摘要:BIM技术是一项强大的技术,同时BIM也是一种管理思想。近几年随着政府对BIM技术的大力推广和扶持,并陆续出台了多项相关政策,大力推广BIM技术在建设行业中的应用,为BIM的发展创造了良好的发展环境。本文主要简述了现如今国内BIM应用的主要应用形式,对现阶段BIM应用方式的不足进行了分析,就现如今BIM应用的方向做出了讨论。
关键词:建筑施工;BIM技术;BIM发展;轻量化;简单化;标准化;综合性
一、引言
BIM (Building Information Modelling)概念由 Chuck Eastman 教授首次提出,具有直观性、可分析性、可共享性、可管理性。我国引入BIM较晚,自2003年BIM被引入中国,我国建筑行业对BIM应用进行了近20年的探索。同时也进行了一个由单项使用到综合使用的发展过程。
近几年随着政府对BIM技术的大力推广和扶持,并陆续设立了相应的研究机构,把BIM运用到更多的设计和施工过程中,为BIM的发展创造了良好的发展环境。如今BIM技术已经大量使用在我国设计和指导施工方向但其依然具有很多的不足,大部分企业还处在项目试点应用阶段,包括标杆性企业,如中建、中铁、上海建工等,还没有到普及性的项目管理基本工具,企业级应用还处于研究阶段。BIM技术,看上去是一个强大的技术,BIM技术发挥最大价值的两个方面却是大数据价值和协同价值,技术值反而是其辅助功能。作为企业和项目应用BIM,要把BIM 的三大价值,即强大的BIM 数据支撑、技术支撑和协同管理支撑都充分地用足,尤其是强大的数据支撑和协同管理支撑。
二、现阶段BIM应用情况
现阶段BIM应用大概分为“单项BIM应用”和“综合性BIM应用”。由项目建设方根据工程难度和成本预算进行选择。
2.1单项BIM应用的形式
在建设过程中运用BIM的某一项或两项便捷功能进行设计优化或辅助施工,在项目中运用比较广泛的“现场施工设施布置模拟”“管线碰撞”“项目可视化建模”等。其主要运用到软件包括“Revit”“Navisworks”“Projectwise Navigator”“广联达施工现场布置”等,均为3D设计和工程模型设计检视、碰撞检查以及施工安装模拟的应用软件。通过在建造之前做建筑模型,及时发现施工过程中的不当之处,降低施工成本,优化施工进度,其中“管线碰撞”是现阶段应用最广泛的单项BIM应用。施工前对地库机电管线或结构就比较复杂的区域进行碰撞分析,检查并优化碰撞部分避免后期返工。
其应用方向的单一性导致单项BIM应用所做建筑信息模型一般较为粗糙,模型的应用只针对专项使用方向,应用范围受局限。此应用过程对于某专项施工建设质量有正向作用而对于成本控制不利。是最简单的BIM应用形式,也是现阶段各企业使用比较多的应用方向。
2.2综合BIM应用的形式
BIM综合应用是一种新的建筑业管理思想,被叫做建筑物生命全周期管理(Building Lifecycle Management,BLM),以BIM为基础,创建、管理、共享信息的数字化方法,能够大大减少资产在建筑物整个生命周期(从构思到拆除)中的无效行为和各种风险,是建筑工程管理的最佳模式。
BIM综合应用贯穿于工程项目建设全过程,以工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。运用BIM技术可视化、协调性、模拟性、优化型、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性八大特点辅助设计及施工。
在设计阶段运用BIM的协调性与参数化性对于建筑协同设计,以模型为平台,多个设计专业同时工作,保持信息一致,一处修改处处更新,使不同设计专业设计工作时的信息交流效率得到极大提高。运用BIM的信息完备性和优化性等优点进行模拟施工,进而达到对设计图纸的优化,对于复杂结构和机电管线类设计具有巨大功用。
BIM模型的可视化和信息完备性可以到一定程度上的指导施工的作用:1.对于施工过程中的重难点进行可视化的交底,降低现场施工过程中的读图难度保证工程部位正确施工;2.借助信息完备性的特点进行施工过程的施工材料进场量的控制,减少人工估算误差带来的建设资金浪费。3.通过施工模型对现场临建、大型起重机械、电梯等进行虚拟搭设进行施工方案的确定和优化。
在施工过程管理中借助BIM模型平台构建BIM管理软件服务端,实现BIM模型轻量化应用。国内主要使用的BIM管理软件有“ARCHIBUS”“广联达BIM5D+智慧工地数据决策系统”“腾达BIM+智慧工地管理平台”等。以BIM模型为核心,将现场业务系统和硬件设备集成到一个统一平台,并将产生的数据汇总、建模形成数据中心,将各子应用系统的数据统一呈现,形成互联。项目关键指标“进度、预算、资源、施工组织”等关键信息可以通过直观的图表形式呈现,智能识别项目风险并预警,实现问题追根溯源,帮助项目实现数字化、系统化、智能化,为项目经理和管理团队打造一个智能化“战地指挥中心”,做到全面管理。例如:施工电梯升降机识别系统、远程视频监控系统、智能塔吊可视系统、物料验收系统、智能监控系统以及VR体验系统、环境监测系统、实名制劳务管理系统等。
2.3现阶段BIM应用的局限性
设计阶段:大部分BIM在设计阶段面临体量较大的问题,庞大体量的BIM 模型对服务器及应用系统无疑是一种负担。而且现设计阶段的BIM应用依然无法摆脱CAD出图的传统出图方式,建筑设计师与BIM建模师分别对应建筑设计与建筑信息模型构建的工作。设计师由CAD进行图纸绘制,建模师依据设计图纸进行分别进行“建筑模型”“结构模型”“机电模型”绘制最后整合为一个整体,这就是初版的建筑信息模型,设计师可以利用它进行图纸优化。整个BIM模型制作过程以及模型建成后复核工作量很大。人工浪费极大直接导致效率低下,所以如何直接在图纸设计阶段完成BIM建模显得十分重要。
施工阶段:施工阶段BIM应用推广到所有的现场管理人员,主要受局限因素是硬件原因,一方面BIM的交付主要是数据的交付,施工人员的电脑等设备很难支撑起大体量建筑数据模型的浏览和操作。在施工过程中施工周期长造成现实施工受不确定影响因素影响巨大。如何通过手持设备进行指定施工部位模型浏览显得尤为重要,此时就大大增加了施工人员手机等移动设备的性能要求。
三、BIM应用的发展方向
BIM应用的发展方向应该是向更加“轻量化”“简单化”“综合性”“标准型”方向发展。如果可以做到这四点,BIM未尝不可以作为一种指导施工的标准化工具。
轻量化首先要解决的问题便是硬件问题,在5G时代云服务器的搭建显得尤为重要,云服务器可以在BIM项目交付过程中进行交付,管理人员可以通过Web端进行BIM应用,解决施工项目过程中BIM模型无法普及到每个管理人员问题。
现在BIM工作软件种类众多,核心建模软件Revit、Bentley、ArchiCAD等,结构计算软件PKPM、ETABS、STAAD等,可视化软件3D max、Artlantis、Lightscape等,此外还有大量的模型碰撞软件、造价管理软件、运营软件和方案设计软件。BIM只有走向平台化才能更加方便的去使用这些软件,将软件集成于BIM服务平台运用BIM引擎实现不同软件之间的交互避免不同软件之间的不兼容导致的多次建模。
实现企业级BIM应用的标准化在BIM未来发展过程中也是必不可少的一步,现在国家已经出台多项法规和政策《建筑信息模型应用统一标准》《建筑信息模型施工应用标准》《建筑工程设计信息模型制图标准》《建筑信息模型设计交付标准》等,企业根据国家政策制定一套完善的绘图标准和交付标准在实现BIM标准化过程中也显得尤为关键。在实现了BIM应用的标准化后,BIM在指导施工过程中才可以运用其全过程管理的能力实现全过程资料的管理,各阶段施工资料上传到平台形成数据留存,实现施工过程的资料可追溯。未来的资料交付也可以通过BIM的交付进行实现。
四、结束语
现阶段BIM应用已经发展到一定的程度,“单项应用”多是面子工程,综合性应用达不到预期效果给众多施工企业带来差强人意的感觉。BIM应用的发展还需要在模型应用广度和标准上进行开拓。以达到未来BIM可以作为各环节的交付资料进行交付,打造一种全过程可追溯的BIM信息化管理模式。
参考文献:
[1]刘志海.BIM 技术在建筑工程施工管理中的应用解析[J].居舍,2019(11):58.
[2]吴秀华.做好BIM技术的优化及在建筑工程管理中的应用[J]. 科技创新与应用,2019(02):190-191.
[3]吴波.BIM 技术在建筑工程施工管理中的应用探索[J]. 中小企业管理与科技(中旬刊),2018(02):145-146.
[4]冯超.BIM 技术在建筑工程施工中的应用[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊),2016(11):45-46.
[5]张金辉,BIM 引擎及其应用研究[J].土木建筑工程信息技术,2020-05-27