BIM建筑信息模型的应用研究

BIM建筑信息模型的应用研究

范亚北1，闫海燕2，李雅琦3，高佯佯4，董洪伟5

（山东协和学院 工学院 山东 济南  250107）

摘 要：在近几年的施工管理中，建筑的施工管理阶段存在着环节繁琐、人员违规操作、参与方协调效率低等诸多问题，造成了管理成本增加、管理效率低下、管理不规范并且严重影响着建筑的质量和施工安全；在项目的造价过程中，BIM在建筑造价计量计价方面发挥了重要作用，BIM技术的使用提高了造价计算效率和准确度；但BIM技术在建筑项目全过程造价管理方面应用较少，施工管理和造价信息的联通共享也不充分。解决此类问题，可通过信息平台对各种资料资源整合，利用“BIM+VR”的方式对项目全过程进行有效地信息化管理，有利于整个项目全周期的成本管理、规范管理、造价管理、节能减排。

关键词：BIM；信息模型；信息化

1  研究背景

我国针对BIM的应用在IFC标准的基础上也制作了我国的建筑信息模型标准框架CBMS；经过二十年的发展，BIM已在众多方面发挥其作用。随着互联网大数据发展，越来越多的建筑产业应用信息化技术，将信息数据在模型中综合分析用三维信息技术一体化集成。BIM可将电力，给排水，暖通，建筑，结构等专业融合一起，进行项目管理。同时，BIM应用可将数据可视化，模拟施工现场，出图性高，能够高度还原施工现场，方便协调施工进程。通过BIM技术的不断完善，在建筑领域将有更大潜能。

2  BIM协调设计与施工

2.1  BIM共享设计与施工信息模型

建筑设计是一个繁琐和复杂的任务，对于设计人员需要极大的细心。尽管设计工作人员对于设计工作认真细心，设计审核环节也严格，但每个建筑难免有设计缺陷的地方，如（管线碰撞、构件设计不合理、消防安全设计不合理等），目前很多的设计缺陷在设计审核阶段难以发现，对于这些缺陷会在施工过程中，建筑使用阶段，运用维护阶段逐渐发现；对于施工阶段对设计不合理之处可以进行设计变更，但是会对大大增加项目的造价成本，工期也会延误对项目参与各方都会造成损失。建筑竣工后因设计造成的影响将难以规避只能进行二次装修补救。增加不必要的成本。因此通过BIM信息模型，在施工规划阶段建立建筑三维模型，模型三维可视化可以检查管线碰撞、又可以在三维建筑模型内漫游，建筑实际的使用场景，来检查一些设计是否合理。

目前Autodesk公司出品的Revit模型建立软件能够自动进行构件碰撞检查，生成碰撞报告；目前国内一些公司也在开发同类技术，如广联达科技公司出品的BIMMAKE软件同样也是三维模型建立的软件。基于BIM三维模型技术能够实现设计缺陷的检查。通过结构设计师、BIM设计师、MEP设计师协同工作来解决管道碰撞的问题。具体流程如下图所示，结构设计师设计建筑的基本结构，机电设计师根据建筑结构与需求来设计电气通风等，BIM设计师建立出结构与安装的三维模型，检查碰撞然后反馈给结构与MEP设计师进行修改。对于建筑竣工后在建筑使用阶段发现的一些设计不合理问题，例如山东某养老院在竣工投入使用后，发现门宽度不能满足轮椅进入，是属于设计院设计缺陷最终双方商定设计院向甲方支付加宽门尺寸及相应所有费用。BIM5D技术可在三维模型实现人物漫游，模拟建筑实际使用场景来检测建筑设计的合理性。

图1   流程图

在装配式建筑中建筑设计构件时对于构件施工安装的考虑往往不周到，因此会造成很多构件的碰撞导致构件的破损；在整个工程周期管理中，通过BIM管理方式能避免这种因设计与施工协调不足造对工程施工造成的影响。通过BIM技术将设计与管理融合的方式，既能在设计阶段使业主、结构设计师、建筑设计师更好的交流；又能提高设计对建筑施工可行性的关注。

基于“BIM+VR”技术的应用能够在可视化的条件下协同设计。对于一个项目工程建筑设计、结构设计、施工图设计、安装设计、装饰设计可能由不同设计单位组成，各设计单位只与业主方有合同往来，在设计交流的过程中只能同业主交流导致效率低下。目前BIM技术在协调个参与方主要流程如下：

图2  BIM技术各参与方协调流程

BIM技术搭建一个信息模型平台，各设计单位在模型平台上交流，来帮助全专业设计调整。

对于目前的BIM应用，在使用场景上和项目全周期管理上有待扩展；在“BIM+VR“技术的支持下，其提供了一个虚拟动态可视化平台；通过该平台可将项目信息提供给业主方、设计方、施工方三方实现信息共享，进行可视化协同设计。

图3  虚拟平台关系图

在此技术中，不论是相对于传统设计方式，还是目前一般性的BIM协同设计模式都有更大的优点。相对于传统设计和BIM协同设计，“BIM+VR”可视化协同设计在协调方式、使用场景等方面都更有优势。可达到协调性高、沟通性好、实现可视化。

表1 各技术优势对比表

3  BIM信息平台下造价控制管理

目前甲方对造价的控制主要是通过建立工程量模型生成导出项目工程量，根据工程量套取相应的定额，来计取招标控制价通过招投标的方式来控制项目整个的造价。一个项目的造价是从规划阶段到设计阶段到施工阶段到竣工运营阶段直至拆除都会产生造价。传统造价管理仅仅只是针对勘察、设计、施工进行招标控制造价，在施工阶段和运营阶段的造价难以得到控制，会造成投资超额等。介于此通过BIM信息平台进行全过程造价的管控，可以有效的控制建筑造价。

广联达BIM全过程造价管理仅局限于招投标、施工和竣工结算阶段，建筑使用运用阶段的能源资金消耗更为多，对于运用阶段资源的节省也同等重要。在运营阶段对设备的维护、物资管理、电力系统和水利系统的检测尤为重要；通过精细化管理照明系统、通风系统、给排水系统等有利于能源与资源的节约，打造绿色节能建筑。

4  总结

通过BIM技术可以有效地对项目造价、成本、规范、人员有效地信息化管理，既节省了管理环节资源，又提高管理效率。通过信息共享平台，对人员权限、登记、流程、管理进行模型平台化，保证了管理高效造价可控，在项目运营方面BIM对节能减排信息管理有着显著优势。

参考文献：

[1]杨科,康登泽,车传波.基于BIM的碰撞检查在协同设计中的研究[J].土木建筑工程信息技术,2013,5(04):71-75+98.

[2]郭文强.基于“BIM+VR”的建筑可视化设计方法及应用研究[D].北京交通大学.2018.

[3]钟懿萌.BIM技术在B建筑工程全过程造价管理中的应用研究[D].贵州大学.2023.

课题来源：2024年度山东协和学院校级开放性实验项目。“小型房屋建筑工程项目建筑结构BIM模型创建”（课题编号；2024SYKF11）