王鼎钧
中铁十二局集团建筑安装工程有限公司 山西太原 030024
摘要：BIM技术是利用数字化技术在计算机中建立虚拟的建筑工程信息模型，并为该模型提供全面的、动态的建筑工程信息库。BIM技术在工程项目管理的各阶段均可运用，结合中国铁建·逸品华府项目，在BIM技术的深化设计、辅助、算量、方案优化、碰撞检测、多专业协调、现场布置优化、进度优化比选、现场质量管理等方面就行分析研究，最后对BIM技术应用中存在的问题及改进措施进行了简单分析。
关键词：BIM技术;应用:设计;优化
建筑信息模型BIM是building information model的简称，是利用数字化技术在计算机中建立虚拟的建筑工程信息模型，并为该模型提供全面的、动态的建筑工程信息库。它利用输入信息参数的方式绘制建筑构件，以三维模型为基础进行构件与构件之间的模拟搭接建模，从而更形象地考察空间、模拟施工、检查碰撞。而在其使用上，无论是在可视化还是在逻辑性能，对于建筑师来说，BIM技术无疑是当今建筑行业的最有力、最节省成本和提高效率的必备工具。
1.BIM的优势
BIM技术在工程项目管理的各阶段均可运用。在设计阶段。可运用BIM建模软件进行建模，并进行多专业的协同分析，以改善设计。施工阶段，可结合BIM模型进行施工交底，并对拟投入的人力、材料、机械机械反向计算和定量分析，以确保在满足工期的前提下合理配置资源，减少浪费；同时，还可根据4D模型，对实际进度与计划进度进行实时对比，以便及时发现问题并采取措施修正；BIM模型还可关联质量、安全、合同等信息，实现施工过程的全方位信息化管理。BIM在运营阶段的应用主要是将设计、施工阶段的数据传递到BIM平台进行共享，以便后期对机电、设备管理。
1.1深化设计
在一些大型建筑工程项目中，尤其是地下车库，由于空间布局复杂、系统繁多，对设备管线的布置要求高，设备管线之间或管线与结构构件之间容易发生碰撞，给施工造成困难，无法满足建筑室内净高，造成二次施工，增加项目成本。基于BIM技术可将建筑、结构、机电等专业模型整合，再根据各专业要求及净高要求将综合模型导入相关软件进行碰撞检查，根据碰撞报告结果对管线进行调整、避让，对设备和管线进行综合布置，从而在实际工程开始前发现问题。如本项目中铁一院幼儿园小区棚户区改造项目（中国铁建·逸品华府）地下车库-1层，系统、设备管线繁多，需4.25m的层高才能满足各管线布置要求，但通过BIM技术对管线布置进行优化，把原设计4.25m层高优化为3.95m，既满足了建筑功能，又节约了成本。
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1.2辅助图纸会审及工程量计算
辅助图纸会审工作主要是在前期建模阶段发现问题、提出记录问题、解决问题、问题闭合。后期施工中可能会在辅助深化设计过程中发现一些小问题，记录后按照集团颁布的图纸会审标准进行闭合。辅助图纸会审贯彻整个工程实施阶段。在工程实施阶段，通过鲁班钢筋、鲁班土建、鲁班安装等模型可以精确的计算工程量。
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图3 2#楼鲁班钢筋模型
1.3方案优化
由于BIM软件本身是进行的参数化三维建模，既可如同原始CAD制图般进行二维的呈现（包括平面、立面和剖面），又可进行三维可视化观察。而利用传统CAD在做方案设计绘制二维图纸的同时，又必须利用三维建模软件进行三维建模。因此，相对于传统CAD软件而言，在方案设计中利用BIM技术可以使传统的工作进行合并。而本身建筑师的思维应该从空间着手进行设计，平、立、剖面图无非是在建筑空间上各个面上的映射图形。在这一点上，BIM完全切合建筑师的思考逻辑，在绘制各个平面的同时可以对三维空间进行实时的分析和考察，既提高了设计的准确度，也提高了效率。
用原始CAD在整个建筑设计图纸的绘制过程中，立面设计、平面设计与剖面设计无法对应的情况时有发生；而利用BIM技术绘制，建筑师可根据实际的绘制情况对草图和工程图纸中出现不一致的地方进行思考和更改。既可以反思设计，又可以指导设计。总之，三维可视化信息模型和二维图形彼此对应生成是BIM技术的一大优势，也方便模型的一步深化，为施工图的绘制与碰撞的检测提供基础信息模型，减少翻模的工作量。
1.4碰撞检测
一直以来，因图纸错误导致的设计变更或者返工造成的进度与成本的浪费与损失是行业内的一大弊端。建筑业高达57%的浪费与消耗，使低碳装配式建筑的绿色建筑应运而生，其中BIM也是成本控制和降低消耗的时代利器。美国斯坦福大学在总结BIM技术价值时发现，使用BIM技术可以消除40%的预算外变更，通过及早发现和解决冲突可降低10%合同价格。消除变更与返工的主要工具就是利用BIM技术进行建筑模拟建造的过程，并且进行碰撞检查。
碰撞检查是指在施工设计阶段对各种专业技术图纸（包括给排水、暖通、消防、电缆桥架、结构等）综合检查其合理性的一种手段，其目的是避免在设计中因专业间缺乏沟通而导致在施工中出现的结构与各种管线的碰撞打架以及建筑与结构之间的碰撞打架所造成设计变更。
碰撞分硬碰撞和软碰撞（间隙碰撞）两种，硬碰撞指实体与实体之间交叉碰撞，软碰撞指实体间实际并没有碰撞，但间距和空间无法满足相关施工要求。目前BIM的碰撞检查应用主要集中在硬碰撞。通常碰撞问题出现最多的是安装工程中各专业设备管线之间的碰撞、管线与建筑结构部分的碰撞以及建筑结构与建筑本身的碰撞。如本工程地下车库消防管道穿防火卷帘门防护罩，经过BIM优化使管道与防护卷帘门防护罩进行避让。
利用BIM模型的碰撞检查服务是指利用Revit，ArchiCAD等BIM软件建立BIM模型，通过碰撞检查系统整合各专业模型并自动查找出模型中的碰撞点，可获得需要的碰撞检查的报告。而利用BIM进行碰撞检测的意义不仅能够很好地控制成本，把控施工进度，减少设计中的变更；而且也是对施工过程的一次三维模拟，提高各专业间的对接和对设计成果的认知度。
1.5多专业协调
各专业分包之间的组织协调是建筑工程施工顺利实施的关键，是提高施工进度的保障，其重要性毋庸置疑。目前，暖通、给排水、消防、强弱电等各专业由于受施工现场、专业协调、技术差异等因素的影响，缺乏协调配合，不可避免地存在很多局部的、隐性的、难以预见的问题，容易造成各专业在建筑某些平面、立面位置上产生交叉、重叠，无法按施工图作业。通过BIM技术的可视化、参数化、智能化特性，进行多专业碰撞检查、净高控制检查和精确预留预埋，或者利用基于BIM技术的4D施工管理，对施工过程进行预模拟，根据问题进行各专业的事先协调等措施，可以减少因技术错误和沟通错误带来的协调问题，大大减少返工，节约施工成本。
1.6现场布置优化
随着建筑业的发展，对项目的组织协调要求越来越高，项目周边环境的复杂往往会带来场地狭小、基坑深度大、周边建筑物距离近、绿色施工和安全文明施工要求高等问题，并且加上有时施工现场作业面大，各个分区施工存在高低差，现场复杂多变，容易造成现场平面布置不断变化，且变化的频率越来越高，给项目现场合理布置带来困难。BIM技术的出现给平面布置工作提供了一个很好的方式，通过应用工程现场设备设施族资源，在创建好工程场地模型与建筑模型后，将工程周边及现场的实际环境以数据信息的方式挂接到模型中，建立三维的现场场地平面布置，并通过参照工程进度计划，可以形象直观地模拟各个阶段的现场情况，灵活地进行现场平面布置，实现现场平面布置合理、高效。
1.7进度优化比选
建筑工程项目进度管理在项目管理中占有重要地位，而进度优化是进度控制的关键。基于BIM技术可实现进度计划与工程构件的动态链接，可通过甘特图、网络图及三维动画等多种形式直观表达进度计划和施工过程，为工程项目的施工方、监理方与业主等不同参与方直观了解工程项目情况提供便捷的工具。形象直观、动态模拟施工阶段过程和重要环节施工工艺，将多种施工及工艺方案的可实施性进行比较，为最终方案优选决策提供支持。基于BIM技术对施工进度可实现精确计划、跟踪和控制，动态地分配各种施工资源和场地，实时跟踪工程项目的实际进度，并通过计划进度与实际进度进行比较，及时分析偏差对工期的影响程度以及产生的原因，采取有效措施，实现对项目进度的控制，保证项目能按时竣工。
1.8现场质量管理
在施工过程中，现场出现的错误不可避免，如果能够将错误尽早发现并整改，对减少返工、降低成本具有非常大的意义和价值。在现场将BIM模型与施工作业结果进行比对验证，可以有效地、及时地避免错误的发生。传统的现场质量检查，质量人员一般采用目测、实测等方法进行，针对那些需要与设计数据校核的内容，经常要去查找相关的图纸或文档资料等，为现场工作带来很多的不便。同时，质量检查记录一般是以表格或文字的方式存在，也为后续的审核、归档、查找等管理过程带来很大的不便。BIM技术的出现丰富了项目质量检查和管理方式，将质量信息挂接到BIM模型上，通过模型浏览，让质量问题能在各个层面上实现高效流转。这种方式相比传统的文档记录，可以摆脱文字的抽象，促进质量问题协调工作的开展。同时，将BIM技术与现代化新技术相结合，可以进一步优化质量检查和控制手段。
2.BIM技术应用中存在的问题及改进措施
2.1 BIM软件众多，不统一
目前主要的BIM软件有Revit系列软件；鲁班系列如鲁班钢筋、鲁班土建、鲁班安装等；广联达系列如广联达BIM土建、广联达BIM审图、广联达BIM5D等。BIM软件虽多，但缺少一个标准化、信息共享的BIM平台。公司应建立一个全公司运用的、完整的、完善的、信息共享的BIM平台，实现资源共享及相互学习。
2.2 BIM应用范围小，人员配置少，公司支持力度小
目前，我公司BIM技术主要应用于大型项目、重点项目，如重庆西站、雄安站、郑州航空港等。对于一般的项目，也是观望者居多，公司人员配置少，实际应用者稀少。BIM技术的运用，不仅需要支付购买BIM软件、硬件和BIM平台的费用，还需公司投入费用系统的培养BIM技术人员，而不是浅尝辄止，初期的投入较大。公司应加大BIM培训的力度，在每个项目推广BIM建设，争取每个项目有2名左右的BIM技术人员，并保证每个项目的BIM软件、硬件和BIM平台等的配置。
目前，很多项目在招标文件中都有明确要求，需要使用BIM技术及BIM技术人员的配置。与BIM技术培训初期的投入相比，BIM技术在招投标、施工过程中质量、成本控制、申报优秀工程时的加分政策等方面的竞争力，对公司带来的巨大收益以及促进公司发展等方面的重要作用，BIM培训的投入是非常必要，也是非常值得的。
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