技术有了很大进展,
         摘要:随着科学技术的发展,我国的BIM技术有了很大进展,并在建筑工程全过程中得到了广泛的应用。BIM正在成为继CAD之后推动建设行业技术进步和管理创新的一项新技术,将是进一步提升企业核心竞争力的重要手段。但从行业宏观层面上讲,尚未形成完善的BIM标准体系,企业对BIM技术仍停留在一般认识上,尚未进行深入研究、尝试和应用。对于BIM技术的理解不深,造成项目实施环节出现各种各样的问题。本文介绍BIM概述及其特征,从业主角度描述实施建筑全生命周期的BIM应用价值及各个阶段的应用点。
         关键词:BIM全生命周期;业主;设计;施工;运维
         引言
         建筑工程的复杂程度不断提升,相应地使得建筑工程的总体管控标准日渐升高。在过去,我国建筑工程项目传统管理方式并没有将整个建筑项目予以有机统一,很难为建筑项目提供合理化地把控,管理水平还有待进一步地提升,但业界还缺少对其全面化地探索,在现实管理的过程中能调动的经验以及理论知识较少,然而BIM技术的产生与使用能有效地解决上述难点。众所周知,BIM就是建筑信息模型,是在三维技术的前提下开展的建筑数据采集及呈现的资料共享平台,确保了数据的精准性、完整性、协调性。
         一、BIM技术内涵
         BIM即“建筑信息模型”,20世纪70年代,此概念由美国乔治亚理工大学的查克·伊士曼博士提出:“建筑描述系统汇总了建筑全生命周期内的所有几何、物理特性,并且涵盖了建筑的施工、运营管理等信息”,后来其他学者逐步完善并明确了BIM的命名。目前关于BIM尚没有统一、准确的共识性定义。美国国家BIM标准(NBIMS)对BIM技术的有关描述相对较为全面,其表述为“BIM是建筑数字化表达,BIM是一个可共享的信息库,为建筑全生命周期各阶段提供技术支撑和管理依据;信息库在不同阶段可提取、修改、更新,实现协同作业”。
         二、BIM在建筑全生命周期中的经典应用
         2.1决策阶段的应用分析
         建筑工程的立项决策阶段是极为关键的,这一时期旨在研究工程的可行化程度,同时生成合理的投资预案。在应用BIM技术的基础上,可以获取较为精准和实用性高的研究成果。在进行立项决策期间,建筑物的地理方位、地理地貌、周边气候以及周边建筑的协调关系都对建筑工程有不同程度的影响,而传统运作情况下的场地解析方式还具有了诸多的缺陷,比如说,所掌控的信息量不多、处置有关信息较为困难等,现将BIM技术与建筑工程的周边信息进行有机地融合,通过三维建模、可视化性能呈现更为精准的工程项目信息,同时进行较为精准的成本测算,解析的结果更加趋于实用科学,由此获取更为合理的投资预案,减少传统模式下产生的诸多隐患。
         2.2扩初及施工图设计模型
         (1)扩充阶段:借助BIM可视化的优势,搭建建筑、结构、机电等专业扩初设计模型,检查建筑与结构的使用功能和各构件在平面、立面、剖面位置是否一致,以消除设计中出现的建筑、结构不统一的错误;通过初步建立机电专业主管线模型,配合协调并优化机房及管井设置,优化主管路敷设路线,为施工图设计提供设计模型和依据。模型精细度为不小于LOD200,为设计阶段BIM应用提供数据保障。
         (2)施工图设计阶段:在扩初设计模型的基础上,依据施工图设计图纸,进一步深化完成建筑、结构、钢构、机电、幕墙等专业BIM设计模型,模型精细度为LOD300。项目各专业的沟通、讨论、决策等协同工作在基于三维模型的可视化情境下进行,为碰撞检测、三维管线综合及后续深化设计等提供基础模型。


         2.3施工智能化管理
         BIM中心成员利用该模型进行工作结构分解,根据资源和工期限制,利用Project软件编制进度计划。将BIM模型和Project进度计划导入施工可视化分析平台Navisworks2016中,在“Timeline”工具窗口中显示当前施工计划的计划工期甘特图和模型效果图。通过唯一的标记编码与三维模型构件相关联,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中,可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程和虚拟形象进度。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理地制定施工计划、精确地掌握施工进度。根据施工现场的实际施工进度情况,修改各项施工任务的“实际开始”和“实际结束”日期,则施工任务状态列会用不同的颜色表示施工进度状态。任务实际开始时间早于计划开始日期的将以蓝色显示任务状态;实际结束日期晚于计划结束日期的任务将以红色表示;而处在计划日期内的将以绿色状态表示。如果实际进度与计划进度偏差超过预警阀值,则及时采取相应措施纠偏。
         2.4项目竣工及运维阶段BIM运用
         工程设计、施工阶段资料众多,各类变更、设备说明书等档案资料形成碎片化信息孤岛,查找阅读困难。工程竣工后,可在BIM模型平台内集中进行相关信息录入,实现工程档案资料的电子化集中管理,集成形成数据库,可为运维管理提供最直观详实的资料。相关维修保养记录也可以动态录入,实现建筑信息查询、记录、修改、输出和共享的一体化操作平台。此外,BIM技术与物联网技术进行融合,通过设备增设传感功能,可实现设备运行状态实时监控;通过移动终端对设备上二维码的扫描识别,读取数据库设备及运行参数、维保手册、上下游设备信息,做到运行状态巡检比对、信息共享,及时处置紧急情况,实现应用范围和功能的扩展,挖掘其应用潜力。
         2.5信息化管理
         在建设工程全生命周期中,项目信息资料的管理是非常重要的,信息资料是贯穿整个工程项目的全生命周期的。在过去的工程管理方式中,因为各个阶段的信息间缺少必要的联系,人员的流动也极易缺失诸多的信息,在建筑工程生命周期管理中传统的粗放式管理方式已无法适应现在的工程发展了。应用BIM技术,可以迅速地对建筑工程全生命周期的信息予以管控和实时更新,确保信息的准备性、完整性及实时性,最终实现较为完整的信息化管理系统,从而能为项目的管理增值。
         2.6项目组织协调
         施工项目协调主要包括施工单位内部组织和关系协调,以及与业主、设计单位、监理等外部单位的项目协调。该项目在实施运行过程中,以BIM模型为中心,使各参建方在统一的平台下协同管理,围绕BIM模型进行分析,将模型作为进度、结算、变更的依据,减少语言交流障碍,及时快速的解决问题,有效控制工期,减少信息不对称的损失,保障各方顺利推进项目。
         结语
         综上所述,BIM技术模型是良好的建设、运维管理工具,可以提高工作效率,降低建设运维成本,提升工程科技管理水平,具有较好的应用价值。BIM技术应用在大型复杂项目设计、施工上能起到较好的效果,由于BIM建模须达到一定深度才能有效发挥作用,实施成本相对较高,在小型简单项目应用时相对传统管理手段并无明显优势。随着BIM技术的成熟和应用成本的下降,以后可能会有更多工程项目创建BIM模型并将其延伸到运维管理阶段发挥作用。业主方在组织实施工程建设过程中,应进一步协调发挥BIM技术在优化设计、指导施工、便利运维上的综合优势,提高投资效能。
         参考文献
         [1]乔兵兵.简析BIM技术在建筑工程设计施工管理中的应用[J].建材与装饰,2018(3):97-98.
         [2]李永哲.宁善娜.简析BIM技术在建筑工程管理中的应用浅述[J].装饰装修天地,2019(7):152.
         [3]郝建伟.简析BIM在现代建筑工程项目管理中的应用[J].纳税,2018(20):165-166.
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