对BIM在某建筑施工中的应用探索

林巧根

【摘要】随着社会主义市场经济的发展与改革开放的不断发展，信息化技术在建筑工程施工中的应用越来越广泛。建筑信息模型（BIM）是其中最重要的一种模式。本文首先阐述了BIM技术含义，然后通过某数学数的施工案例，详细探讨了技术在施工中的具体应用，以供参考。

【关键词】BIM技术；建筑工程；技术应用

引 言

目前，BIM技术主要应用于设计阶段，运用软件建立设计阶段的三维模型，通过模型信息共享，施工、运营维护方只需对模型进行修改便能实现BIM技术在建筑物全生命周期的应用。近年来，BIM技术在施工阶段的应用也日趋广泛。有时为了解决施工过程中的难题，施工方不得不根据设计院提供的二维图纸建立施工三维模型，将施工阶段作为BIM技术的应用起点。BIM技术在建设行业的价值正逐渐凸显，探索BIM在施工阶段的应用意义重大。本文以某工程背景，介绍BIM技术在施工阶段的应用。

1 关于建筑信息模型（BIM）的研究

1.1 建筑信息模型的含义

所谓建筑信息模型，就是指建筑物在设计和建造过程中，创建使用的可计算数码信息。而这些数码信息能够被程式系统自动管理，使得经过这些数码信息所计算出来的各种文件，自动地具有彼此吻合、一致的特性。它是工程学、建筑学以及土木工程的新工具，是用来有效形容以三维图形为主、物件导向以及建筑学有关的电脑辅助设计。它可以用来展示建筑工程的整个生命周期，同时可以用数位化的建筑元件来展示现实世界中用来建造建筑物的构件。

1.2 建筑信息模型的特征

建筑信息模型特征包括四点：

一是协调性，建筑信息模型在建筑物施工前期对建筑工程中的各个专业之间的碰撞、摩擦问题进行有效协调，同时还可以对防火区与其他空间设计之间的问题进行协调；

二是优化性，建筑工程的规划、设计、施工业绩使用等没一个环节都是优化的过程，但现代工程设计与施工的复杂程度已经超出人们本身的极限，建筑信息模型的应用，优化复杂的建筑项目提供了可能，其中的优化程序为：工程项目设计与施工方案的优化，工程各个施工专业之间的碰撞优化，工程设计与施工变更引起的工期优化，建筑工程造价的优化；

三是可视化，建筑工程中的各个构件信息多是在设计图纸上表现出来，但建筑工程真正的结构不能被表现出来，但利用建筑信息模型，可以有效地将建筑工程所有结构模型真实的表现出来；

四是模拟性，建筑信息模型不仅模拟设计图纸中的建筑模型，也可以模拟施工阶段单位建筑模型，为建筑施工方案提供专业的数据信息。

2 案例分析

2.1 工程概况

某医院迁址新建工程，总建筑面积88470㎡，地下三层，地上2栋（医疗主体部分和行政办公部分），其中医疗主体部分地上20层，建筑高度90.6m（裙楼5层，建筑高度24.0m），行政办公部分地上6层，建筑高度32.95m。上部建筑物主要为门急诊、医技楼、住院楼及办公附属用房。地下三层和地下二层为平战结合地下室，平时为车库及设备用房。地下一层为车库及功能用房。该工程立面造型新颖、线条流畅，晶莹剔透的幕墙与结构浑然一体。该工程结构复杂，标高多、跨度大、总包管理难度大，工程专业分包多，包括土建、铝合金隐框玻璃幕墙、钢结构、机电安装、弱电智能化、机械设备、外围景观及附属工程等，各专业工序交替施工，协调难度大。错综交替的混凝土结构与幕墙有机结合，使得施工极具挑战性。项目部积极推动技术在工程中的应用，保证了项目的快速、高质量建设，在施工总承包管理中初具成效。

2.2 BIM技术在某医院迁址新建工程施工中的具体应用

工程通过4D进行，4D即以BIM三维建筑模型为基础，利用进度时间轴，实现进度管理从传统的网络计划、横道图等平面静态分析管理转变为更加直观形象的、虚拟建造的可视化与动态控制，使工程进度管理精细化、信息化，同时让业主和监理对计划进度与实际进度一目了然。同时，通过4D分析计算出各分区所需的各种材料，实现了对模板、脚手架等周转材料的合理调配，降低了材料成本，保障了项目效益。

（1）利用BIM软件平台的碰撞检测功能，实现了建筑与结构、结构与暖通、机电安装以及设备等不同专业图纸之间的碰撞，同时加快了各专业管理人员对图纸问题的解决效率。正是利用BIM软件平台这种功能，预先发现图纸问题，及时反馈给设计单位，避免了后期因图纸问题带来的停工以及返工，提高了项目管理效率，也为现场施工及总承包管理打好了基础。在第一版模型中，本工程共发现图纸问题164处。

（2）该工程地质情况复杂，地下水系丰富，面积9368㎡，开挖深度达17米。针对这种特点，为确保基坑安全，项目部事先通过BIM技术的施工模拟，对多种方案进行分析比较，最终选用最优的支护体系。同时，通过相关的软件配合BIM模型，输出直观的施工方案模拟动画，对施工管理人员及操作人员进行视频交底，提高认知度，加快施工速度，提高效率，

（3）该医院迁址新建工程功能特殊，设有众多的高大空间结构，其中主舞台高支模凌空高度高，凌空跨度大。支模架难以选择，项目创新性地选用塔式支架支撑体系之后，通过BIM技术分别对塔式支架及满堂脚手架进行建模并优化，精确计算出各脚手架的用钢量，发现塔式支架总用钢量仅为普通钢管架的60%，仅此一项钢管用量就减少60吨。该工程结构复杂、标高多，项目部对混凝土工程量分别采取了手算BIM及计算，计算结果显示，两者工程量接近度为99%。

（4）项目部通过对BIM模型整合，将幕墙结构与土建、机电、装修等深化模型集成起来，进行多专业协调优化调整，并直观展示给各分包方，减少项目沟通时间，提高深化设计的准确性。利用高精度全站仪对主体关键部位点进行坐标测量，根据实际坐标点对模型进行调整，然后再来调整钢结构、幕墙等构件的尺寸，最后输出精细的明细表及构件图、节点图、加工图，不仅使预制构件有据可依，而且保证了各个构件现场项安装的高精度。

3 基于BIM技术的新技术应用

3.1 基于电子商务的建筑材料采购

一般的工程施工场地有限，建筑材料不可能全部提前采购堆放在施工现场，只能根据工程进度，分批次采购、分批次进场。在工期紧张的情况下，材料供应的快慢程度直接影响施工进度。有时会出现所采购材料与工程所需不符，例如采购的预制构件无法安装就位，其原因是供应商未能完全理解工程实际需求。为解决此类问题，将BIM技术与电子商务技术融合，充分利用BIM三维数据库中储存完备的材料信息，将模型信息与材料供应商共享，使供应商能充分了解工程材料需求，通过电子商务平台直接在网上完成建筑材料采购。

例如在钢筋采购时，从建筑物整体模型中提取出钢筋模型发送给供应商，供应商从模型中直接获取钢筋的直径、强度等级、弯钩形状及数量等相关信息，生产出施工所需的钢筋成品。基于电子商务技术下进行建筑材料采购，保证了工程材料的及时供应，避免了购得的材料与实际不匹配的情况。为工程人员合理地制订施工进度计划提供了保障。该技术在本工程中初步應用，效益良好，值得推广。

3.2 基于BIM技术的数字化工地

随着工程规模的增大，施工现场管理的难度变大，随之而来的安全质量事故越来越多，“数字化工地” 概念应运而生。数字化工地是在现场应用视频监控技术，实时记录施工过程，对工地实况进行多方位展现。本工程在施工现场关键部位安装摄像头，将获得的施工画面直接传送至现场管理人员办公室的电子计算机上。管理人员将建筑物的三维模型与施工实况进行对比，根据施工画面合理地进行现场人力、机械调度，以应对现场的突发状况，实施无缝监管。基于BIM技术的数字化工地技术减轻了大型工程现场管理难度，为项目决策提供了准确依据，实现了项目数字化管理。

参考文献：

[1] 钱苏 BIM技术在施工中的应用 [j] 城市建筑，2013（08）；59