BIM技术在智慧建设中的应用

摘要：探索建设项目管理的信息化建设，分析了BIM技术的特点及在项目建设全过程中的应用范围，为进一步研究BIM在实践中的运用以达到缩短工期、节省造价的目的奠定基础。

关键词：BIM技术；智慧城市；信息化建设；全过程管理系统

“智慧城市”是当今全球城市发展的新模式，而智慧城市建设离不开建筑领域的智慧化，智慧建造是其中不可或缺的重要组成部分。“智慧建造”是一个新型的建造理念，它要求建筑业发展走低消耗、低污染和可持续发展的道路，同时能应用信息化技术改革建筑业传统的生产方式。“智慧建造”理念的核心技术就是建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）。BIM技术可以改变工程项目各部门、各参建方之间信息传递共享效率低的现象，是信息化手段在建筑业的直接应用，是建筑业改变传统建造理念的技术支撑。

1建筑项目管理的现状

建筑业是我国国民经济的重要产业，但劳动密集、现场生产的特性决定了建筑业的生产效率难以提高。随着当前的经济和社会发展要求，建筑业的利润越来越薄、用工管理越来越难，工程项目投资失控、工期失控、质量失控和管理失控将会加剧，建筑业粗放型的增长方式仍然没有改变。研究显示最主要的原因是由于建筑业管理水平低、管理理念落后以及信息化水平低等。虽然近几年信息化水平在大幅度提升，但整体仍处于初级发展水平，与国际信息化程度仍有较大的差距。

有个分析结论：信息化带来的价值可以减少10%的投资，这对项目业主来说是相当可观的。因此，如何实现工程项目管理信息化，如何最大限度地开发信息资源，如何利用先进的信息技术，将对工程项目建设具有重大意义。

智慧建造理念的要求就是用信息化手段，使得整个建造过程的精细化、低碳化和智能化，从而保证建筑业从高消耗、低效率的粗放型产业向集约型转变，而BIM正是实现智慧建造的根本途径。BIM不仅能解决工程建设各参与方甚至项目与项目之间的协同问题，同时还能解决工程建设各个阶段信息有效传递的问题。

2 BIM技术的特点及优越性

BIM通过创建数字化模型来不断更新、获取项目信息，从而应用到工程项目的设计、建造和营运维护[1]。

2.1 BIM技术的特点

建筑物构件的参数化是BIM的重要特征，BIM满足了参数化设计的要求，满足了图元构件的参数化表示、构件关联与参数化修改属性等图元。BIM模型的参数化特点还体现在其能兼容其他分析软件，实现数据共享，以及能耗分析、结构验算、碰撞检查、日照分析以及虚拟建造等功能。

二维、三维以及参数模型的动态显示与调整是BIM的重要特征之一，它不仅进行传统的二维平面形式表达图元，同时还能实时的以三维立体形式表达建筑物构件，而且在某种特定情况下还能进行分析计算。

BIM所表现的模型外，最重要的是存储了项目信息的数据库，BIM数据库可以根据客户需求导出相应格式的信息。包括平面二维图纸、文本、表格、三维模型等。信息输出形式大致可分为两类，一类是图形数据，如平面图、剖面图、三维效果图、立面图等；另一类是非图形数据，这些数据将以文档的形式输出，如工程量统计表、门窗类表、设备信息表等。

BIM模型的开放性可以实现与其他分析软件的兼容，从而实现数据共享，使得各专业的信息交换、共享成为可能。同时，访问、获取在工程项目全寿命周期的各阶段创建的信息变得更加快捷、准确，使得协同工作方式成为可能。

2.2 BIM技术的优越性

BIM的优越性主要体现在以下几方面：

加快工程进度：利用BIM技术，可以大大减少设计错误带来的工程进度延误；采用基于BIM的参数化设计，可加快设计进度；加强了项目各参与方的协同作业，信息传递效率提高，大大加快了工程进度；

提高工程造价的准确性：利用BIM模型的工程量统计功能代替手工算量，大大加快了工程造价速度，提高了工程量统计准确度；

提升工程质量：利用三维模型，减少了图纸错误或二维平面图理解误差带来的工程变更，减少了不必要的资源浪费，提升了工程质量；

降低工程风险：工程量统计与工程造价都直接由BIM模型直接产生，大大降低了前期投资成本，提高项目决策的准确度；

有助于营运期的设备管理与维护：在全寿命周期管理中，利用BIM竣工模型可以查询设备信息，方便设备的管理与维护。

3 BIM技术的主要内容

BIM技术在建设项目全过程管理中的运用可分为八个系统，分别为设计管理系统、施工质量管理系统、施工进度管理系统、施工成本管理系统、施工安全管理系统、各方主体管理系统、项目采购管理系统和项目运维信息支持系统，体系的总体框架如图3.1[2]所示：

图3.1 智慧建造总体框架

3.1 设计管理系统

包括：（1）共享设计图纸和设计文件；（2）共享图纸中采用的设计规范和图集；（3）各专业设计图纸的协同关系，包括建筑、结构与管线之间的协同；（4）设计变更的依据、流转与签证机制；（5）设计变更后的图纸对比；（6）设计变更产生的投资、进度影响；（7）设计变更产生的重新审图报警机制。该系统可以为施工提供充足的资料，协调各专业设计关系，及时变更设计与审查，有利于项目投资控制。

3.2 施工质量管理系统

包括：（1）工程项目结构分解及组成部分的图纸质量要求；（2）质量评价的标准、规程；（3）施工操作人员符合性的响应机制；（4）提供相关部位的现场施工影像资料；（5）试验、检测等资料；（6）检验批质量的施工自检、监理和设计复检及反馈机制；（7）分项、分部、单位工程质量的自动生成。该系统可跟踪工程动态质量，反映质量检验与缺陷处理，使得质量资料详实，质量责任明确。