BIM技術(shù)給工程建設(shè)各階段帶來了哪些應(yīng)用

近年來，BIM一詞逐漸被工程建設(shè)行業(yè)專業(yè)人士所熟悉，國(guó)內(nèi)建筑工程也逐漸在設(shè)計(jì)階段開始進(jìn)行BIM技術(shù)的應(yīng)用，大型建筑公司也在工程施工過程中成功運(yùn)用了BIM技術(shù)。

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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(zhuǎn)型的高峰期，BIM技術(shù)已經(jīng)深入到建筑工程的各個(gè)階段，那么，BIM技術(shù)給工程建設(shè)各階段帶來了哪些應(yīng)用呢？

BIM帶來設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)型

多數(shù)建筑設(shè)計(jì)師采用BIM技術(shù)的初衷是為了提高設(shè)計(jì)工作的效率，但其實(shí)BIM技術(shù)的核心內(nèi)涵并不僅限于此，BIM提供的是一種更接近現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)計(jì)思維模式，采用模擬真實(shí)物體的方式，以三維設(shè)計(jì)思維為基礎(chǔ)將傳統(tǒng)的二維圖紙完全轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)的工作。

它讓設(shè)計(jì)師不再苦于用二維施工圖來表達(dá)空間的三維復(fù)雜形態(tài)，從而拓展了設(shè)計(jì)師對(duì)于建筑形態(tài)探索的可實(shí)施性，讓設(shè)計(jì)從二維到三維，進(jìn)而走向數(shù)字化建造。

1.從立面設(shè)計(jì)到空間設(shè)計(jì)

以往，我國(guó)多數(shù)業(yè)主更多關(guān)注建筑形象的社會(huì)影響，加之設(shè)計(jì)工具的限制，設(shè)計(jì)師很難在較短的設(shè)計(jì)周期內(nèi)深入推敲空間，用空間控制設(shè)計(jì)更是難以實(shí)現(xiàn)，BIM為改變這種狀況提供了可能。
在BIM中，建筑室內(nèi)空間、建筑表皮、建筑室外空間被整合成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的邏輯系統(tǒng)。

建筑設(shè)計(jì)從空間關(guān)系控制入手，平面布置和空間設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，空間直觀反映建筑表皮并形成建筑立面，使內(nèi)外兼容的空間設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行。

2.從粗放設(shè)計(jì)到集成設(shè)計(jì)

當(dāng)前，建筑行業(yè)粗放型設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)為各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙的深度淺、質(zhì)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(shè)計(jì)品質(zhì)低。

BIM以三維信息模型為基本集成平臺(tái)，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(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為同步的、緊密聯(lián)系的各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。

BIM不但將建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師等設(shè)計(jì)工種組織在同一個(gè)三維信息模型下工作，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)技術(shù)自身的協(xié)同，減少工種圖紙間的"錯(cuò)漏缺"現(xiàn)象；而且實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)各階段的集成。

運(yùn)用BIM，利用參數(shù)化構(gòu)件組成的模型修改，可以省去建筑方案設(shè)計(jì)與后續(xù)設(shè)計(jì)(如初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)) 之間繁重的重繪工作，避免設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)脫節(jié)，便于根據(jù)實(shí)際工程要求對(duì)原方案的梳理及修改工作。

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

BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅改變了設(shè)計(jì)思維和方法，也使設(shè)計(jì)在工程的建設(shè)過程中更顯現(xiàn)其主導(dǎo)作用。

BIM全面顛覆施工流程

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

首先，運(yùn)用BIM技術(shù)，建立用于進(jìn)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(yīng)施工模型與設(shè)計(jì)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(jìn)，模型描述會(huì)日益詳細(xì)。

最終通過BIM技術(shù)保持模型的一致性及模型信息的可繼承性，實(shí)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(duì)施工組織設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，就施工中的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行可視化模擬分析, 并按時(shí)間進(jìn)度進(jìn)行施工安裝方案的模擬和優(yōu)化；也可對(duì)一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置等施工指導(dǎo)措施進(jìn)行模擬和分析，不斷優(yōu)化方案，以提高計(jì)劃的可行性；

還可直觀地了解整個(gè)施工或安裝環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和工序，并清晰把握在施工過程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，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(jié)構(gòu)專業(yè)、設(shè)備及水暖電專業(yè)等各個(gè)專業(yè)分開設(shè)計(jì)，導(dǎo)致圖紙中平立剖之間、建筑圖和結(jié)構(gòu)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(huì)帶來很多嚴(yán)重的后果。

通過BIM技術(shù)，可以在虛擬的三維環(huán)境下非常方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的碰撞沖突，在施工前快速、全面、準(zhǔn)確地檢查出設(shè)計(jì)圖紙中的錯(cuò)誤、遺漏及各專業(yè)間的碰撞等問題，減少由此產(chǎn)生的設(shè)計(jì)變更，大大提高施工現(xiàn)場(chǎng)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(fēng)險(xiǎn)。

2.形象進(jìn)度、4D虛擬

建筑施工是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的過程，當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目管理中經(jīng)常用于表示進(jìn)度計(jì)劃的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，由于專業(yè)性強(qiáng)、可視化程度低，無法清晰描述施工進(jìn)度以及各種復(fù)雜關(guān)系，難以形象表達(dá)工程施工的動(dòng)態(tài)變化過程。

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

4D施工模擬技術(shù)可以在項(xiàng)目建造過程中合理制定施工計(jì)劃、精確掌握施工進(jìn)度，優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場(chǎng)地布置，對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)度、資源和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。

此外，借助4D模型，施工企業(yè)在工程項(xiàng)目投標(biāo)中，可以讓業(yè)主直觀地了解其對(duì)投標(biāo)項(xiàng)目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計(jì)劃是否基本合理等，從而獲得競(jìng)標(biāo)優(yōu)勢(shì)。

3.精確算量、成本控制

工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)合4D的進(jìn)度控制，即所謂BIM在施工中的5D應(yīng)用。

施工中的預(yù)算超支現(xiàn)象十分普遍，缺乏可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐是造成超支的重要原因。BIM是一個(gè)富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實(shí)地提供造價(jià)管理需要的工程量信息，借助這些信息，計(jì)算機(jī)可以快速對(duì)各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)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(cuò)誤，非常容易實(shí)現(xiàn)工程量信息與設(shè)計(jì)方案的完全一致。

通過BIM獲得的準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計(jì)還可用于成本測(cè)算、在預(yù)算范圍內(nèi)不同設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，以及施工開始前的工程預(yù)算和施工過程中的結(jié)算。

BIM讓監(jiān)理工作更輕松

相對(duì)于以前的平面設(shè)計(jì)圖，基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)模型能更好地表達(dá)出各種構(gòu)件的空間位置關(guān)系，這就使得監(jiān)理人員能夠更直觀地看到某些施工難點(diǎn)，進(jìn)而為施工提供指導(dǎo)。

特別是對(duì)于實(shí)際施工中與設(shè)計(jì)圖紙不符的地方，也能更及時(shí)地看到、提出問題，方便與設(shè)計(jì)、施工的溝通，有助于及時(shí)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(chǎng)記錄、發(fā)布文件、旁站監(jiān)理、平行檢測(cè)、會(huì)議協(xié)調(diào)等，BIM技術(shù)“虛擬施工、有效協(xié)同”的特點(diǎn)，可以極大地提高監(jiān)理協(xié)調(diào)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(dǎo)工程施工的進(jìn)行，減少施工中質(zhì)量問題出現(xiàn)的可能。

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