BIM5D在建筑材料上的应用

BIM5D在建筑材料上的应用

孙清梅

浙江广厦建设职业技术学院

【摘要】在当前的建筑工程中，BIM5D技术是一种广泛应用的技术手段，尤其是将其应用在建筑材料上，具有更加理想的效果。BIM5D技术要想得以应用，首先就要建立起一个数据模型，对所需要的建筑材料进行计算，然后以三维的结构呈现出来，能够起到节约时间与成本的作用。本文针对BIM5D技术在建筑工程中钢筋材料的应用为例，进行了详细的论述，以提高计算的准确性，实现三维的可视化的效果，让钢筋的使用效率得到进一步提升。希望本文的论述为今后的发展提供一定的帮助。

【关键词】BIM5D；三维建模；钢筋工程

在我国当前发展建设的过程中，城镇化以及城市化的发展进程不断加快，这使得建筑行业得到了快速的发展，在“十三五”时期，提出要全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM大数据、移动通讯、去计算、物联网等信息技术集成应用能力，建筑业数字化、网络化、智能化取得突破的进展，要积极推广BIM的协同设计，开展多专业的数据共享和协同，要建立并完善电子商务系统，或利用第三方电商务系统，开展物资设备采购和劳务分包，降低工程成本，但是建筑工程中施工材料的使用量过多却是当前面临的一个主要的问题，采用BIM5D技术以后，可以对施工材料的使用量作出一个准确的评估，有效的降低能源材料的消耗，促进工作的效率的提升。有效的解决了钢筋工程中对钢筋使用数量计算的问题，希望通过本文的论述能够为今后建筑行业的发展起到一定的推动作用，让BIM5D技术在我国建筑行业的发展更加深入。

1、BIM5D技术的介绍

BIM5D技术（简称GBIM-5D）是在BIM技术的基础上，加入时间（Time）和成本（Cost）两个维度，封装成的五维信息载体。GBIM-5D承载建筑工程3D几何模型和建筑实体的建造时间、成本，内容包括空间几何信息、WBS节点信息、时间范围信息、合同预算信息、施工预算信息等。从而解决了BIM只关注几何属性和构件属性的不足，拓展了BIM信息模型的建模能力与应用范围。GBIM-5D技术由于加入了时间和成本属性，因而在钢筋工程各阶段的实施过程得到较好应用，在我国工程建设发展的过程中，一直以来的重点与难点的都是钢筋工程中工程量计算的问题，因为工程量浩大，整个钢筋工程占据工程总量的一半以上，所以在计算量上是难以达到准确性的，很多工程造价人员处于长期的重复与繁重的工作中，因此急需一种新的计算方法能够对钢筋工程中的材料使用数量进行精准的计算。BIM5D技术在这样的环境下应运而生，其不单单是在建筑材料中能够得以应用，在招投标以及工程建设的全过程中都有所涉及，可以说是解决工程问题的一种重要方式。

BIM5D技术最早是在国外兴起的，主要是通过计算机对建筑进行设计，在设计的过程中也不再局限于采用基本的图形进行操作，而是运用具有一定属性的建筑构件，可以说，BIM5D技术的出现将建筑行业引领到了一条新的道路上来，其影响意义是十分深远的。随着时间的推移，这一技术得到不断的完善，从3D建模技术直到现在所应用的5D技术，工程的质量以及成本都发生了明显的变化，BIM5D技术主要建立在BIM技术之上，同时增加了时间与成本这两个基本的维度，这样一来就组成了一个五维的信息载体。

将其应用在建筑工程中，尤其是建筑工程中施工量最大的钢筋工程中，可以有效的控制建筑材料的应用数量，建立起一个有关时间、成本以及内容信息等方面的模型，从多维的层面上对建筑工程的材料使用数量进行合理化的分析，这样一来，便可以进一步的控制工程进度，降低工程成本，管理好工程造价，让钢筋工程的进度得到有效的控制，同时也让成本管理成为一种可能。可以说这是BIM3D技术基础之上的一种创新发展，相信为未来的工程建设中，还可以得到进一步的完善与发展。

在整个钢筋工程实施的阶段中，需要采用BIM5D技术对钢筋使用数量构建一个数据模型，这样就可以更加直观的观看到钢筋的放样，在排查方面也变得更加的便捷，工作人员在现场进行指导施工时也不会出现建筑材料浪费的现象，施工效率得到了明显的提升。

2、技术方案与实现

在应用BIM5D技术的过程中，无论是建筑施工还是工程造价都能够看见BIM5D技术的影子。其主要是对工程量进行计算，采取不同类型的算量进行计算，例如土建、采暖以及安装等各个环节，还可以对施工的计划算量进行计算，可以说，BIM5D技术是我国在国外技术基础之上形成的一种图形平台，以相应的数据模型为中心，让数据可以达到共享的目的。

2.1BIM-5D数据模型

BIM5D技术先建立起一个三层数据模型，这三层分别是数据层、业务层以及表现层，首先数据层的主要作用是对建筑实体的物力信息进行收集，对建筑材料在工程中的应用成本管理等相关信息进行收集，同时将其应用在招投标与工程建造的过程中，在不同的工种之间也能达到信息资源的共享效果。在业务层中，主要有两方面的内容，一方面是业务规则，另一方面是模型操作，这是一个具有独立性特点的组件，将业务规则、数据层以及操作模型等组合起来，也就成为了新的产品表现形式，不同应用的需求在这样的环境下得到实现。

2.2BIM-5D产品架构

钢筋算量、钢筋下料等软件的架构整体采用MVC架构。数据模型部分就是BIM-5D数据模型，分为核心的BIM以及扩展的Cost和Time部分。GGC是产品的核心，即是传统意义上的BIM模型，包含几何属性Shape和建筑属性Property。WBS（WorkBreakdownStructure，工作分解结构）是钢筋工程时间维度的体现，WBS对钢筋工程进行了细分，使项目工作更加详细。软件通过定义划分工程施工节点（流水段），做到对工程进度的时间管理。对于产品线的不同软件产品，BIM-5D数据模型是相同的，只是呈现与控制的实现不同。这样工程数据的共享，模型数据的共享就变得容易了。

2.3基于BIM-5D数据模型的呈现

产品采用移植性好、使用率高的3D图形库OpenGL作为模型呈现库，结合业务的考虑，内置了两种视图环境：3D视图和2D视图。软件可以方便地在3D和2D视图下面进行显示图元的绘制、编辑、修改、属性定义与修改等操作。其呈现结构图如图1所示。View2D、View3D使用BIM5D模型数据，利用OpenGL显示库进行模型的二维、三维显示。

2.4产品实现

钢筋软件产品方案是：依据国家设计标准，参照工程中的图纸设计形式，运用整个工程BIM信息模型中构件实体的3D数据，如梁、柱、板等3D几何模型。在计算机屏幕上经过增删改等操作输入建筑实体构件（BuildingElements）的相关钢筋信息，通过设置的钢筋计算规则，系统自动计算模型内所有构件实体的钢筋信息。使软件在钢筋处理使用上，简便和智能化，同时把钢筋信息全面融合到BIM信息模型中。下面主要阐述工程设置和建模输入模块，相对BIM5D数据模型的实现。

a.BIM5D中时间、成本的实现。在工程设置中可以定义工程节点（流水段），进行量价套定。就是建立WBS节点和显示WBS挂接模型后的预算内容。由于BIM-5D中成本和时间两个维度在软件的工程节点中予以了体现，所以软件能够指导钢筋工程的成本控制和时间进度控制。对于工程节点（WBS），在建模中能够清晰明了地查看每个节点的成本、工作内容和工作范围（WBS节点对应的3D构件实体）等。

b.BIM-5D中几何属性、建筑属性的实现。建筑信息模型数据作为BIM-5D数据模型的组成部分，是钢筋工程模型的基础和核心部分。当前钢筋翻样软件采用了公司自主的数据平台GSP进行几何数据和建筑属性数据的存储，使用GGC图形平台进行了数据封装与开发。软件对于墙、板、基础等主要结构构件予以了钢筋结果三维呈现。

可以看出钢筋三维结构清晰明了，便于钢筋预算时工程量的对量和核算，便于钢筋下料时钢筋的截断和加工，便于钢筋现场施工时钢筋的排放和绑扎。所以该基于BIM-5D数据模型的计算结果，对于钢筋工程的各阶段都具有很强的实用性和指导意义。

3、结论

将BIM5D技术应用在钢筋工程中的施工材料中，可以有效的解决施工过程中的各种难题，并且也能保证钢筋的质量，这让建筑工程的工作效率得到十分明显的进步，信息化水平也得到了进一步的发展，在后续的工作中，还需要进一步应用这一技术以降低工程成本以及时间，让产品得到进一步的融合，这样才能促进建筑行业朝着信息化的方向发展，提供更加便利的服务。

参考文献：

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[３]马智亮.BIM技术及其在我国的应用问题和对策.中国建设信息.

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