BIM技术在土木工程施工领域的应用进展 张纪款

发表时间:2020/11/6   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:张纪款
[导读] 摘要:从20世纪后期人类进入信息时代开始,许多行业都通过电子信息工具实现了跨越式发展。
        身份证号:37282419790321XXXX  山东临沂  276000
        摘要:从20世纪后期人类进入信息时代开始,许多行业都通过电子信息工具实现了跨越式发展。土木工程作为传统的实体行业,信息化程度至今仍然较低,特别是在我国等发展中国家,相关专业人才的缺乏,导致绝大多数工程项目仍然使用着数十年前的陈旧技术进行施工。随着BIM技术的出现,土木工程领域也终于迎来信息化革命的浪潮,我国在BIM领域起步较晚,目前正处于快速发展时期。本文对BIM技术在土木工程施工领域中的应用情况及其进展进行简要分析。
        关键词:BIM技术;土木工程;施工应用
        1  BIM技术的特点
        (1)可视化。BIM技术可视化主要是针对建筑工程施工建设过程中将传统二维设计转化成为三维设计,在土木工程施工环节的工程设计方案可以通过BIM技术进行合理转化和运用,从而使设计效果更加直观的呈现出来,确保土木工程设计方案和施工建设等在可视化状态下开展。(2)模拟性。BIM技术具有很好的模拟性。在土木工程施工过程中,可以针对设计模型进行模拟,将风险控制在合理范围内。在土木工程设计环节可以有效地降低管道碰撞次数,从而达到查标高和查错碰的目的。例如:在建筑工程招投标环节和施工环节,利用4D模拟技术将设计方案进行模拟,从而有效控制了工程施工进度、施工成本、施工质量等方面,确保工程施工方案更加科学合理。(3)协调性。将BIM技术运用到土木工程中,可以有效地协调各个部门和各个环节。通过BIM技术,可以全面共享建筑信息,设计人员和施工人员通过该模型可以完成协同设计和管线综合,有效地减少了传统设计和施工方式下的沟通不到位带来的各种问题。
        2  BIM技术在我国的应用和推广
        我国的BIM技术与西方发达国家相比起步较晚,至今仍处于相对落后的状态。住建部在2011年开始提出推广BIM(建筑信息模型)技术,从2016年底开始陆续发布相关的技术规范标准,BIM技术得到广泛的关注,而且在土木工程的施工环节中应用的频率越来越高,学者在大量的研究中将BIM技术应用在不同的行业中,比方说公路的设计、造价的管理、施工安装以及质量检测等各个方面,此外,BIM技术在地下工程中的创新性应用发挥着十分重要的价值。有的学者系统地总结了BIM技术的特点,指出BIM技术具有可视化特点、执行性特点和协调性等特点,此外还深入研究了施工环节中BIM技术的应用步骤,还有的研究剖析了BIM技术应用在土工程施工环节中的不足。随着BIM技术的逐步推行,我国的建筑施工效率和安全性都有了一定程度的提高。但截至目前为止,具备BIM技术资质的施工企业仍然很少。
        3  BIM技术的应用进展
        3.1建立三维建筑模型
        技术人员可以将施工设计方案中的所有信息输入BIM数据库当中,得到三维建筑模型。通过模型可以完整形象地展现建筑物的全貌,并在此基础上进行进一步的修改和完善。三维建筑模型中的每一个部件的尺寸、材料、性能都可以进行针对性修改,无需像传统建筑图纸一样“牵一发而动全身”。在现场施工时,施工人员也可以直接参照三维建筑模型进行操作,提高沟通效率和协作能力。
        3.2进行模拟施工测试
        只要具备足够完善的数据库,我们就可以对整个施工建筑过程进行模拟测试,合理安排施工计划和施工步骤。每一个施工步骤中都有可能存在安全隐患,只要我们事先通过全面的模拟测试找到并排除隐患点,就可以用模拟试错代替现场试错,既可以保障施工安全,也可以节省建筑成本、提高施工效率。对于施工过程中可能出现的各类特殊状况,例如低温、雨雪、地震等,也可以进行分别测试,尽量减少自然灾害造成的安全事故和经济损失,并做好相关预防措施。


        3.3分析施工成本
        在传统的土木工程施工领域中,成本控制一直是我们面临的重要难题。由于传统施工项目中存在大量的不确定、不可控因素,现场施工人员往往需要不断地改变建筑部件和操作方法,造成施工成本节节攀升。而通过BIM技术,我们可以通过详尽的模拟测试找到最合理的施工方案,减少施工过程中的不确定因素,从而更加精准地计算出施工过程中所需的材料成本和人工成本。同时,BIM技术下的成本计算也更加快捷、更加智能,同时还可以结合施工成本选择更加优化的施工方案,实现真正有效的成本控制。
        3.4加强现场管理和沟通
        与传统建筑图纸相比,BIM模型更为形象、直观,可以直接为现场施工人员提供操作参考,并提高施工人员对工程项目的理解程度,增强管理人员和现场施工人员的沟通效率。现场人员在施工过程中如果发现施工方案存在缺陷、或存在理解障碍,也可以直接对管理人员进行反馈,避免了多层级汇报产生的信息误差。
        3.5优化造价管理
        在理论层次上,有学者对造价预算中BIM技术的使用展开了研究,指出BIM技术在土木工程项目预算中应用的难点,并以此为基础制定了造价估算的基本操作理念,不仅如此还制定了5DBIM技术成本估算流程图。关于工程的造价方法,有学者将BIM技术当作基础,深入地分析了核算工程成本的主要理论,同时阐述了实现的方法,强调了BIM技术在计算造价成本中的应用价值,同时阐述了基于BIM技术核算造价的3种方法:第一种,借助API接口将BIM软件和成本预算的软件连接在一起。第二种方法,使用开放的数据库与ODBC连接在一起,能够直接访问BIM模型对应的数据库。
        4  BIM技术在土木工程中的发展趋向
        从总体上来看,虽然这些年BIM技术经过不断的发展已经越来越完善,已经具备了较为成熟的技术框架,但是一些功能在具体的使用期间还存在着一些不足,适用性不强,需要加强以下几个方面的研究:第一,构建并完善BIM技术的标准。现阶段,有关的部门正在编写和我国建筑行业具体情况相匹配的BIM标准,期望能够进一步规范BIM技术在土木工程施工中使用的规范性,解决施工环节中存在的各类技术的细节方面的问题,比方说BIM模型的表现方法以及精细程度。不仅如此,在制定出精细化的BIM标准以后,可以强化BIM技术在土木工程施工当中应用的实效性,同时还可以令施工单位明确BIM的工作内容与责任。第二,施工环节中BIM技术和其他技术的相互融合。BIM技术与其他的技术结合在一起,可以产生新的技术,在以后的土木工程施工期间,可以将BIM技术和计算机等技术有机融合在一起,研发出功能更加强大的新型技术。第三,建立健全推广和培训体系。为有效推广BIM技术,需要注重BIM技术人才的培养,为BIM技术的良好发展奠定基础。第四,实现BIM软件的优化和升级,简单地说,BIM就是软件的一种,伴随BIM技术在各个行业中的应用,行业的发展会对BIM技术提出更高的要求,在多元功能需求的状态下需要注重软件的优化,推动BIM技术的可持续发展。
        结束语
        我国的BIM技术发展起步较晚,至今仍处于落后状态。但随着信息化革命的不断推进,未来的土木工程施工必将全面普及BIM技术。土木工程施工过程中的各个阶段和领域都可以利用BIM技术进行充分改善。首先我们可以通过详尽的数据库建立三维建筑模型;在此基础上可以进行反复地模拟施工测试,已确定合理的施工方案;施工方案确定后,还可以精准分析施工成本。BIM技术不但有助于实现整个施工过程的高效化、规范化,还可以降低管理成本和沟通成本,减少信息误差。
        参考文献
        [1]梁德瑞.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].城市建设理论研究(电子版),2018(5):113.
        [2]李阳.BIM应用技术在土木工程施工领域的进展浅析[J].北京印刷学院学报,2019,27(5):107-110.
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