朱彦廷 (广西现代职业技术学院建筑与信息系,广西 河池 547000)
随着科技的发展,信息技术已给众多行业带来巨大的变化,然而在建筑行业中,信息化程度却一直处于较低的水平。要想实现低污染、低能耗以及可持续发展的目标,必须提高建设业的信息化程度。BIM技术是信息技术在建筑业的直接应用,是一种创新性的计算机辅助设计工具与生产方式。
上世纪末,BIM(building information model,建筑信息模型)的概念在美国产生。它结合了计算机仿真、虚拟现实、计算机辅助设计等技术。使用BIM,先以工程项目的各项信息为基础建立三维模型,然后通过分析模型对施工过程进行事前控制以及动态管理,可以达到优化施工方案的目的。它还可以解决分散的异构工程数据的一致性和全局共享问题,支持项目生命周期中动态信息创建、管理和共享。这项技术将使该项目结构复杂的问题得到了最大限度的解决。BIM技术不仅可用于建立建筑模型,而且可以用于整个项目生命周期。
它是一种新的工作、管理模式,是建筑业由粗放向精细、统一、高效转变的一场技术革命,被称为建筑行业继上世纪使用CAD取代手工绘图后的又一次重大技术变革。
①完备性。模型除了具有工程对象的3D几何信息和拓扑关系,还有工程名称、性能、工序、成本、安全、材料寿命等工程信息,可以使工程设计可视化和可分析、计算,有助于充分利用各方面的信息,提高信息的使用率。由于模型包含建筑构件、设备的全部信息,将为项目预算提供准确的数据支持。
②关联性。模型中的对象相互关联,并且可以识别,可以统计、分析其中的信息,在此基础上生成需要的图形、文档。如果某一对象发生变化,则与其关联的对象会自动随之调整,使模型保持完整、正确,从而减少了修改设计导致的很多问题,提高了设计的效率。
③一致性。在工程的不同阶段,模型中的信息保持一致。因此可以实现不同阶段的信息共享,无需重复输入信息。不同阶段的模型能够自动演化,往往只需简单地修改和扩展,使信息不一致的情形大大减少。
工程项目的施工阶段,是将建筑从设计变成实在的重要环节。建立以应用BIM的管理信息化体系,将提升施工企业的建筑水平、建筑质量以及经济效益。应用BIM技术的优点主要有以下方面:
①形象展示,方便比较。按照施工计划进行3D模拟,能够直观地展示场地、大型设备的布置情形。对于复杂节点的施工方案,可以对不同的施工顺序进行进行4D模拟,方便比较几种方案,选出最优的方案。以建好的BIM为基础,进行二次渲染,可大幅度提高3D渲染的精度、时间,给人以强烈的视觉冲击和真实感受,从而提高中标的可能性。
②迅速计算,提高效率。先建立BIM数据库,再建立6D的关联数据库,能准确、迅速地算出工程量,提高预算的精度、缩短预算的时间。由于BIM数据库数据的粒度达到了构件级别,能够迅速提供进行项目管理所需的信息,将在很大程度上提高管理的效率。企业使用BIM可以获取用料数量,统计设备,控制造价,预测造价,从而为投标时编制投标文件、施工时控制成本提供合理依据。
③检查碰撞,优化净空。使用BIM技术,可以提前检查碰撞,优化设计,从而减少到施工阶段才发现错误,只好进行修补甚至返工的情形,还可以优化管线排布方式,优化净空。利用优化的三维的管线排布方案,施工人员可以进行施工模拟以及施工交底,合理安排各个工种交叉施工,减少施工等待,提高工程质量,也方便和甲方的沟通。
④模拟施工,直观清楚。BIM具有三维可视功能,如果加上时间维度,能够模拟工程过程,可以随时形象地将原订计划与实际进度对比,通过一定沟通,施工方、监理方甚至不懂建筑知识的业主方都能对项目的各种问题、情况十分了解,使工程的质量问题、安全问题以及整改大大减少。
⑤精确计划,降低损耗。由于海量的工程数据无法快速、准确获取以支持资源计划,施工企业的管理一直难以实现精细化,只能基本依赖过去经验。采用BIM,可以让管理人员快速、准确地获得工程数据,进而制定的精确的资源计划,使物流、资源和仓储方面的浪费大为减少,为实现消耗控制、限额领料提供了有力支持。
近些年来,BIM技术在北美、欧洲、日本等地发展迅速。美国建筑80%以上的前300强企业中都应用了该技术,一些国家也相继制定了这项技术的实施标准。
BIM的应用在我国还处于初级阶段,应用BIM的建筑企业不足10%,并且主要在工程设计中应用。在我国科技支撑计划重点课题《现代建筑设计与施工关键技术研究》已明确指出:建筑科技发展的总目标是建设数字城市,BIM技术是提高建筑业信息化水平的重点,是实现这个目标的途径,要深入研究BIM技术,参考国际标准,建立符合我国国情的技术标准。我国已有一些项目应用BIM得很是成功,如大型复杂建设项目北京国家游泳中心、上海中心大厦。
①认识不到位。施工企业的信息化是建筑业信息化的基础,也是实现施工企业管理升级、转型的重要举措,是企业管理的一个新课题。然而当前企业决策层、管理层和作业层领导对此普遍认识不够、动力不足。
②资金缺乏。目前,施工企业进行信息化建设,包括了硬件投入和软件开发,需要较大的资金投入,特别是开始建设时,机房改造、硬件升级、软件采购或开发等需要不少资金,但建筑施工产值和资产利润率都比其它行业低,属于微利行业,很难筹集足够的信息化建设资金。
③技术人员数量较少、水平较低。大多数施工企业中计算机应用、计算机信息管理等专业的技术人员数量不多,水平不高,既懂建筑、又懂计算机的复合型人才数量更少,不能满足企业进行信息化建设的需要。
④政府支持力度不够。建筑行业主管部门对于施工企业的信息化建设只提要求,却没有扶持政策,一切资金投入(如硬件升级、软件开发以及系统维护)都由企业自行解决,使得企业进行信息化建设的积极性不高。仅靠企业自身难以开发出易用性好、稳定性强、兼容度高的软件,需要行业主管部门采取具体行动,及早制定软件开发及标准。
①改革开放以来,我国的建筑行业发展迅猛,预期国家将不断出台相关政策,建筑投资方将不断提高对BIM应用的重视,在此背景下,施工企业领导要及时改变观念,积极组织本企业进行BIM的研究、应用。
②作为一种新技术,BIM属于需要良好的软、硬件支持。升级硬件必需投入较多的资金。软件则有正版、盗版之分,购买盗版要比正版便宜得多,但正版功能齐全,适合企业使用,软件厂商还能附带提供免费的咨询以及培训服务。
③BIM软件的使用要求技术人员既懂建筑知识又有良好的计算机操作能力,因为一个项目工程量很大,需要有一个团队才能进行工作。因此要从外部招聘,在内部培养BIM人才是应用这项技术的重要一环。
④当前在我国施工企业中BIM技术的应用还处在探索阶段,经验较少,BIM软件中有些库的设置还不符合国家规范,企业应该注意积累经验,争取早日建立自己的构件库,乃至制定自己的BIM标准。
⑤对BIM团队进行有关培训,从小项目开始,逐渐加大,提高协同工作能力,直至建立成熟的BIM团队,承担大项目时能够合理地分配人员,能够应对复杂任务的考验。
总之,当前BIM技术在我国的应用还处于初始阶段。根据很多发达国家建筑业的发展过程,随着国家出台有关政策以及建筑行业主管部门倡导,这项技术发展空间广大,未来将成为建筑业发展的方向。在BIM技术发展的重要阶段,施工企业要深入研究该技术,转变决策战略,提早准备人力资源和和物力资源,积极在项目当中采用该技术,才能在竞争激烈的市场中赢得先机,走在行业发展前列。