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BIM技術在建築工程專案有何應用?

作者:由 博士講科技 發表于 書法日期:2023-02-03

建築bim技術是什麼意思

前言

我們是基建大國,不管是建設規模上還是建築工程技術上,我國都處於世界較為領先的地位,但在工程管理理論與管理軟體開發應用方面,與西方發達國家相比還有較大進步空間。為推動建築業轉型升級、促進建築業高質量發展,國家提出了《關於推動智慧建造與建築工業化協同發展的指導意見》,指出了要大力發展裝配式建築、推進建築業數字化轉型、推廣應用建築機器人等指導意見。

而BIM技術正是推進建築業數字化轉型的有效途徑之一。隨著國家建築業主管部門及相關行業協會的推廣,越來越多的建築工程中開始應用BIM技術,取得了良好的成果。可以預見BIM技術在未來會得到更加廣闊的應用。

BIM技術概述

BIM(Building Information Modeling)的字面意思是建築資訊模型,是透過計算機技術對建築中的各種資訊進行數字化表達,進而轉化為資訊化模型進行展示。它是在傳統CAD的基礎上發展起來的新型技術。

BIM的核心是三維數字技術,透過將專案建設中的各種資訊數字化,形成三維資訊模型,並將以前相對獨立的各專業融合在統一的管理平臺之下。

BIM技術在建築工程專案有何應用?

BIM技術的特點

相比傳統的CAD等設計工具,BIM技術具有許多獨有的特點。

第一,是視覺化。傳統二維的CAD圖,表達的資訊遠不如BIM技術生成的三維立體影象形象和具體。從二維圖紙到具體的施工實體,設計人員和現場施工人員還是需要在大腦中進行想象轉換。特別是對於一些形態複雜的建築實體,很難用二維圖紙進行形象的展現。這種情況下使用BM技術生成的三維模型或動回來展現,效果好得多。

且傳統基於CAD的設計一般各個專業各自為戰,由於施工現場的複雜性,某專業的設計人員極易由於對其他專業的不瞭解而使設計出的方案與其他專業產生衝突。而憑藉BIM強大的視覺化功能,把各個專業結合在一個可見的模擬實體上進行分析,更容易發現設計中的各種空間碰撞檢在問題。

第二,是協調性。建築工程專案各專業的施工流程比較複雜,聯絡緊密。所以專案管理者與各個專業之間需要進行大量的溝通協調。

而在BM視覺化模型基礎上的溝通協調,可以極大地提高描述的準確性,提升溝通的效率。且各種空間碰撞問題的提早發現,可以將問題隱患提前暴露,溝通解決,省去了施工後發現問題帶來的增加成本,減少了推諉扯皮現象。

第三,是模擬性。BIM技術的模擬性功能十分強大。

在BIM 3D模型基礎上可以增加時間維度,稱為4D,可以按照進度計劃對建築施工過程進行模擬,透過對照現場實物量形成情況與某個時間點的模型,直觀地體現整體工程進度情況。

在此基礎上還可以增加造價資訊,稱為5D,可以方便地得出某個時間點的計劃投資額度,這對於實時進行造價控制是十分得力的工具。

BIM技術在建築工程專案有何應用?

第四,引數化。BIM進行建模是以各種資料和引數為基礎的。所有視覺化構件的背後,都是詳細的各種資料引數。這些構件都是透過各種引數來進行儲存的。構件的差異化也體現在這些引數的差異化。透過調整相關引數,可以得到各種差異化的不同構件。

第五,資訊完備性。BIM技術詳細地記錄了專案的所有關鍵資訊,如材料的形狀大小、價格、施工工期、所需機械設施數量與單價、所欲人工數量與單價等。這也是BIM區別於CAD等設計工具的主要原因。所以說BIM不僅是一種設計工具和表現工具,更是一種管理工具。

BIM技術在建築工程專案有何應用?

BIM技術在工程專案中的應用

設計製圖方面

通常,一個專案的圖紙按照專業有結構圖、建築圖、消防、給排水、強弱電、暖通、燃氣等專業圖紙。雖然透過圖紙會審可以降低各專業圖紙之間存在的矛盾與碰撞,但由於二維的圖紙不夠直觀,還需要想象才能在大腦中還原為立體的具體施工畫面,所以一些圖紙問題還是不容易被發現。

特別是對於一些複雜形態的建築專案來說,想象難度大,施工人員要完全理解設計圖紙,需要較強的專業水平和空間想象能力。

而基於BIM的協同設計,將整個專案視為一個整體,使各專業在一個統一的平臺上進行設計,資訊共享,降低了不一致性,使施工人員對專案設計的理解大大增強。且透過BM的三維模擬,直觀地發現並解決設計圖紙中各專業的矛盾。

透過碰撞檢查,自動查詢存在的碰撞問題,極大地降低了到了施工階段才發現碰撞問題的可能性,節省了由此帶來的時間和成本耗費。利用BIM的剖切功能,設計人員可以快速出圖,即使進行了設計變更,圖紙也能自動更新。

BIM技術在建築工程專案有何應用?

進度控制方面

進度是建設專案管理的幾大控制目標之一。傳統導致進度拖延的因素有設計問題、進度計劃設計不合理、人員配備及技術水平問題、環境及社會因素等。所以在制訂進度計劃時應充分考慮各種因素。利用BIM進行進度控制主要利用其模擬性,在三維模型的基礎上增加時間維度,透過模型的動態變化來反映施工過程,將施工過程形象地展現在專案參與者面前。

筆者在專案實踐中用BIM進行進度控制基本上採用4個步驟:首先,利用Revit軟體建立專案的三維模型;其次,利用Projet軟體建立進度計劃的具體的節點資料;再次,利用Navisworks建立詳細的進度計劃;最後,根據專案進度實際情況採取相應措施。

質量控制方面

造成建築工程專案質量問題的常見原因有施工人員專業技能欠缺、材料質量不合格、施工流程不符合規範、各分包專業未協調好而相互影響等。質量控制分為事前質量控制、事中質量控制和事後質量控制,BIM技術主要應用於事前質量控制和事中質量控制階段,主要利用BIM技術的模擬性。

透過利用BIM的模擬性對專案的施工過程進行全方位的模擬,將專案的施工環境、專案現場的排布、施工中採用的材料、工藝、成本支出等方方面面都可以在一個統一的環境中得到體現。透過模擬過程,可以比較容易地找出工程質量的影響因素以及質量控制過程的關鍵點。

另外,利用三維立體的模擬影象進行技術交底,更容易發現各種質量隱患,將問題解決在儘可能早的階段。

BIM技術在建築工程專案有何應用?

成本控制方面

基於BIM技術的成本控制可以貫穿整個專案週期。前期招投標階段,用BIM的自動算量算價功能,可以大大減輕工作人員的工作量,縮短招標檔案的製作時間。利用BIM模型中的專案進度計劃,利用成本資料庫中的成本資訊,可以方便地制訂成本支出計劃。

專案施工過程中,利用BIM可以快速對現場實物量形成情況進行量的核算和成本核算,以便了解專案支出情況是否符合專案支出計劃。BIM的5D成本資料庫,使成本核算非常快速準確。到了竣工結算階段,可以結合簽證資訊快速計算最終工程量和結算額。

問題與解決途徑

近年來,雖然越來越多的公司開始採用BIM技術用於專案的設計實施,但熟悉BIM技術的技術人員較為缺乏,精通BIM技術的更少,這在一定程度上制約了BIM技術的推廣使用。

要在建築工程專案中發揮BIM技術的這些優勢,要求傳統專案團隊的技術水平有進一步的提升。由於BIM涉及建築工程、計算機建模甚至大資料等多門學科,所以各專案建設單位、承建單位、設計院、造價諮詢單位均應順應BIM技術的發展趨勢,重視BIM專業人才的招聘和培養。

BIM技術在建築工程專案有何應用?

結語

BIM技術是一種新型的設計工具和表現工具,更是一種專案管理工具。雖然現階段受相關人才不足的制約,BIM技術還未在工程專案中普遍使用,但這項技術已經引起了國家建築主管部門和社會各界的重視。相信隨著國家相關部門的大量推廣,各大教育培訓機構的持續輸出,BIM人才一定會逐漸滿足社會需求,BIM技術必將在我國建築行業得到越來越廣泛的應用。