BIM在建造施工中的应用研究

摘要：当前BIM技术已成为建设领域信息技术的研究和应用的热点，BIM的应用价值已经得到政府和行业的高度关注和普遍认可。本文主要通过介绍BIM技术的概念及特点来阐述BIM技术在施工领域中的应用，并对BIM 系统的应用前景作出展望，以此希望加强BIM在建造行业的推广，从而进一步提升我国建造施工的品质。

关键词：建筑信息模型 建造施工 可视化展示 可视化控制

中图分类号：TS958文献标识码： A

【Abstract】Currently,BIM technology has become a hot research field of construction.The application value of BIM has been highly concerned by the government and industry. This paper mainly introduces the conception and characteristics of BIM,expounds the application of BIM in the construction field,and discusses the application prospect of BIM.It hopes to strengthen the promotion of BIM in the construction industry and to further promote construction quality.

[Keywords]Building Information Modeling, Construction, Visualization Exhibition,Visualization Control

1.BIM的概念及特点

BIM以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体和功能特性的数字化表达。它不仅仅是数据，更是连接建筑生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目的各参与方普遍使用。

BIM具有特点：

（1）可视化。在BIM模型中，建筑与结构设计、建筑施工及运营管理等整个过程都是可视化的，项目管理的各方的交流和沟通、讨论与决策都是在可视化的状态下进行的。

（2）协调性。项目管理的各参与方的协调沟通工作都是以同一个BIM模型展开的。

（3）模拟性。BIM可以模拟各类施工方案、施工工序及工艺、施工过程及进度。

（4）优化性。BIM及与其配套的各种优化工具能对复杂项目进行优化，包括工序优化、工艺优化、进度优化等。

（5）可出图性。BIM可以在对各专业的可视化展示、协调，进行各类模拟、优化后的三维模型基础上出三维综合管线图及三维轴测图等。

2.BIM在施工的应用

BIM在施工阶段的应用主要体现在六大方面：可视化展示、施工过程模拟、机电专业深化设计、施工进度模拟、施工成本管理、变更的可视化控制。

2.1可视化展示

利用二维图纸建立建筑结构和机电专业BIM模型，在施工交底和现场汇报时可以对设计结果进行动态的可视化展示，使得业主和施工方能直观的理解设计方案，同时也可以检验设计的可施工性，以方便在施工前预先发现存在的问题。如下图所示。

2.2 施工过程模拟

在施工阶段，通过三维施工过程模拟技术对物流组织及场地布局、设施设备及管线安装（如图所示）、大型疑难构件装配（如图所示）等方面提供施工指导，在施工前发现潜在的问题，并借助三维可视化进行技术沟通解决这些问题。

施工过程模拟是施工工序与设计模型的三维可视化集成。根据工序的拆分与三维模型的关联，逼真地模拟现实施工中的工序场景，辅助业主及相关人员验证当前施工工序方案是否合理，并进行调整优化，避免因施工顺序错误导致的重复劳动、材料浪费、延期等。

对施工过程中的各组的项目中协调意见进行跟踪，能够客观反映各个施工组的整个施工过程中的协调进度、协调结果等，形象地对施工过程进行模拟，便于管理人员组织决策提高工作和沟通的效率，减少因工期交叉造成的工程返工，节约人力和物力成本。

疑难装配模拟

2.3机电专业深化设计

建立机电专业BIM模型，实现专业内和专业间碰撞检查分析、安装及检修空间检测、三维管线综合及三维轴测图等。

（1）碰撞检查分析

在设计阶段往往会出现各专业设计师之间沟通不到位从而导致各专业间的碰撞打架问题，如暖通等专业的管道在进行布置时，有时候会出现布置管线处有结构设计的梁等构件妨碍管线布置等情况。在施工前，利用BIM模型进行碰撞检查可以优化项目设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误，避免返工，加快施工进度，为业主降低建造成本。如下图所示。

（2）安装及检修空间检测

在BIM模型创建过程中，根据需要对主要分区、关键部位等的管线和设备等施工工程进行模拟安装和模拟检修，通过施工前的虚拟体验，来发现可能存在的设计问题并及时通过BIM模型修正设计方案，解决问题。如下图所示。

（3）三维管线综合

在传统二维管线综合中，设计师使用线条表示平面位置，通过数字和字母的标注表示不同的管道系统和标高及管径。这种表现形式相对简单，同时设计师只能在图纸中调开管线的平面位置，而各种管线与桥架的标高变化及交叉情况需要设计师留出很大的精力放在三维空间的想象上，然后通过简单的手绘草图或者语言表达才能和其它设计师进行交流，随着项目体量的增加、复杂程度的提高，对各专业协同与配合的要求也随之提高，这就使得传统的二维管线综合已经很难适应新形势的要求。

三维管线综合是在BIM三维建筑设计的基础上对机电专业的管线和桥架进行走向优化、标高调整及碰撞检查分析。进入BIM概念，设计师可以通过功能强大的三维设计软件在计算机系统中搭建与实际工程1:1的建筑模型，并通过各专业的协同作业让不同专业的设计师更全面的获取相关专业的信息，更完整的获取其他设计师的设计意图，极大的提高了设计和施工质量。

三维管线综合

（4）三维轴测图

通过轴测视图方式展现多角度的建筑主体结构及机电专业三维设计内容，在轴测图中将附带信息详细表示，为重点区域或设备间复杂管线排布和施工作技术指导。

轴侧图按表达内容范围分为管线综合整合系统轴测图、单系统轴测图、局部轴测图。

轴测图表现内容涵盖：透视视图方向，视图比例，进出和前后信息变动管线名称、规格、标高，管线图例，指北针（主要为指示局部轴测视图指北方向）等。

轴测图

2.4 施工进度模拟

通过将BIM模型与施工进度计划关联，对场地状况进行4D动态模拟，4D动态模拟形象的反映了施工过程中施工现场状况以及各项数据的变化，通过对日期、工序的选择，更可直观展示当日、当前工序工程进展情况以及工程量变化情况。

2.5 施工成本管理

通过施工动态模拟软件，利用BIM 模型，实现了工程量计算和计价的双向数据链接，当模型改动时能够实时反映工程造价的变化。在BIM 模型中已经包含了完备的成本数据，和进度信息结合，随着形象进度的动态展示，实时生成S型成本曲线。

2.6 变更可视化控制

进入土建施工阶段后，最主要的工作是根据施工过程中的实际设计变更情况，及时更新BIM模型。施工难免发生项目变更，通过对施工阶段的设计变更进行影响分析，可以降低变更设计带来的风险。通过BIM技术，在可视化模拟环境中进行变更内容模拟，直观的分析变更技术方案的可行性及对其他专业造成的影响，对变更内容工程量及工程造价作出评估降低由于设计变更带来的风险。

3.展望

目前，工程建造的各参与方都希望在工程建造过程中能够对建造过程及进度进行及时管控，对工程技术数据能够准确的获取，以便更好的把控建造进度。展望未来，随着BIM技术的推广和自身发展的不断成熟，借助于BIM技术平台，建造施工管理信息化、过程化，精细化将逐步得到实现，并将不断得到完善。

参考文献

【1】杜泓翰，杨光，计增龙.探究BIM在建筑施工中的应用[J].城市建设理论研究，2012（4）

【2】杜刚，李鑫，王兴龙，黄业茂.建筑施工企业BIM应用浅析与建议[J].施工技术，2012（6）

【3】钱苏.BIM技术在施工中的应用[J].施工技术，2014（1）