BIM技术对比传统建筑软件技术的研究

闫积刚，贾福强

（1.甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025；

2.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，西安 710075）

BIM技术对比传统建筑软件技术的研究

闫积刚1，贾福强2

（1.甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025；

2.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，西安 710075）

BIM技术的引进，在我国建设领域掀起一场革命。BIM软件技术以其参数化设计、构件关联性设计、协作性设计等优势将会取代传统的建筑软件，BIM技术的优势显而易见，虽然目前在我国还处于摸索阶段，但最终它一定会被普及。它的精益化施工能够提升建造品质，提高施工效率，能够将与建造过程有关的所有活动关联起来。BIM技术给建筑行业将会带来前所未有的好处。

BIM；革命；优化设计；精益施工

0 引言

BIM（Building Information Modeling）技术是以建设工程项目的各种相关信息数据为基础，建立建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、可协调性、可出图性等特点。BIM在欧美发达国家出现的比较早，大约到2002年我国才开始接触有关BIM技术的信息。目前，这种技术在北美等发达地区的使用率已超过80%，而在我们国家的建筑行业的使用率仅为7%左右，而且只是在一些超高层建筑当中使用。

在我国，设计院一般都采用传统的二维制图模式，仅仅在进行一些特定分析计算时，才会使用到一些三维模型。我们国家也在尝试着使用BIM技术，例如2008年北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁等项目。BIM技术在我国的应用才刚刚起步，技术不存在太大的问题，主要问题在于，如果想要把BIM技术在整个建筑领域普及应用，让BIM技术取代传统的绘图软件，这恐怕需要一个较长的发展过程才可以实现。

1 BIM技术的核心内容

在BIM技术中，主要体现了2种思想：一种是把设计项目的各项信息以数字形式保存在数据库中，实现数据的共享；第二是将所有的数据进行关联，实现数据联动更新，即数据库中的数据一发生变化，其他与之关联的地方马上也跟着发生变化。这样就可以保证各项数据的统一和随时同步更新，可以在不同专业之间，不同的利益者之间实现信息的共享和传递。

利用BIM软件来进行建筑设计，与传统的设计方法会有很大的出入。应用BIM建模时不再绘制简单的线条、圆弧等元素，而是直接制作建筑物的构件，比如柱子、梁、楼板，并且是立体构件，设计过程中，只要对这些构件的参数进行修改即可。利用BIM建模的时候需要懂得建筑工程技术专业的人员才可以，即使不是专业人员也需要了解大量的专业知识。例如设计楼梯时，设计人员就要知道楼梯的类型，在自己所设计的建筑物中应该用哪种类型的楼梯，不懂专业知识的话，楼梯就画不出来。利用BIM软件进行设计的时候，我们需要把具体的设计内容交代得非常清楚才行，并且要很明确，对于模型中的建筑构件都有明确的名称，而不是模棱两可或含糊不清的概念，否则就无法识别。BIM建模技术主要是利用数据之间的相关性来进行的，模型建立后要想生成二维的平面图、立面图、剖面图、详图是非常容易的，如果要想修改里面的数据，只需要更改原始数据就可以了。我们随便在一个视图上对所画内容进行更改时，立即就可以在别的视图上关联的地方体现出来，这种相关性是实时的、动态的。

图1 可视化沟通

我们建立的建筑信息模型涵盖了建筑物的所有信息，在这种模型中，能够生成各种材料表、门窗表以及其他的一些表格。这样就为建筑信息模型的进一步应用创造了条件。例如，我们可以利用这些表格进行概预算、还可以利用它向建筑材料供货商提供购货清单等。实际上，BIM的应用范围比我们想象的要大，不仅仅局限在建筑设计的范畴。

建筑设计工作会涉及很多不同的专业，比如建筑、结构、水电等。由于BIM承载的信息量非常大，所有的信息以数字化的形式储存在数据库中，但是这些数据之间都有关联性，不是独立的。各个专业共享一个数据源，在BIM上构建各个专业协同工作的一个平台。这样能够实现各专业之间信息共享。例如我们对设计进行修改操作、安排施工计划以及施工进度的可视化模拟、管理各种设计文档以及管理施工变更等都可以在这个平台上实现。

2 碰撞检查及优化设计

在BIM模型中进行碰撞检测、深化设计及管线综合，这些应用可以给施工单位带来很多便利。建筑工程中包含建筑、结构、给排水、暖通、电气、通信等诸多专业，且外形奇特、结构复杂的建筑物越来越多。工程项目越复杂，各专业间协调不到位、二维CAD设计图纸发生碰撞经常出现；项目实施过程中会产生大量的数据，各部门、各专业获取数据的及时性和准确性难于保证，各方的合作与协同难于实现，导致工程成本增加、工期延误、甚至影响到质量和安全。

现在我国设计院的暖通、给排水、电气、消防等各个专业的设计人员都是单独绘制相关专业图纸。所以，各专业的设计师只是考虑自己设计的内容，很少会考虑其他专业设计师的施工图纸内容，这样各专业之间很容易发生碰撞。以下为代表性的碰撞情况。

2.1 建筑设计与结构设计之间碰撞

如果能够在施工之前发现构件碰撞问题，可以有效地减少返工，降低经济损失。

1）从图2中可看到柱子与扶梯交叉在一起，自动扶梯与梁产生碰撞，必须要调整自动扶梯的位置。

图2 REVIT模型截图

图3 按照CAD大样图建的模型

图4 优化后的模型截图

2）建筑物负2层自来水泵房水箱进水管与负1层车道结构产生冲突，经过调整，把水箱挪到左侧，把水泵放到右侧，就可以解决此冲突。

图5 管线碰撞检测

2.2 设备与设备的碰撞

对各种管线进行碰撞检测后，发现好多管线出现严重重叠冲突的情况。我们对这些管线进行调整，就可以解决管线打架问题。

在设计过程中，如果要修改图纸中的错误，肯定会花去大量的时间，当结构改变时，我们必须要重新进行受力分析与计算，重新进行确定构件截面尺寸和配筋。如果在施工的时候要改变配筋，肯定会耽误工期，还会浪费材料，甚至可能要重做。对于像这样的碰撞点，如果我们能及早地发现，可以为施工单位，或建设单位挽回一定经济损失。

3 基于BIM技术的精益化施工

建筑业一直都存在施工效率低下、施工材料浪费大的现象，施工质量让人担忧，有时候经常返工，在建设工程中引入精益施工，对于保证建设项目的质量有很重要的意义。由于建设工程项目具有一次性和不可重复性，就更需要精益化施工来保证工程质量。

在精益化施工中，施工现场的班组长，或多面手员工是最后能够做出施工计划的人，而传统的施工中做计划的人都是项目经理或者技术负责人。前者我们称之为末位计划员，后者称之为首位计划员。

一般一个建设项目会被分解为多个施工任务，要想保证整个建设项目能够顺利完成，我们在保证进度的同时还要保证质量，由于多面手员工有示范效应，可以通过这种示范来保证建设项目中的每个任务都能够按照要求完成，并且施工工期最短。

通常，建设项目实施计划是由项目经理和技术人员来制订的，在制订计划时对于一些具体操作他们可能了解的不是很透彻，虽然制订计划时会与具体的施工人员交流，但是施工人员对于计划的内容缺乏了解，不会把所有的想法告诉对方，他肯定会为自己多争取一些时间，多留一些余地，以保证能够顺利完成施工任务，这样工期就会较长。如果双方都很了解，他们就会无保留，非常精确的制订计划。

精益施工比较注重循序渐进的思想，就是不断地寻找问题，分析问题的原因，最终解决问题，如果把BIM技术与这种思想结合起来，那是非常

图6

好的，通过BIM技术可以验证这些结果，解决问题时非常方便。

TU201.4

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1673-1093（2015）08-0070-04

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.018

2015-03-29；

2015-04-07