浅谈BIM技术在土木工程中的应用

摘 要：BIM技术与土木工程相结合，让土木工程行业在信息化领域有更大的发展空间。总结了在土木工程行业中运用BIM技术所具有的优点；对比传统土木工程，并结合个别工程项目，对BIM技术的应用进行系统地综述与分析；指出了运用BIM技术过程中亟需解决的几类问题；文章中还对BIM技术在未来的土木工程中的应用提出了建议和期望。

关键词：BIM技术；土木工程行业；应用

中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0120-01

1 BIM技术简述

BIM，Building Information Modeling，也称为建筑信息模型。BIM技术通过计算机辅助设计（CAD、Revit等）创建一个虚拟的建筑，并根据工程项目真实信息不断完善建筑模型，实现仿真模拟建筑物，从而得到多维建筑信息模型。正是由于BIM技术是将传统的二维建筑信息转变成三维数字化建筑信息模型，所以将其运用到工程项目的前期规划、勘察，中期的设计、施工和后期的运营维护中，以此搭建建筑工程的集成管理平台，创建工程项目集成管理环境。在项目中期的施工阶段中，项目施工者对实际项目的任何改动，会首先在虚拟建筑上进行分析模拟，充分利用BIM技术的可视化和协同管理的优势，得到最优方案，从而提高工作效率，缩短工期，避免现场问题发生，保证建筑项目在整个进程中以“高效率，低风险”的状态进行。

基于在土木工程行业中拥有无可比拟的优越性，BIM技术在中国被大力推广。如在住房和城乡建设部印发的“2011年～2015年建筑业信息化发展纲要”中，曾经明确指出，“十二五”期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（Bim）、基于网络的协同工作等技术在工程中的应用。可见BIM技术的应用既符合建筑科技的发展方向，又符合国家政策导向[1]。

2 BIM技术的优势

传统土木工程不管是在教学还是在实际工程项目中，侧重于采取二维绘图工具绘制二维建筑结构施工图，存在很多弊端。在运用BIM技术之后，在三维技术的基础上搭建一个综合性系统平台，着重将全部施工信息聚集在一起，建成三维数字化建筑信息模型，向项目投资者、规划设计者、施工建设者等不同的业内者提供足以覆盖工程项目的整个周期性的各类信息。

在BIM系统中，可以将Sketchup、Rhino和FromZ的信息输入BIM核心建模软件之中，也可以直接使用BIM核心建模软件实现模型的建立。多种建模软件联合使用，将在不影响单个软件使用灵活性的同时，提供更全面的信息，有益于创建完整的工程项目信息模型，保证工程项目信息的一致性和完整性。除此之外，综合运用多种建模软件，能够使三维模型在建筑设计中，实现能耗分析智能化。

以下工程项目，可以充分体现BIM技术在土木工程领域的优势：

2.1 上海中心大厦

上海中心大厦项目的总高度为632米，总面积接近57万平方米。塔楼部分总共是121层，由下往上分成了九个区段，第一个区段是精品商业；第二至第六个区段是24小时甲A级办公区；第七至第八区段是超五星级酒店以及精品办公区；第九区段为观光平台。

由于该项目施工信息量庞大，各项目团队彼此之间进行施工信息传递交流的难度不断增加，在此情况下，需要将施工信息汇总，实现动态宏观调控；另外该项目建设周期较长，很大程度影响了工程项目的成本控制，对成本的控制亟待提高，所以在设计初期就引入了BIM技术。BIM技术充分将施工信息汇总，合理安排各部分的施工进度，更好的控制工程成本[2]。

2.2 南京青奥中心

南京青奥中心由三座建筑构成，包括一栋68层高塔楼五星级酒店、一栋58层高塔楼会议酒店及配套设施和一栋6层会议中心。两栋超高层建筑公用5层配套用房，与会议中心在15米、21.12米处通过空中走廊联通。

由于南京青奥中心造型复杂，无标准化单元，没有一个部分是相同的，施工难度增加，所以在施工前必须运用BIM技术搭建三维数字化模型，根据三维模型明确各部分构件样式和尺寸等等。除此之外，由于各部分构件造型多样，管线施工也必须提前在BIM技术构建的模型里进行排布，之后再现场施工，这样才能避免现场问题发生。

3 运用BIM技术需要解决的问题

（1）土木工程作为一个传统产业，在现代高速发展的社会中，其转型升级迫在眉睫。以BIM技术为代表的信息化和数字化，成为土木工程行业的发展方向。技术的创新，将土木工程行业由二维向三维数字化转变。就BIM技术在中国的发展情况而言，从接受新理念到在实践中普及，是需要经历一个漫长的过程。我们对待新技术，不应该将其束之高阁，而应该采取积极的态度加以推广。上海市曾颁发“上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知”，要求做好工程项目对BIM技术的应用、交流和技术推广。所以，在我们的教学和实际工程项目中，都要循序渐进地引入BIM技术，做好BIM技术培训与应用经验的交流；

（2）现如今的土木工程行I，普遍适应二维设计的思路，并且将二维图纸作为建筑行业最终交付的设计成果也已经成为常态。二维设计存在的不足，也已经被当前市场所容忍。解决二维设计缺陷导致的施工问题，所需成本也相对较低。综合各种原因，业内者更偏向于二维设计。所以，要加快BIM技术在中国的推广，让业内者更加清楚地了解BIM技术对工程施工的作用；

（3）运用BIM技术，通常需要用到Revit、ArchiCAD、Tekla等新型软件，这就需要设计院引进相应的的技术人员，或者对已有的设计师进行相应软件培训，对于设计院来说，这也是一次革新。但是多数设计院很难实现这些条件，也成为国内BIM技术实施的一个不利因素；

（4）运用BIM技术，是将项目设计、工程施工、项目运营和后期维护等各个方面的信息汇总到一起，也就是从不同专业角度，把数据汇总后进行分析，对于工程项目设计初期，是有一定难度的，实施时间也比传统设计所需时间长，这种现象恰好与业内者追求高效率相反。

4 BIM技术在土木工程行业的前景

在中国，BIM技术的理念正逐步为土木工程行业所了解，而从全球化的发展角度来看，BIM技术已经成为一种发展主流。当前，中国正在大规模地推进城市化进程，土木工程行业将会迎来前所未有的发展。随着工程项目规模日益扩大，结构形式愈加复杂，尤其是超大型工程项目层出不穷，使企业和项目都面临着巨大的投资风险、技术风险和管理风险。应用BIM技术，从根本上解决建筑生命期各阶段和各专业系统间信息断层问题，从设计、施工技术到管理全面提高信息化水平和应用效果，已成为建设企业的迫切需求[3]。

另外，我们可以在BIM技术原有基础上，加入新兴的信息技术。比如在BIM技术中引入混合现实技术（即MR），在工程项目实施之前，甲方戴上HoloLens（全息透镜）眼镜，就能身临其境地走进由BIM技术构建好的三维效果图里，察看建筑的每一个细节，甚至可以实现施工方不用看图纸，只要戴上这个眼镜就可以精准地按照设计组织施工。尤其是在2016年7月18日，中建一局联合天宝公司与北京麦格天宝科技股份有限公司签约并声明：将携手探索MR技术在工程建设领域的深入应用。这标志着中建一局成为中国工程建设领域第一家采用混合现实技术的企业，这一举动，也推动BIM联合其他新型信息技术在我国更进一步的推广深入。

5 结语

总体来说，BIM技术作为土木工程行业的一个充满活力的发展方向，会逐步被业内者接受并发展。当前计算机等高新技术发展迅速，BIM也会联合其他信息技术，提高土木工程行业的信息化程度。在我国，土木工程行业需求量庞大，对BIM技术的应用也会日益增加，我国土木工程行业将会在信息化的道路上迈出重要一步。

参考文献

[1]姜曦，谈BIM技术在建筑工程中的运用[J].山西建筑，2013（02）：109-110.

[2]凌械，关于中国BIM应用前景的思考[J].现代装饰（理论），2012（04）：152.

[3]张冰，项目管理中BIM技术的应用与推广[J].四川水泥，2015（12）：197.