BIM技术在建筑工程领域应用的现实意义

BIM技术在建筑工程领域应用的现实意义

姜县楼

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概述：作为工程技术人员，我们应该对BIM技术未来在建筑工程领域的广泛充满期待，本人结合自己的工程

实践及计算机工程技术背景，通过本文对BIM技术特点及BIM的受益者两个角度分析总结自己对BIM的概念

性认识。

关键词：BIM、物联网、大数据、建筑工程

1.BIM是什么

BIM是Building information modeling的缩写，中文字面理解就是建筑信息模型化。本质上是对传统建筑学、工程学及土木工程的进行革新的一种新工具。通过对建筑工程的智能模型过程，帮助我们实现建筑工程的全生命周期（规划、设计、施工、运营、回收）信息化、数据化管理。

在这个过程中由计算机应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型，并通过计算机数字展示方式来协助数字信息交流及合作。

在BIM整个建模过程中，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息：三维几何形状信息、

非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格、进度和施工等等。最终集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据。

2.我对BIM技术应用的理解

2.1 工程对象的数据化

随着计算机技术的广泛应用，对于建筑工程领域也会产生深远的影响。最最基础的就是基础数据库的建设，就是将所有的建筑工程信息进行数字化，建立基础的数据源管理对象。尤其是大数据技术的广泛应用，对建筑工程对象的数据化提供了可行的实现手段。大数据库包含建筑生命周期中大量重要的信息数据，在建筑全过程中动态变化调整，并及时准确地调用系统数据库中包含的相关数据。工程对象的数据化主要从下面三个方面考虑：

a)对象的属性

用于定义工程对象的特质：如工程对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息。

b)对象的关系

主要描述工程对象之间的工程逻辑关系，对象之间相互关联性。用于在建模过程中，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和健壮性。

c)对象的一致性

主要是保证工程对象信息的一致性考虑。这样在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免信息不一致的错误。

2.2 工程数据的模型化（可视化）

可视化就基本的就是：“所见即所得”。模型三维的立体实物图形可视；项目设计、建造、运营等整个建设过程可视；方便进行更好的沟通、讨论与决策。模型化可以确保各项目信息出现“不兼容”现象。如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。使用有效BIM协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或问题变更方案。

在模型化的过程中，可以从三个层面分别考虑。

a)设计层面：需要考虑可视化设计、协调设计、绿色设计、三维管线设计、工程量统计、结构

分析。

b)施工层面：施工现场管理、施工进度模拟、施工组织模拟、三维管线综合施工、数字化构件

加工。

c)运营层面：物业虚拟销售、设施设备信息管理、物业管理、运营（消防、灾难、防疫）应急

预案。

通过空间分析、体量分析、效果图分析，最终实现工程数据的可视化表现。

2.3工程模型的场景化（共享化）

a)绿色节能场景

目前我们的建设工程，之前主要是从施工角度、功能性方面考虑较多，对于绿色节能环保，最近几年政府的推动下，开始引起关注。而通过BIM的模型，可以针对绿色节能场景，整体计算建筑工程的自然采光、照明效果、所需空调通风量、冬、夏季需要的空调电力消耗，最终进行整体的能量分析计算，通过设计、施工、运营三个环节的分析、统计、纠正而最终达到绿色节能的效果。

b)结构分析场景

对于建筑工程的机构，除了几何结构外，同时具有建筑或工程的数据。这些数据提供程序系统充分的计算依据，使这些程序能根据构件的数据，自动计算出查询者所需要的准确信息。此处所指的信息可能具有很多种表达型式，诸如建筑的平面图、立面、剖面、详图、三维立体视图、透视图、材料表。利用工具软件创建3D 模型，完成结构条件图，对结构进行分析，得出合理的结构施工图。从工序上分析，BIM模型和进度计划软件（如MS Project，P3等）的数据集成，实时监控施工进度，实时调整现场情况。另外也可以进行可建性分析，进行安全、施工空间、对环境影响等全面的可建性模拟分析。冲突碰撞检查分析。建造前期对各专业的碰撞问题进行模拟，生成与提供可整体化协调的数据，解决传统的二维图纸会审耗时长、效率低、发现问题难的问题。

c)造价管理场景

造价分析、估算、决算的过程，通过BIM模型，借鉴制造业的“零库存”的生产管理方式，限额领料施工，最大程度发挥业主资金的效益。

d)设施运营场景

我们重来都是重视建筑工程建设，很少考虑后续的设施运营。但从建筑工程的全生命周期考虑，实际上在运营阶段需要我们考虑到更多，而且BIM可以在此阶段大展手脚。例如：能耗、折旧、安全性预测；物业使用、维护、调试手册；物业变化前的原始信息；建筑使用情况或性能；入住人员与容量；建筑已用时间；建筑财务方面的信息；数字更新记录（完工情况、承租人或部门分配、家具和设备库存）；可出租面积；租赁收入；部门成本分配的重要财务数据。

另外对于应急场景，如地震、火灾、防疫，对于人员的逃生、消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式，BIM的模型模拟就可以发挥其演习功能。

3.谁会从BIM技术应用中受益

3.1 工程建设主体

工程主体主要包括：建筑设计师、土木工程师、结构工程师、水电暖铺设工程师、建筑施工人员。BIM提供工程全部信息，将项目各阶段主要参与方都集中，做出项目空间三维复杂形态的表达。

a)设计阶段

根据3D模型自动生成和更新各种图形和文档，自动协调更改关联变更相应的信息，实现不同专业

设计之间的信息共享。各专业CAD 系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，避免数据冗余、歧义和错误。实现各专业之间的协同设计。某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象会随之更新。实现虚拟设计和智能设计。实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。

b)施工阶段

实现动态、集成和可视化的4D 施工管理。将建筑物及施工现场3D 模型与施工进度相链接，并与

施工资源和场地布置信息集成一体，建立4D 施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。实现项目各参与方协同工作。项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。实现虚拟施工。在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测，包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。

3.2 开发商及最终用户

对于开发商，主要是考虑建筑工程的业务需求。在建筑工程的前期需求阶段，通过BIM技术解决开发商关心的核心问题“业主想要的与设计、施工交付的结果一致”。在设计、施工、运营阶段，进一步通过BIM技术进行结果的验证和修订。

而作为最终用户（如：业主、租户、物业管理），是最终的建筑工程的使用者、运营者。如何正确、高效使用、运维管理整个建筑工程，通过BIM使空间信息与实时数据（建筑工程信息总览、水力平衡系统、机械通风系统、感测系统、照明系统、电梯系统、温度分布系统、视频监控系统）融为一体，物业管理人员可以通过3D平台更直观、清晰的了解楼宇信息、实时数据等相关节能情

况，最终通过BIM运维管理平台实现高效的运营管理。

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