BIM技术在建筑施工全生命周期的应用

BIM技术在建筑施工全生命周期的应用

化晓帅刘会尧张洋洋

化晓帅刘会尧张洋洋

中国建筑第八工程局有限公司

摘要：传统既有建筑改造的项目管理模式受限于技术手段的限制导致出现工作效率低下、协同困难的现象。随着BIM技术广泛应用于建筑复杂项目的建设，为促进建筑工程全生命周期信息数据共享与交换的完整性与有效性，保证BIM数据得以有效的利用。为管理者打开新的思维模式。通过对BIM技术在既有建筑管理中的应用，结合三维扫描、虚拟现实、增强现实技术，在协同平台上研究了BIM的基础与拓展应用。

BIM（BuildingInformationModeling）即建筑信息模型，其BIM应用旨在作为工程建造关键技术，贯穿于规划设计、施工建造、数字化运营的实时管理过程中。结合广联达智慧工地、VR模拟技术，以及自主平台研发、多源异构数据整合等技术手段，形成以技术融合、数据集成为核心的BIM设计实施体系。在施工阶段打造多平台融合的协作管理框架，建立以BIM信息数据库为依托的业务管理方法和流程，深入探索项目管理的核心业务BIM技术应用落地路径，多层次、全方位实现BIM与项目管理架构体系的融合，提升施工过程管控能力。

关键词：BIM；全生命周期；共享

1BIM基础

1.1BIM概念

在建筑的勘察、设计、施工、运维等全生命周期阶段的作业过程中，以信息传递标准来协调各阶段信息的共享，以BIM实施标准来指导各工种作业及协同作业的工程方法，可通俗理解为：利用一系列的计算机辅助工具，以构件、部件、组件、族等基本工程对象为单位，对建筑工程的各阶段、各个场景进行综合管理，基于信息的生产、传递、分析，进行多工种实务协同共享的管理过程。

1.2BIM的主要特征

1.2.1参数化

参数化是BIM从CAD中脱颖而出的最鲜明的特征，基于参数化建模的模型拥有更加完整的信息数据。应用参数化这一特性构建的三维可视化模型是一个包含着项目所有构件属性的信息系统，且该模型能够根据变更内容变换属性，维持相互间的空间及逻辑关系。

1.2.2可视化

BIM的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，没有艺术处理的真实的建筑空间展现。建筑信息模型所展示的结果，是与建筑工程或实物的实际空间尺寸和构件属性严格统一的，在模型的可以达到的精度范围内，将所有设计缺陷都充分暴露出来，这也是BIM可视化的主要作用之一。

2BIM技术应用于建筑工程的必要性

2.1BIM在建筑施工工程中的应用优势

2.1.1生产管理

通过结合project或P6项目管理软件编制而成的施工进度计划，借助Navisworks软件，在三维模型中添加时间信息，进行四维施工模拟，将建筑模型与现场的设施、机械、设备、管线等信息加以整合，检查空间与空间，空间与时间之间是否冲突，以便于在施工开始之前就能够发现施工中可能出现的问题，来提前处理；也能作为施工的可行性指导，帮助确定合理的施工方案、人员设备配置方案等。在模型中加入造价信息，可以进行5D模拟，实现成本控制。另外，BIM使施工的协调管理更加便捷。信息数据共享和施工远程监控，使项目各参与方建立了信息交流平台。有了这样一个平台，各参与方沟通更为便捷、协作更为紧密、管理更为有效。

2.1.2技术管理

按照2D设计图纸，利用BIM软件创建本项目的建筑、结构、机电BIM模型，对设计结果进行动态的可视化展示，可直观地理解设计方案，检验设计的可施工性，直观的检查到图纸相互矛盾、无数据信息、数据错误等方面的图纸问题，在施工前能预先发现存在的问题，帮助图纸会审。

应用Navisworks软件，设置相应的碰撞检查规则，软件可快速找出符合碰撞条件的碰撞点查，并生成碰撞报告。每条碰撞信息包括碰撞类型，碰撞深度，双击碰撞点链接可以查看碰撞的具体三维情况，及时合理地调整方案，提高机电深化设计的效率和质量。

2.1.3深化设计

BIM模型可以进行土建结构部分的深化设计，包括预留洞口、预埋件位置及各复杂部位等施工图纸深化。对关键复杂的劲性钢结构与钢筋的节点进行放样分析，解决钢筋绑扎、顺序问题，指导现场钢筋绑扎施工。

BIM模型可以协助完成机电安装部分的深化设计，包括综合布管图、综合布线图的深化。使用BIM模型技术改变传统的CAD叠图方式进行机电专业深化设计，应用软件功能解决水、暖、电、通风与空调系统等各专业间管线、设备的碰撞，优化设计方案，为设备及管线预留合理的安装及操作空间，减少占用使用空间。

2.1.4商务管理

利用BIM模型的自动构件统计功能，可以快速准确的统计出各类构件的数量，减少预算的工作量。同时可以及时评估设计变更造成材料数量变化而引起成本的变动。可以提前与甲方沟通或办理签证。

从BIM模型中提取相应部位的理论工程量，用以指导实际材料物资的采购，从进度模型中提取现场实际的人工、材料、机械工程量，掌握成本消耗情况。将模型工程量、实际消耗、合同工程量，三量进行对比分析，掌握成本分布情况，进行动态成本管理。

在建筑工程中，为表达建设内容，必然需要大量图纸，部分建筑工程的复杂程度很高，无形中增加了施工过程中识图的难度。

建筑施工工程中每个工艺环节对应一个或多个单体结构，每个单体的结构复杂且总类繁多，且涉及多专业工程，各工序在空间立体交叉，仅靠传统二维图纸很难对设计意图进行详细的解释，无法保证工程师在图纸的理解、设计的纠错、工程量的计算等方面工作上拥有足够的准确性和效率性。

BIM数据库的创建，通过建立5D（3D模型+时间+成本）关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。BIM技术能自动计算工程实物量，这个属于较传统的算量软件的功能，在国内此项应用案例非常多。

3BIM在工程施工阶段的应用分析

3.1在工程施工阶段应用BIM技术的益处

1.在施工阶段应用BIM技术可以进行碰撞检查。在施工阶段应用BIM技术可以有效避免这种现象的发生，BIM技术具有碰撞检查的功能，能在设计阶段就发现管线碰撞的问题，并给出解决方案，从而有效减少工程施工阶段因管线碰撞问题而导致的损失；

2.在施工阶段使用BIM技术可以进行施工规划调整。BIM技术可以实现对施工阶段进行量化管理的目标，能根据现场的实际情况进行工程评估，制定新的施工规划方案；

3.在施工阶段使用BIM技术可以有效避免重大失误的发生。通过对建筑工程项目的虚拟，在施工之前就可以清楚地掌握各个阶段施工的情况，及时预见一些问题的发生，并在设计阶段就采取解决措施，避免影响施工过程。此外，在施工的过程中，使用三维施工图便于施工人员更好地解读图纸信息，可以避免对图纸信息理解错误的现象；

总结

1.创新使用智慧建造管理平台，以一个大数据中心为枢纽，承载项目建设的所有工程数据，实践了对项目建设过程中的进度、安全、质量、环境、劳务、资料的全面管控，实现了建造过程的环境、数据、行为三个透明。

2.通过BIM模型的综合应用，严格按照预先制定的建模标准，除直观展示外，还用于图纸会审、碰撞检查、深化设计、3D打印、三维扫描等。提高了深化设计速度及实现了项目的完美履约。

参考文献：

[1]《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》（国发[2016]73号）.

[2]徐信丰，周峰，浅析BIM技术推造价管理的变革[J].工程经济，2014（12）：6-9

[3]郭勇.BIM在建筑工程算量中的研究及应用简述[J].预算造价，2015（7）.