BIM技術給工程建設各階段帶來了哪些應用

近年來，BIM一詞逐漸被工程建設行業(yè)專業(yè)人士所熟悉，國內建筑工程也逐漸在設計階段開始進行BIM技術的應用，大型建筑公司也在工程施工過程中成功運用了BIM技術。

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在政府大力推廣BIM的前提下，建筑行業(yè)正處在加速轉型的高峰期，BIM技術已經(jīng)深入到建筑工程的各個階段，那么，BIM技術給工程建設各階段帶來了哪些應用呢？

BIM帶來設計思維的轉型

多數(shù)建筑設計師采用BIM技術的初衷是為了提高設計工作的效率，但其實BIM技術的核心內涵并不僅限于此，BIM提供的是一種更接近現(xiàn)實世界的設計思維模式，采用模擬真實物體的方式，以三維設計思維為基礎將傳統(tǒng)的二維圖紙完全轉化為計算機的工作。

它讓設計師不再苦于用二維施工圖來表達空間的三維復雜形態(tài)，從而拓展了設計師對于建筑形態(tài)探索的可實施性，讓設計從二維到三維，進而走向數(shù)字化建造。

1.從立面設計到空間設計

以往，我國多數(shù)業(yè)主更多關注建筑形象的社會影響，加之設計工具的限制，設計師很難在較短的設計周期內深入推敲空間，用空間控制設計更是難以實現(xiàn)，BIM為改變這種狀況提供了可能。
在BIM中，建筑室內空間、建筑表皮、建筑室外空間被整合成一個相互關聯(lián)的邏輯系統(tǒng)。

建筑設計從空間關系控制入手，平面布置和空間設計同步進行，空間直觀反映建筑表皮并形成建筑立面，使內外兼容的空間設計變得簡單易行。

2.從粗放設計到集成設計

當前，建筑行業(yè)粗放型設計主要表現(xiàn)為各個專業(yè)設計圖紙的深度淺、質量低以及各專業(yè)間的集成化程度低，其工作方法是各自為政，采用傳統(tǒng)的提條件圖方法協(xié)同，集成化程度處于以圖紙為中介的落后模式，效率低下且設計品質低。

BIM以三維信息模型為基本集成平臺，改變了建筑工程傳統(tǒng)單兵作戰(zhàn)的工作方式和模式，從異步的、松散聯(lián)系的各專業(yè)散設計轉化為同步的、緊密聯(lián)系的各專業(yè)協(xié)同設計。

BIM不但將建筑師、結構工程師、設備工程師等設計工種組織在同一個三維信息模型下工作，實現(xiàn)設計技術自身的協(xié)同，減少工種圖紙間的"錯漏缺"現(xiàn)象；而且實現(xiàn)了設計各階段的集成。

運用BIM，利用參數(shù)化構件組成的模型修改，可以省去建筑方案設計與后續(xù)設計(如初步設計、施工圖設計) 之間繁重的重繪工作，避免設計各環(huán)節(jié)脫節(jié)，便于根據(jù)實際工程要求對原方案的梳理及修改工作。

此外, 設計完成后，BIM包含建筑工程從設計、使用直至建筑使用周期終結的所有信息參數(shù)，這些信息始終建立在一個三維模型數(shù)據(jù)庫中，業(yè)主、施工、監(jiān)理單位及相關管理部門都可基于這個統(tǒng)一的模型協(xié)同工作，徹底改變了工程項目的協(xié)作過程。

BIM技術的應用，不僅改變了設計思維和方法，也使設計在工程的建設過程中更顯現(xiàn)其主導作用。

BIM全面顛覆施工流程

BIM技術對建筑施工流程的影響可以說是顛覆性的，對施工過程中的方案優(yōu)化、成本、進度、質量等控制更加精確、具體，并對施工企業(yè)的管理和生產(chǎn)起到變革作用。

首先，運用BIM技術，建立用于進行虛擬施工的施工模型，可以將工藝參數(shù)與影響施工的屬性聯(lián)系起來，以反應施工模型與設計模型之間的交互作用。施工模型要具有可重用性，因此必須建立施工產(chǎn)品主模型描述框架，隨著產(chǎn)品開發(fā)和施工過程的推進，模型描述會日益詳細。

最終通過BIM技術保持模型的一致性及模型信息的可繼承性，實現(xiàn)虛擬施工過程各階段和各方面的有效集成。

其次，基于BIM模型，可對施工組織設計方案進行論證，就施工中的重要環(huán)節(jié)進行可視化模擬分析, 并按時間進度進行施工安裝方案的模擬和優(yōu)化；也可對一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導措施進行模擬和分析，不斷優(yōu)化方案，以提高計劃的可行性；

還可直觀地了解整個施工或安裝環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和工序，并清晰把握在施工過程中的難點和要點，從而優(yōu)化方案，以提高施工效率和施工方案的安全性。

1.碰撞檢查、減少返工

在傳統(tǒng)施工中，建筑工程建筑專業(yè)、結構專業(yè)、設備及水暖電專業(yè)等各個專業(yè)分開設計，導致圖紙中平立剖之間、建筑圖和結構圖之間、安裝與土建之間及安裝與安裝之間的沖突問題數(shù)不勝數(shù)，并會帶來很多嚴重的后果。

通過BIM技術，可以在虛擬的三維環(huán)境下非常方便地發(fā)現(xiàn)設計中的碰撞沖突，在施工前快速、全面、準確地檢查出設計圖紙中的錯誤、遺漏及各專業(yè)間的碰撞等問題，減少由此產(chǎn)生的設計變更，大大提高施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，從而減少施工中的返工，節(jié)約成本，縮短工期，降低風險。

2.形象進度、4D虛擬

建筑施工是一個高度動態(tài)和復雜的過程，當前建筑工程項目管理中經(jīng)常用于表示進度計劃的網(wǎng)絡計劃，由于專業(yè)性強、可視化程度低，無法清晰描述施工進度以及各種復雜關系，難以形象表達工程施工的動態(tài)變化過程。

通過將BIM技術與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程和虛擬形象進度。

4D施工模擬技術可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質量進行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質量。

此外，借助4D模型，施工企業(yè)在工程項目投標中，可以讓業(yè)主直觀地了解其對投標項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計劃是否基本合理等，從而獲得競標優(yōu)勢。

3.精確算量、成本控制

工程量統(tǒng)計結合4D的進度控制，即所謂BIM在施工中的5D應用。

施工中的預算超支現(xiàn)象十分普遍，缺乏可靠的基礎數(shù)據(jù)支撐是造成超支的重要原因。BIM是一個富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實地提供造價管理需要的工程量信息，借助這些信息，計算機可以快速對各種構件進行統(tǒng)計分析，進行混凝土算量和鋼筋算量，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯誤，非常容易實現(xiàn)工程量信息與設計方案的完全一致。

通過BIM獲得的準確的工程量統(tǒng)計還可用于成本測算、在預算范圍內不同設計方案的經(jīng)濟指標分析，以及施工開始前的工程預算和施工過程中的結算。

BIM讓監(jiān)理工作更輕松

相對于以前的平面設計圖，基于BIM技術的設計模型能更好地表達出各種構件的空間位置關系，這就使得監(jiān)理人員能夠更直觀地看到某些施工難點，進而為施工提供指導。

特別是對于實際施工中與設計圖紙不符的地方，也能更及時地看到、提出問題，方便與設計、施工的溝通，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

工程監(jiān)理的現(xiàn)行工作方法主要有現(xiàn)場記錄、發(fā)布文件、旁站監(jiān)理、平行檢測、會議協(xié)調等，BIM技術“虛擬施工、有效協(xié)同”的特點，可以極大地提高監(jiān)理協(xié)調工作的效率，監(jiān)理人員可以將工程信息反饋到BIM模型中，從而指導工程施工的進行，減少施工中質量問題出現(xiàn)的可能。

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