BIM在设计和施工的应用

BIM在设计和施工的应用

崔嘉慧安源

河北工程大学河北邯郸

摘要：BIM（建筑信息模型）是近几年在原有CAD技术基础上发展起来的一种多维模型信息集成技术，可以使工程建设项目的所有参与方从项目概念方案产生到完全拆除的整个生命周期内，都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，从根本上改变从业人员依靠图纸进行项目建设和运营管理的工作方式，实现在建设项目全生命周期内提高工作效率和质量以及减少错误和风险的目标。

关键词：BIM技术；建筑设计；施工过程；项目管理

前言

BIM技术（BuildingInformationModel）是近年来在计算机辅助建筑设计领域出现的新技术，它是基于建筑工程项目的各项相关信息数据所建立的完整、高度集成的建筑信息化模型。其包含的数据库信息在建筑全过程中能够动态变化调整，并可以及时准确的调用系统数据库中的数据，从而加快决策进度，提高决策质量和项目质量，降低项目成本，增加项目利润。

一BIM技术在施工企业中的应用价值

BIM是通过计算机三维模型所形成的数据库，包含建筑施工周期中大量重要的信息数据，这些数据库信在建筑施工全过程中动态变化调整并可以及时准确地调用系统数据库中包含的相关数据，加快决策进度、提高决策质量，从而提高项目质量，降低项目成本，增加项目利润。BIM是事前的模拟技术。BIM在施工之前能够提供一种基于计算机进行工作成果、绩效指标以及生产过程模拟的手段，使得工作之前就可以通过可视化方式知道过程或者成果中存在的间题，从而提前进行方案改进和优化，提高施工的质量，减少浪费，创造价值。施工单位通过BIM的应用，可以实现项目的精细化管理。

在施工阶段BIM与设计阶段不同，施工阶段的工作目标是实际项目，而BIM成为实际项目的“计算机虚拟映像”而包含了实际项目所需的所有必要信息。这就是为何在施工阶段，只有将BIM模型与实际项目虚实结合，才能对项目进行有效过程管控。建筑项目产品不像制造业产品，建造过程项目管理所需要的数据复杂难以标准化，而BIM三维信息技术不但解决了海量数据管理难题，而目解决了信息孤岛间题，数据能够完全共享。当工程基础数据信息在动态的建设过程中进行有效地创造、计算、管理、共享，使各管理岗位，各协作单位快速、准确获得数据成为项目能够成功的关键。

1协同设计

随着建筑工程复杂性的不断增加，学科的交叉与合作成为建筑设计的发展趋势，这就需要协同设计。而在二维CAD时代，协同设计缺少统一的一技术平台。虽然目前也有部分集成化软件能在不同专业间实现部分数据的交流和传递（比如PKPM系列软件），但设计过程中可能出现的各专业间协调问题仍然无法解决。基于BIM技术的协同设计，可以采用三维集成设计模型，使建筑、结构、给排水、暖通空调、电气等各专业在同一个模型基础上进行工作。建筑设计专业可以直接生成三维实体模型；结构设计专业则可以提取其中的信息进行结构分析与计算；设备专业可以据此进行暖通负荷分析等。不同专业的设计人员能够通过中间模型处理器对模型进行建立和修改，并加以注释，从而使设计信息得到及时更新和传递，更好地解决不同专业间的相互协作问题，从而大大提高建筑设计的质量和效率，实现真正意义上的协同设计。

2效果图及动画展示

利用BIM系列软件强大的建模、渲染、动画技术，可以将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使得业主等非专业人员对项目功能性的判断更为明确、高效，决策更为准确。另外，如果设计意图或者使用功能发生改变，基于已有BIM模型，可以在短时间内修改完毕，效果图和动画也能及时更新。并且，效果图和动画的制作功能是BIM技术的一个附加功能，其成本较专门的动画设计或者果图的制作，成本会大大降低，从而使得企业在较少的投人下获得更多的回报。

3设计图纸可施工性的加强

在传统的设计模式中，各专业（建筑、结构、暖通、机械、电气、通信、消防等）之间经常出现矛盾和冲突，并且难以协调和避免。而利用BIM模型，可以对建设项目的各系统进行空间协调，大大缩短设计时间、减少设计错误与漏洞，从而有效消除碰撞与冲突。通常，大多建设项目的设计与施工人员之间交流相对较少，并且设计人员普遍缺乏施工经验，设计中往往不考虑实施施工的难易性，这便容易导致施工难度大大增加，使得施工人员难以按照设计图纸进行施工。BIM技术则可以提供强大的可协调性交流平台，加强设计与施工之间的交流，让施工人员提前参与到设计阶段，改变传统的设计模式，使得设计图纸的实际可施工性得到加强。

二BIM技术在施工过程中的应用

1三维碰撞检查

传统的二维图纸设计中，在结构、水暖电等各专业设计图纸汇总后，由总图工程师人工发现和解决不协调问题，这将耗费设计师大量时间和精力，影响工程进度和质量。BIM技术在三维碰撞检查中的应用已经比较成熟，国内外也都有相关软件可以实现。像设计阶段的Navisworks，施工阶段的鲁班虚拟碰撞软件。这些软件都是应用BIM可视化技术，施工设计人员在建造之前就可以对项目的土建、管线、工艺设备等进行管线综合及碰撞检查，不但能够彻底消除硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空和管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量、同时也提高了与业主沟通的能力。

2算量技术

BIM中的构件信息是可运算的信息，借助这些信息，计算机可以自动识别模型中的不同构件，并根据模型内嵌的几何和物理信息对各种构件的数量进行统计。使用BIM模型来取代图纸，直接生成所需材料的名称、数量和尺寸等信息，而且这些信息将始终与设计保持一致。在设计出现变更时，该变更将自动反映到所有相关的材料明细表中，造价工程师使用的所有构件信息也会随之变化。

3虚拟建造

虚拟建造技术是实现概念设计的有效手段，其是利用虚拟现实技术在可视化方面的强大优势以及可交互式功能，对建筑物的外观、环境功能、施工等方面进行交互的建模与分析。要求虚拟建造的模型能够反映物理原型的特性（包括外观、空间关系以及力学性质）。用户应能从不同的角度，以不同的比例观察虚拟模型，通过操纵原型对建筑物的功能进行定性的判断

三结束语

BIM是通过数字化技术，在计算机中创建一个建筑信息模型，为使用者提供一个单一的、完整的、逻辑的建筑信息库。BIM这一方法和理念，由autodesk公司于2002年率先提出，现在已经在全球范围内得到业界的广泛认可。在中国BIM属于起步阶段，但在中国大规模推进城市化进程中，在构建数字化城市等方面的应用方面，在实现建筑产业工业化标准化生产中，BIM的应用有着十分广阔的发展前景，将为建筑业带来前所未有的发展和机遇。

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