浅谈BIM概念及应用

中图分类号：G623.58文献标识码： A 文章编号：

近年来，随着工业化时代的到来与发展，国内计算机技术和网络技术在建筑业设计、测量、工程造价等领域的广泛应用，国外BIM技术的成熟发展及普及，我国也逐步开发与中国建筑市场特色相结合的BIM建筑信息模型。

一、建筑信息模型（BIM）的概念

1、BIM是指在建筑设施的全寿命周期创建和管理建筑信息的过程，这一过程需要应用三维、实时、动态的模型软件和数据库，涵盖了全部建筑构、配件和设备、管线及各种建筑组件的几何信息、时间信息、空间信息、地理信息及工料信息和工程数据模型，并以此对建筑项目进行设计、建造和运营管理的过程。

2、建筑信息模型（BIM 技术）的基本特征：1、BIM 不限于在设计中的应用，它可应用在建筑工程项目的全寿命周期中；2、用 BIM 进行设计属于数字化设计； 3、BIM 的数据库是动态变化的， 在应用过程中在不断在更新、丰富和充实；4、BIM 提供了一个项目参与各方协同工作的平台。

3、BIM的核心是建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。

4、BIM中各方在系统中扮演的角色：建设方与管理方是系统的组织与管理者；建筑设计人员是系统的执行者；研发与开发企业是系统的维护者；政府与监管机构是系统的监管者。

5、“分布式”BIM模型包括：设计模型、施工模型、质量模型、进度模型、费用模型、制造模型、操作模型、运营模型等。

工程项目各参与方使用的是单一信息源，确保信息的准确性和一致性。实现项目各参与方之间的信息交流和共享。从根本上解决项目各参与方基于纸介质方式进行信息交流形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”问题。

二、建筑信息模型（BIM）的应用

BIM是建筑工程信息化历史上的一个革新。BIM就是一个包含了建筑全生命周期，包括建筑规划、设计、施工、运营、改造等全部过程中所有信息的大型数据库，为真正实现建筑工程全生命周期的建设好管理提供了技术支撑。

1、建筑信息模型的建立与维护：信息模型的建立与维护的实质是使用BIM平台汇总各项目团队所有的工程信息，消除信息孤岛，并且将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中项目各相关利益方随时共享。将设计、施工、和运营过程融为一体，建筑企业之间多年存在的隔阂正在被逐渐打破，提高了生产效率。BIM模型往往由相关设计单位、施工单位或者运营单位根据各自工作范围单独建立，最后通过统一的标准合成。这将增加对BIM建模标准、版本管理、数据安全的管理难度，所以业主有时候会委托独立的BIM服务商统一规划、维护和管理整个工程项目的BIM应用，以确保BIM模型信息的准确、时效和安全。

2、虚拟施工：虚拟施工是虚拟施工是BIM技术在施工阶段的运用，它是一种在虚拟环境中建模、模拟、分析建筑设计与施工过程的数字化、可视化技术。它的主要作用是：

（1）、分析与优化：虚拟施工技术可在建筑设计阶段，对建筑设计进行分析与优化，确保设计的可施工性。复杂的建筑项目经常出现设计的可施工性不强或不可行等问题，这将增加返工量，影响施工进度。虚拟施工为此提供了一个有效的平台，可由于设计冲突、可施工性的检测，以及多方沟通、分析。通过“设计-检测-设计”的循环过程消除设计错误和设计忽略，减少施工的返工成本。通过虚拟技术，设计检测已经成为设计优化、提高设计质量的一个重要手段，它能确保设计是可施工性，使施工过程顺利进行。整合设计，使各专业的协作在设计开始就“自然”地通过中心数据库实现，无须具体人员的参与、组织、管理，设计中的交流、沟通显而易见，但基本上不需要任何成本。改变了人们认识建筑的方式，通过数字模型更直接、更快速、更有效、更准确、更便宜。为客户提供更为个性化的虚拟样板间，如实时查询居室空间，如不同时间房间内阳光的真实变化。使客户身临其境感受整个建筑的氛围,降低销售成本。

随着CAD技术在工程设计中的应用，结束了设计师手工绘图的历史， BIM 技术在设计方面除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息，使设计者实现可视化设计。

（2）“先试后建”：基于3D设计模型的建立，采用虚拟施工技术可模拟和分析相关施工方案。通过模拟，可发现不合理的施工程序、设备调用程度与冲突、资源的不合理利用、安全隐患、作业空间不充足等问题，也可以及时更新施工方案，以解决相关问题。也可以进行施工方案的优化，施工方案的优化是一个重复的过程，即通过“初步施工方案-模拟-发现问题-更新方案”循环模拟。提前发现设计和施工中存在的问题，并通过模拟找到解决问题的方法，用于指导真实的施工，直到在真实施工之前找到一个最佳的施工方法，尽最 大可能实现 “零碰撞、 零冲突、 零返工”，从而大大降低返工成本，减少资源浪费与冲突及安全问题。不仅如此虚拟技术的应用，将彻底颠覆建筑施工“一次性”的概念，引发建筑业的变革——管理方法的改变。（变事中、事后管理为事先管理，还可用于招投标阶段的施工组织设计和施工方案，促进建筑业的标准化和预制化）。

（3）优化施工管理：虚拟原型技术能在模拟系统里全真运行整个施工过程，项目管理和计划人员可以了解每一步施工活动。如果发现问题，施工计划人员可以提出新的方法，并对新的方法进行模拟来验证其是否可行，这在虚拟施工中叫做施工试误过程，它能够做到在建筑工程施工前绝大多数施工风险和问题能被识别，并有效的解决。虚拟施工还提供了可视化的施工空间。施工空间随着工程的进展会不断的变化，它将影响到工人的工作效率和施工安全。通过可视化的模拟工作人员施工状况，可以形象的看到施工工作面、施工设备位置的情形，并评估施工进展中这些工作空间的可用性、安全性。虚拟施工本身不消耗施工资源，却能事先看到、了解施工过程和结果。可大大降低管理成本、减少风险、增强管理者对施工的控制。采用BIM技术，则可实现成本的动态控制，成本控制更加准确、费用更低，避免如央视新大楼投资严重超标的现象。

3、基于网络的项目管理：建筑项目管理应用了计算机、互联网和企业内部网络，基于网络的项目管理系统通过采用网络信息技术建立中心数据库，提供建筑工程的信息服务，促进建筑工程各参与方的交流与合作，并不断更新数据库中的数据，使得业主、设计师、监理工程师和承包商及时地掌握工程近况，并做出分析与决策。基于网络的项目管理将会对一个项目组织的技术、工作环境、人际关系、开发过程带来相当大的冲击。

BIM技术在室外管网中的运用：在室外管网施工中，各种管线设计及施工单位互不隶属、自成一体，在进行室外管道设施设计及施工时缺乏统一规划设计和协调管理，若采用BIM技术，建立三维模型，进行施工模拟，则可以有效地避免设计错误，施工混乱，管线交叉，土方二次开挖，材料二次倒运，破坏其它已有管线等现象，在施工前避免不必要的错误，节省人力物力。并为后期小区竣工验收，建立电子档案，交付业主使用提供优质服务。

BIM建筑信息技术的应用，引发了建筑业设计的变革，使建筑表现的形式是数字化的模型，而不是传统的图纸；设计者、业主、管理者通过“真实的建筑”了解建筑。我国已经将BIM技术作为国家科技部“十一五”的重点研究项目，并被住房和城乡建设部确认为建筑信息化的最佳解决方案，BIM的管理理念正在深入人心。