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BIM技术在建筑施工中的应用研究卢萍萍

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：卢萍萍

[导读] 摘要：建筑工程项目建设周期长、影响因素多，施工复杂，参与者涉及很多专业和部门。

        浙江贝利建集团有限公司浙江杭州 310000
        摘要：建筑工程项目建设周期长、影响因素多，施工复杂，参与者涉及很多专业和部门。如何有效协同各个专业部门，实现信息共享和利用，以便提高建筑施工效率、保障工程质量、降低工程造价、是建筑相关企业一直追求的目标。BIM技术致力于这方面问题的解决，并对工程项目整个生命周期的设计和管理进行模拟，为房建施工、运营精细化开展提供支持，优化资源利用，控制成本耗费，使企业的竞争力和经济效益得到提高。不少大型企业已经广泛开展了BIM技术的应用研究，对建筑工程领域具有非常重要意义。
        关键词：BIM技术；建筑施工；应用；研究
        1BIM技术的概述
        BIM概念是在2002年提出的，是“建筑信息建模”的简称。BIM不是某一个物体或者某一种软件，它是对于项目进行设计、施工和运营维护管理的一种新型过程方法。它的功能在于开发、使用和传递项目的数字化信息模型，以便于提高工程项目的设计、施工、运营管理。在建筑设计和结构设计中，主要采用CAD计算机软件。在大型勘察设计单位，CAD的普及率达到100%，几乎完全代替了手工出图，CAD的使用是设计效率大大提高，设计周期缩短，设计质量更有保障，这是建筑领域数字信息化的一个非常重要的里程阶段。在建筑工程其它工作方面，例如投标造价、概预算、资料管理等，也出现了很多专业化的应用软件，使得工作效率大大提高。这些软件在工程项目的某个阶段或某个专业表现突出，对单项任务生产效率的改进有很大帮助，但是这些软件系统是相对孤立的，不能信息共享。不同专业之间交流困难，经常在施工阶段造成冲突，是目前建设领域信息化的瓶颈。BIM技术是在传统二维CAD软件基础上发展起来的多维数学化技术。它突破了传统2D模型难以修改，不利于观察检测的瓶颈。它是实时、动态的多维模型。例如：传统2D模型是平面的，只有长和宽的二维尺度，3D模型在2D基础上加了维度“高”，方便业主理解和观察；4D在3D基础上增加了时间维度，有利于项目进度安排；5D在4D基础上增加了成本分析，有利于控制整个项目生命周期的预算成本；6D及nD将增加更多业主的需求，比如绿色建筑模拟、耗能分析、舒适度分析等等。此外BIM技术可以共享资源，让建设过程之中的各项内容充分录入，在需要时及时调取和修改，不但可以让建筑建设更加方便快捷，还能改变传统的生产模式，让建筑行业具有新的发展未来。
        2BIM技术的主要特点
        2.1简化建模
        选择合适的BIM软件可以直接建立3D建筑模型，简化建模的繁琐性，降低出错率。传统建筑设计是在2D软件下用线条画出来的，先画平面图，然后再画立面图、剖面图，如果有修改需要更改多个图纸。ArchiCAD虚拟设计平台，可以直接绘制3D模型，所有设计都以虚拟模型为基础进行，如有修改可直接在3D模型中进行。其它二维图纸，例如剖面图、平面图等，都直接从模型中生成，使设计与图纸保持一致。
        2.2提高可视性
        传统房建工程中，大部分是通过二维图纸开展设计工作，通过平面图、立面图、剖面图在脑海中进行组合，展现设计情况。对于施工技术人员来说，不够直观。应用BIM技术创建了虚拟建筑模型后，可以生成上百张不同角度的视图。也可以直接通过技术渲染做出效果图供业主查看，或者直接动态展示虚拟模型，更容易使业主理解设计师意图，增加通过率。同时也能够帮助建筑师更好的把握建筑造型、空间关系，使设计质量得以提高，保证图纸准确性，减少错误，提高工作效率。
        2.3模拟性
        通过BIM建模后，可以对建筑内外部情况进行动画模拟和分析，比如日照分析、热量分析、照明分析、声学分析等。使建筑在设计时就考虑到可再生能源的利用，融入周围环境等情况，最大限度的减小新建筑对环境的影响，降低运作和维护的费用。同时也可以模拟施工环境，减少施工中各方的冲突。通过不同情况下虚拟模型的状态，给设计人员、技术员提供更为精确地数据，以供参考。
        3BIM技术在施工阶段的实践应用
        3.1工程简介
        工程项目为某公寓建设项目，总建筑面积约106000m2，主要包含住宅楼、变电所及地下车库。

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        3.2BIM模型建立
        土建专业采用AutodeskRevit软件进行设计，粗装修和钢筋专业采用广联达钢筋算量GGJ，机电专业采用MagiCAD。以上建模软件选型组合方式可最大程度发挥各建模软件的优势，便于提升BIM模型的精准应用。建模软件应用广联达算量软件（GCL、GGJ、GQI）包含了施工阶段所需的工程量，可以通过定额测算人材机资源；向甲方形象展示和处理复杂结构形式时，则可以采用Revit模型，并导出立体模型，用navisworks、3dmax等工具作为渲染并演示；同时Revit强大的族库功能，满足不同种类工程需要。
        3.3图纸审查
        以前技术员审图看的是用CAD软件画的二维图，包括各种平面图和立面图、剖面图、详图。通过BIM软件可以将二维图转化为三维立体图形，通过直观、动态的模型展示，容易发现施工图中的问题。将问题汇总，然后分专业罗列出来，在施工前更正解决，使得施工进度加快，降低资源浪费，也使得不同专业人员出现纠纷不和谐的情况减少。
        3.4全专业间碰撞检查
        各个专业之间，如结构与水暖电等专业之间的碰撞是一个传统二维设计难以解决的问题，往往在实际施工时才发现管线碰撞、施工空间不足等问题，造成大量变更、返工，费时费力。例如通过结构模型与机电模型在BIM系统中进行碰撞检查，检测结构中的梁、柱、板与机电中的风管、水管、桥架等是否有冲突，提前找到各种影响施工进度与质量的碰撞点，发现设计中存在的问题，并以报告形式进行技术交底，注明碰撞位置以及碰撞的管线规格型号等，减少错、缺、漏、碰的问题，提高设计质量和效率。
        3.5各阶段场地布置
        通过使用BIM建模技术，构建施工现场三维立体图形，以更加直观的形式展现出来，让工程技术人员更加方便的了解现场的情况。同时可以通过动画预演，检查现场布置的合理性，是否满足施工的安全性。也可以让甲方更好的掌握现场工作的情况。
        4BIM技术的不足
        4.1数据包容性不够强
        BIM模型建立需要建筑设计、结构设计、水暖电设计、预算等多方数据进行深度融合。这就需要BIM软件具有数据包容性，能给不同专业软件提供接口，将不同专业的数据导入同一个模型。目前大家采用的BIM软件是不一样的。目前最常用的BIM建模软件有ArchiCAD、Revit、MicrostationTriFoma，它们在软件功能、生产效率上具有2DCAD软件无法企及的优越性。而目前BIM的应用还在探索阶段，能熟练掌握BIM技术的人员不是很多。绝大多数设计者还是在采用CAD画图。施工阶段也是通过CAD二维图纸进行审核检查工作。如果能将CAD数据直接导入BIM软件，将很大程度上降低BIM使用的难度，提高BIM技术的普及率，这就需要提高BIM技术的数据包容性。
        4.2BIM技术依赖强大的硬件设备去支持
        CAD制图辅助软件的应用已经非常成熟了，对于电脑的硬件要求不是很高。通过手机也可以很方便的下载CAD看图软件，手机应用里搜CAD可以查到几十个CAD看图软件。一张CAD图占的内存也不大，通常只有十几兆，方便技术人员利用移动数据终端去查看学习。而国内常用的BIM软件Revit则占据内存非常大，一般占用内存得上百兆，需要电脑配置非常高才能顺利运行。这一点就阻碍了BIM软件的推广和普及。
        5结语
        综上所述，BIM是以房建工程领域各项相关信息数据为基础的模型，具有软件集成、操作便捷、三维成像、直观展现、立体碰撞等优良特点，但是距离熟练使用，广泛推广还是很远，很多功能有待开发。我国大型的建筑施工项目很多都在积极地推动BIM技术的使用，要求在全生命周期中使用BIM。很多大中型企业建立了专门的BIM团队，展开了对BIM的实施与探索。BIM技术的开发和利用，对于提高建筑产业效率和信息化管理水平，具有较高的实用价值和广阔的应用前景，可产生较大的社会、经济效益。
        参考文献：
        [1]杨万里，曾希.BIM技术在房建工程领域的应用分析[J].建筑机械化，2020，41（11）：62-64.
        [2]倪宏.BIM技术在房建工程项目施工建设中的应用实践[J].建材与装饰，2020（21）：1+3.