淺析BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用

2020-09-10 07:22:44李勇

智能建筑與工程機(jī)械 2020年2期

關(guān)鍵詞：應(yīng)用優(yōu)勢(shì)BIM技術(shù)

摘? 要：建筑業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，其為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。當(dāng)前智能建筑在國(guó)民生產(chǎn)總值中所占比重逐漸提高，雖然智能建筑發(fā)展已取得一定成就，但是建筑業(yè)"耗能巨大，效率低下"的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題依然存在。為解決該問(wèn)題，建筑業(yè)逐漸由BLM理念向BIM（Building Information Modeling）技術(shù)轉(zhuǎn)變，因此BIM技術(shù)在建筑業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。本文介紹BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用，以期進(jìn)一步推動(dòng)BIM技術(shù)在建筑業(yè)中的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工業(yè)化;應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào)：TU17? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2095-6903（2020）02-0000-00

0 引言

目前我國(guó)仍處于社會(huì)主義初級(jí)階段，建筑業(yè)迎來(lái)飛速發(fā)展期，建筑市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，因此其對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)近幾年的建筑業(yè)產(chǎn)值提升近20倍，其在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中的所占比重不斷增加，是目前帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要力量。當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展良好，我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)繼續(xù)走高的可能性很大。此外從相關(guān)部門對(duì)我國(guó)固定資產(chǎn)投資情況來(lái)看，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)建筑業(yè)增加值年均增長(zhǎng)達(dá)到8%，全額總量約占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的7%。我國(guó)將來(lái)50年，城市化率達(dá)到76%[1]。但研究發(fā)現(xiàn)以上巨大成果的取得是建立在巨大資源消耗與浪費(fèi)的基礎(chǔ)上的。想要解決該類問(wèn)題，建筑業(yè)必須走節(jié)能高效的改革發(fā)展道路，其中BIM技術(shù)充分利用信息化手段有效推動(dòng)了我國(guó)建筑工業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是建筑信息模型（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）的簡(jiǎn)稱。根據(jù)《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)BIM的闡釋可知其有如下特點(diǎn) [2]：（1）BIM是建設(shè)項(xiàng)目特性的數(shù)字表達(dá);（2）BIM是一個(gè)共享的資源平臺(tái);（3）BIM技術(shù)具有全壽命周期性，為從項(xiàng)目建設(shè)到拆除的全生命周期提供決策依據(jù)，并在建設(shè)項(xiàng)目的不同時(shí)期，通過(guò)在BIM中插入、提取、更新和更改信息，來(lái)達(dá)到各個(gè)相關(guān)方的協(xié)同合作，進(jìn)而更好的完成工作。簡(jiǎn)而言之，BIM是利用建筑項(xiàng)目的各類信息數(shù)據(jù)建立三維模型，通過(guò)信息仿真模擬建筑物的真實(shí)過(guò)程。此外，BIM技術(shù)能很好的為建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等多個(gè)項(xiàng)目參與方提供同樣的信息平臺(tái)，通過(guò)彼此間共同分享同一建筑信息模，最終實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的可視化、精細(xì)化建造[3]。

2 BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 信息完備性

信息完備性是指通過(guò)BIM技術(shù)獲取建設(shè)項(xiàng)目的各類信息和拓?fù)潢P(guān)系，集成各參建方的信息資源，形成一套完整的信息庫(kù)。

2.2 信息關(guān)聯(lián)性與一致性

信息關(guān)聯(lián)性是指通過(guò)分析數(shù)據(jù)建模將各類信息通過(guò)彼此之間的信息關(guān)聯(lián)將其聯(lián)系起來(lái)，并在BIM模型中用構(gòu)件方式將其表現(xiàn)出來(lái)，向人們反應(yīng)建筑構(gòu)件所包含的信息，從而使人們對(duì)建筑信息一目了然。

由于BIM技術(shù)從建設(shè)項(xiàng)目的初期設(shè)計(jì)階段到建設(shè)項(xiàng)目的后期運(yùn)營(yíng)階段都有涉及，因此BIM技術(shù)容納了建設(shè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)全過(guò)程的全部信息，并且前后信息保持了一致性[4]。

2.3 可視化模擬

建筑業(yè)在施工過(guò)程中會(huì)有一些在圖紙上看不到的構(gòu)件信息，因此可能在施工過(guò)程中不小心造成失誤，進(jìn)而導(dǎo)致極大損失，BIM技術(shù)的可視化功能可讓工作人員在建設(shè)前期看到建設(shè)后期的各構(gòu)件及結(jié)構(gòu)布置，彌補(bǔ)了完全靠人腦去想象的弊端。而B(niǎo)IM技術(shù)具有的可視化功能能夠?qū)ㄔO(shè)項(xiàng)目不同構(gòu)建以及整體效果的聯(lián)系性進(jìn)行反饋，在很大程度上減少了犯錯(cuò)機(jī)率。

BIM技術(shù)通過(guò)數(shù)字信息技術(shù)模擬出建設(shè)項(xiàng)目后期運(yùn)營(yíng)的建筑模型，反映出前期不能看見(jiàn)的但是后期卻需要進(jìn)行操作的構(gòu)件信息，為后期制定科學(xué)的施工方案起到重要指導(dǎo)作用。如圖1所示。

2.4出圖的協(xié)調(diào)性

建設(shè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段會(huì)存在各參建方之間溝通不到位，導(dǎo)致構(gòu)件之間出現(xiàn)碰撞摩擦等問(wèn)題，而B(niǎo)IM技術(shù)作為一個(gè)信息化平臺(tái)及時(shí)的讓各方了解彼此之間的圖紙，解決相互矛盾的地方，避免構(gòu)建之間的不協(xié)調(diào)性。BIM技術(shù)可以對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示然后進(jìn)行相互之間協(xié)調(diào)優(yōu)化，從而為業(yè)主出提供各類綜合管線、結(jié)構(gòu)預(yù)留洞圖以及相應(yīng)的改進(jìn)方案。

2.5成本管理的優(yōu)化

BIM技術(shù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算，并對(duì)建設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化。如BIM技術(shù)可以進(jìn)行項(xiàng)目方案優(yōu)化，讓業(yè)主提前了解更多與建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)的信息。除此之外，還可提前估算建設(shè)項(xiàng)目的造價(jià)，控制相關(guān)成本。

BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中有著傳統(tǒng)技術(shù)不具有的優(yōu)勢(shì)，如提高工程量計(jì)算準(zhǔn)確性，利用 BIM 5D 模型讓成本管理更加精細(xì)、規(guī)范;做到全生命周期的人、材、機(jī)的合理安排，減少變更發(fā)生幾率，利于制定更好的設(shè)計(jì)方案;減少鋼筋浪費(fèi);與 RFID技術(shù)的良好結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了建筑垃圾的資源化管理，進(jìn)一步減少成本。傳統(tǒng)技術(shù)與BIM技術(shù)的比較，如圖2所示。

3 BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用

3.1 有助于實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化工廠能實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)生產(chǎn)的的精細(xì)化發(fā)展，減少加工誤差和產(chǎn)生的失誤[5]。圖3、圖4表示建設(shè)項(xiàng)目各相關(guān)方溝通關(guān)系圖。由此可知：同時(shí)BIM 技術(shù)很大程度上打破了建筑工業(yè)化管理的屏障，集成各部門之間的信息，，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目管理的集成化發(fā)展，如圖5。

3.2 利于實(shí)現(xiàn)施工安裝的裝配化發(fā)展

現(xiàn)場(chǎng)施工，需要通過(guò)精細(xì)的計(jì)算，進(jìn)行施工搭接，BIM技術(shù)利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行計(jì)算減少了不必要的計(jì)算誤差，使通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行搭接的精確度更高，保證構(gòu)件安裝施工的順利進(jìn)行，使建設(shè)項(xiàng)目在規(guī)定工期內(nèi)完工，減少不必要的額外成本支出[6]。

3.3 利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的信息化發(fā)展

BIM 技術(shù)的應(yīng)用能將各個(gè)構(gòu)件的信息傳送到所模擬建筑物中，工作人員可以通過(guò)軟件進(jìn)行錯(cuò)誤查找和修正。并且這些信息從建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就存在[7]，直至項(xiàng)目拆除，這是真正意義上的全壽命周期管理，是未來(lái)建筑工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

4 基于BIM 技術(shù)的成本算例分析

BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化，即在一定程度上減少了業(yè)主、施工方、監(jiān)理方的信息不對(duì)稱程度，進(jìn)而減少了不必要的成本投入，提高收益。如圖6所示。

假設(shè) R=f（x）表示信息對(duì)稱的程度與收益關(guān)系

C1 =F（X1 ）表示信息對(duì)稱度和成本的關(guān)系

R：表示收入

C：表示成本

根據(jù)圖6可知，在I[0，X1 ]區(qū)間中，信息對(duì)稱度相對(duì)小，則有RC，而Ⅲ[X2 ，∞]區(qū)間中，開(kāi)始呈現(xiàn)信息不對(duì)稱性，有R

。若各方共享信息，用在挖掘?qū)Ψ诫[藏信息的成本就會(huì)減少，如曲線C2 = F（X2 ）所示，明顯該階段信息不對(duì)稱范圍變大，現(xiàn)為[X1’，X2’]?；谶@個(gè)范圍，支付成本C2 通過(guò)上述算例可知，BIM技術(shù)在成本節(jié)約方案中具有重要作用，通過(guò)不同參與方之間的信息共享以及數(shù)據(jù)交換，能夠更好的溝通協(xié)調(diào)，方便建筑工業(yè)化中各方彼此之間的監(jiān)督。此外，BIM技術(shù)解決了當(dāng)前建筑工業(yè)化領(lǐng)域信息交流的瓶頸問(wèn)題，提升了項(xiàng)目建設(shè)的效率和利潤(rùn)。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑業(yè)信息化發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展中不可或缺的重要一環(huán)，BIM技術(shù)擁有數(shù)據(jù)集成共享功能，把建設(shè)項(xiàng)目信息數(shù)字化轉(zhuǎn)換為各相關(guān)方都可視的建筑模型。這在很大程度上為我國(guó)建筑行業(yè)走綠色可持續(xù)發(fā)展道路，提供了有力支持。同時(shí)對(duì)于BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目的良好施工運(yùn)營(yíng)方面有著重要的實(shí)踐意義。雖然我國(guó)BIM技術(shù)起步晚，但是發(fā)展迅速。當(dāng)前不僅各相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)紛紛研究應(yīng)用BIM技術(shù)，我國(guó)住建部也出臺(tái)相應(yīng)政策文件來(lái)指導(dǎo)BIM技術(shù)的推廣[8]，這使得BIM技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)中受到的重視程度逐漸加大，使我國(guó)建筑業(yè)在施工方法、項(xiàng)目管理、成本精細(xì)化管理、建設(shè)經(jīng)營(yíng)信息化等多個(gè)方面可以充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。因此，大力號(hào)召開(kāi)展BIM技術(shù)研究以及實(shí)踐應(yīng)用，加大對(duì)BIM技術(shù)的推廣和改進(jìn)，成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界和企業(yè)界需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

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收稿日期：2020-01-22

作者簡(jiǎn)介：李勇（1974—），男，云南昆明人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：施工管理，施工技術(shù)。