BIM技术与全寿命造价控制仿真教学研究

【摘要】BIM建筑信息、模型（Building Information Modelling）己经成为国内外当代建筑行业的主流思想，BIM技术可以支撑整个建设项目生命周期的信息管理系统，将BIM技术与教学结合起来，形成全寿命造价教学，实现教学系统化。

【关键词】BIM技术；全生命周期造价管理；全过程造价教学

BIM技术已经成为建筑行业的一种潮流趋势。将BIM运用到一个完整项目中，联系教学将各门主干课程联系起来，形成全过程BIM造价教学。其目的是使得学生能够在同一个案例中逐步提高，避免脱节，还可以接轨实验室建设，提高软件教学衔接水平，接轨建筑行业最新发展方向。

在教学中，注重施工流程方面的教学，将BIM技术应用到施工过程中，实现了流程的优化，在各个阶段控制了施工成本，加快了施工进度，提高了生产效率.

1、BIM前期准备阶段

BIM前期准备阶段包括整个项目前期策划、系统部署、培训与标准建设、BIM建模主要四个阶段。其中最重要的是BIM建模阶段，教学过程中主要对BIM建模进行一系列的课程讲解。这些课程讲解结合BIM技术的过程中需要用到一系列实验室的配套软件，软件对应的教学课程分别是钢筋算量及电算化、建筑工程计量与计价、安装工程计量与计价、装饰装修计量与计价、Revit系列教程软件应用、三维动画渲染和制作教程应用。

通过BIM建模技术建立各专业BIM模型。各专业模型分别有 Revit 建模，建筑与结构建模，电气专业建模，给排水专业建模，暖通专业建模等。

关于建筑与结构建模，建筑与结构建模主要就是钢筋算量和土建算量建模，首先应建立钢筋算量模型，如图1所示。其次，建立土建算量模型。在Revit中也有建筑结构三维模型，土建算量软件中比Revit建立的模型更详细具体。如图2所示。

关于Revit建模，在族中定义好后导入三维模型即可。柱、梁、板模型及楼梯模型都需要定义导入再绘图。关于电气专业建模，利用Magicad软件进行电气建模，和Revit一样，需要先定义导入再绘三维图形，其中电气设备的各个高度定义时要重点注意，如图3所示。

关于给排水、喷淋消防暖通专业建模，水管建模可以用Majicad软件建模，将给排水、喷淋、消防、暖通结合起来建立模型，实现三维可视图性。

2、施工准备阶段

施工准备阶段包括施工场地模拟、施工图纸审查分析、辅助项目成本制定等一系列准备工作。在教学中主要针对施工场布模拟进行教学，教导学生利用相关软件，在BIM建模设计过程中，要统筹规划好施工机械车辆的调度安排方案，尽量避免出现机械车辆空闲或者停工导致的工作效率低下的情况，使施工工序井然有序地运作下去，如图4所示。

3、施工阶段

施工阶段是最主要的一个阶段，是教学过程中最主要的教学内容。它包括BIM模型维护、专项施工方案模拟、施工进度模拟、钢筋专项BIM应用、模块排布优化、材料管理、质量、安全协同管理、现场资料管理、对内成本控制、虚拟样板间等10个阶段。其中最主要的教学要点是专项施工方案模拟，针对各个施工重难点进行分析模拟教学，结合软件可以更形象可视化。

专项施工方案模拟主要包括支护与主体碰撞模拟、二次结构方案模拟、重点部位钢筋节点排布模拟、管线综合优化模拟、支模架及模板排布方案模拟、脚手架排布方案模拟、土方开挖方案模拟、大型机械设备进场模拟、预制构件吊装模拟、高大支模方案模拟等。

将施工前地下的支撑维护模型和地上主体结构模型，进行碰撞检查模拟分析，可以检验出结构与结构之间不连通的地方，避免在主体结构施工时支撑支护结构不稳定影响主体结构的施工过程，尽量安全有效的进行施工。二次结构是工程中的细部构件，进行模拟可以使施工更顺畅，通过BIM技术进行项目的二次结构方案模拟，利用其可视化的特点清楚明白的看见二次结构在建筑项目中的位置。

各种穿钢筋或钢结构交叉作业施工起来比较复杂，钢筋数量密集程度较大。通过BIM技术对一些部位的钢筋节点进行节点排布优化，钢筋排布优化原则为：尽量优化排布贯通筋，减少钢筋之间节点焊筋量，在施工设计图允许，设计单位，建设单位允许的情况下尽可能地加大钢筋之间的间距、确保钢筋焊接时工人的操作空间足够大，可以提高整体钢筋工程的焊接质量。

在进行模板排布时，要注意模板的预留洞和预埋件的位置，在正式施工前用BIM技术和模板的安装排布详图核对准确无误后才能开始进行施工，模板拆除满足先装后拆，后装先拆的顺序原则。在进行脚手架排布，主体施工时作业面上的外脚手架搭设时，依顺序第一层与最上层柱施工脚手架的井字架为依托，相互连成整体，第二层与梁板支撑架连为整体，从而保证其稳定性。脚手架的拆除应在管理人员的统一管理下，遵循和模板一样的规则。

利用BIM软件在相关计算机软件里将施工工序复杂的土方基坑、集水坑、电梯井的挖土方过程进行施工模拟，解决土方开挖的基坑开挖实际形状难以达到设计形状要求的难题。模拟过程中还要考虑到一些具体因素。利用BIM软件中的NavisWorks软件进行吊装碰撞，在碰撞检测中，业主可以指定吊装的最小安全距离，模拟施工过程中吊装时构件与施工现场环境、吊车与施工现场环境、构件与吊车、索具之间可能出现的碰撞问题。

关于材料用料管控，要做到精细化材料计划、材料领用控制，通过BIM模型的创建后，可根据模型中材料的用量来精确的提取所需数据，而审批者也可根据BIM模型利用软件来对材料的真实用量进行核对，真实准确地降低了材料采购数量误差。

关于质量、安全协同管理，利用BIM技术中施工数据与信息管理平台结合的特点，将施工质量控制的重点前置控制，加大事前的预先控制力度。对施工的关键节点进行有效控制，通过将关键施工工序的流程进行精细化，再逐一检查精细化后的各个施工小阶段，针对关键问题进行管理控制。

4、竣工交付阶段

竣工时交付BIM竣工模型，还可有施工工艺样板房和渲染模型，使工程实现可视化。教学过程中让学生了解到整个施工完成后的三维模型，如图5所示。

参考文献：

[1]王成元.浅析BIM技术的应用[J].江西建材，2015（5）：45-46.

[2]方学红，吕露露.我国工程招标发展现状要点探析[J].建设经济，2014（6）：32-34.

[3]林慶.BIM技术在工程造价咨询业的应用研究[D].华南理工大学.2014.

[4]邵光华.BIM技术在建筑设计中的应用研究[D].青岛理工大学，2014（12）.

作者简介：

马锋，武汉科技大学城市学院，湖北武汉；

彭玲，武汉科技大学城市学院，湖北武汉；

孙兵，武汉科技大学城市学院，湖北武汉。