BIM技术在建筑设计、项目施工及管理中的应用

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　　摘要：近年来，城镇化的快速推进，交通网络的大力建设，使得BIM技术在我国建筑工程中的应用越来越广泛。BIM技术不仅有效地控制了建设周期，还提高了建筑质量，降低了建设成本，让整个建设管理更加精细化。本文主要从建筑设计、项目施工、管理的角度对BIM的技术要点进行分析，旨在为建筑企业的建设管理进言献策。
　　关键词：BIM技术;建筑设计;项目施工;管理
　　引言
　　BIM技术是现代信息技术与建筑技术结合的产物。BIM技术贯穿建筑设计、施工、验收、拆除、翻新等工序始末，利用数字技术对各作业工序、各建设单位及运营商的信息进行整合，做到优化设计、精准施工、安全验收。与传统建筑技术相比，BIM技术以数据模型为依托，信息的关联性、可靠性、质量更高，能在降低建筑成本的同时，提升建筑工程的质量。
　　1 BIM技术在建筑设计中的应用
　　1.1 协同设计
　　现代建筑的建造融合了各个学科的知识，如暖通、排水、电气等。需要一个协同平台，将各方的专业优势发挥出来。减少因为信息沟通不及时，出现的设计错误和漏洞。传统建筑图纸的设计属于二维设计，缺少立体感，图纸设计多以设计单位的意见为主。而BIM技术下的建筑图纸设计不仅要考虑后续施工的难度，还要结合运营商、业主的意见。BIM技术能在建筑施工之前，收集各方的设计意见，形成信息数据库，运用数字技术，对建筑施工的实际场景进行预演。在预演的过程中，对未来可能出现的问题进行识别。此外，BIM技术的协调性还体现在各个管道布线之间的协调、水电气管道布置与其他设计的协调性。
　　1.2 效果图展示
　　在技术方面，BIM技术能根据不同建筑设计要求，对门、窗、电梯等要件进行添加和组合，并标记各个要件的具体尺寸和方位。便于设计方、运营商、业主观察不同要件构成的不同效果图，并从中选择最优组合。对于结构复杂的建筑体，BIM技术能对建筑体进行分割，针对某个剖面进行系统分析和改造。避免某个设计环节错误导致整体建筑寿命、安全系数降低。
　　1.3 融合现代设计理念
　　现代建筑设计特别强调物尽其用。特别是在高房价的背景下，建筑内部空间、格局设计的合理性显得特别重要，BIM技术能对建筑物的层高、户型结构进行事先模拟。同时，现代建筑设计强调绿色节能，如建筑物热能的损耗多与玻璃的性能有关，BIM技术能对玻璃的方向、尺寸等数据进行汇总，通过数据分析观察玻璃导热性能的不同，进而选择合适的玻璃材料进行施工。此外，温馨舒适也是现代建筑设计理念之一，设计师可以利用BIM技术探索建筑物朝向、层高与建筑物通风、采光之间的关系。
　　2 BIM技术在项目施工中的应用
　　2.1 碰撞检查
　　未来的建筑多为高层、超高层建筑，内部结构将越来越复杂，各个要件、管线相互交错，很难用常规的三视图检查建筑内部设计的合理性。设计者能通过BIM的碰撞检查技术，检查各管道、钢筋、工序之间是否存在碰撞的情况。碰撞检查技术旨在减少建筑工程不必要的变更和返工。建筑学上的碰撞包括：1硬碰撞，即各实体间在空间上存在重合、交集;2间隙碰撞，顾名思义实体之间存在间隙，但是不同部件之间的最小间距过短，不满足设计要求。BIM的碰撞检查是自动的，系统的。检查完毕后将形成碰撞报告，设计者可以根据碰撞报告对各部件的分布进行重新修正，优化整个建筑模型。
　　2.2 造价算量技术
　　BIM技术能根据施工各部件的数量、尺寸等数据初步计算出整个建筑工程的造价。这在一定程度上减少造价员核算工作量，减少了计算差错，提高成本预算信息的准确性。在项目施工阶段，造价算量技术多用于工程结算。在实际操作中，施工项目的工程结算往往是按照不同阶段进行的。施工方通过选择BIM模型中的部分要件就可以得出部分工程的款项，进而收款。同时，造价算量技术还能帮助施工方根据不同的施工节点，科学合理地引进设备、原材料等，实现精准领料、用料，避免原材料入场不及时，影响工程进度。另外，一个建筑项目的施工常常受政策、气象等的影响，如东北地区冬天的雪期较长，冬天的施工难度非常大，受材料市场价格和人工成本波动等的影响，跨年施工极易引起工程变更及工程纠纷。再者，业主需求的改变也会导致工程变更。如业主强烈要求施工方将低端的门窗更换为高端门窗。需要设计者利用BIM技术对门窗的尺寸、价格等信息进行重新汇总，并根据计算结果，更新一份可用于结算的造价报告。
　　2.3 虚拟建造技术
　　所谓虚拟建造就是根据项目实际等比例的构建建筑模型，在建筑模型的基础上对项目的实际施工进行预演。BIM技术是利用3D技术对各关键部位、重点工序进行反复动态模拟的，能透过虚拟的动画、影像全方位的观察建筑物的外观造型、内部结构等。并从中确立最优的建筑模型，建筑模型的精准性越高，项目的施工就越精准。在3D模拟的基础上增加时间管理维度，能帮助施工方掌握施工的时间节点，减少返工，节约时间成本。同时，运营商、业主能时刻掌握项目的进展情况，形成4D动态管理。在4D动态模拟的基础上加入成本数据，能有效减少人工、材料的浪费，减少经济风险，实现各方经济利益的最大化，实现5D动态管理。BIM的虚拟建造能给业主以真实的视觉体验，业主能对项目施工进行全程监督。再者，施工负责人可以利用可视化的模型对工人进行技术交底，以便工人了解施工要求、安全注意事项等。BIM虚拟建造的模型是众多数据信息的融合，对于后期的运营和维护具有重要的指导意义。因此，施工方可以将BIM虚拟模型卖给运营方。
　　3 BIM技术在管理中的应用
　　3.1 数据共享
　　信息传递的有效性和流畅性对于整个项目建设来说至关重要。业主、运营商将工程信息、建筑物的周边环境信息等传递给设计方，设计方根据这类信息进行汇总分析，并制定出设计方案，将设计信息传递给施工方，施工方则将建设信息传递给运营商、业主。形成信息流动和无损失传递，将所有信息整合，形成一条全程可跟踪、可监管的信息链。同时，时间信息、成本信息、造价信息等多维度数据信息的高度融合，使得BIM建筑模型中的数据很难在某一电脑上完成储存与运维。BIM建筑模型的数据共享是透过大数据云平台实现的，即数据核算、方案验证、模型优化都是在服务器中完成，服务器根据客户端发出的指令进行工作，再将数据信息传递给客户端，一来二去，形成客户端与服务器之间的信息交互。
　　3.2 预防性养护
　　预防性养护不仅能降低交通设施的后期维护成本，还能提高交通设施的使用寿命。相关数据显示，每多投入1元养护费用，可降低10-20元的大修费用。因此，预防性养护在整个的建筑工程管理中起着重要作用。公路出现大面积裂缝、桥梁出现坍塌不是突发性事件，而是缺少必要的养护分析和管理。不同公路、桥梁的车辆荷载信息、周围的环境信息、所处的气候信息有所不同。对于公路、橋梁的养护，不能单靠工程师的经验，应该借助BIM技术，构建分析模型，对各类信息进行汇总计算，得到各个时期公路、桥梁的养护方案、养护工艺、养护费用等。形成动态管理，实现交通运输的数字化管理。
　　3.3 精细化管理
　　BIM技术是以数据作为管理基础的，建筑数据、成本数据、时间数据让建筑的整个建设过程更加细化。模块式管理成为可能。BIM建筑模型能记录工作人员之间、各工序之间的沟通信息，保证各条快的数据信息能够及时查阅、追踪。通过建立责任制度，对设计、施工、维护等环节进行全面检查，从根源上减少人为因素、物料因素造成的安全、质量事故。
　　结语
　　BIM技术兼有信息整理和分析，协同设计、效果图展示、碰撞检查、造价算量等功能，是发展绿色节能型建筑的重要技术之一。日益复杂的建筑结构给建筑施工方带来了一定的建设难度，建筑施工方应该好好利用BIM技术，在对工程信息、建设信息、环境信息进行汇总分析的基础上，实现多维度的数据管理，以不断提高自身的建设管理水平，赢得客户的认可。
　　参考文献
　　[1]林志野;岳洋;BIM在我国建筑设计施工管理一体化中的应用与展望[J];科技传播;2010年21期
　　[2]刘西拉;我国BIM的现状和对策[A];BIM与工程建设信息化——第三届工程建设计算机应用创新论坛报告集[C];2011年
　　[3]罗智星;谢栋;基于BIM技术的建筑可持续性设计应用研究[J];建筑与文化;2010年02期
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