浅谈BIM技术在项目全生命周期中的应用

(西安工业大学 陕西 西安 710021)

建筑行业是产品规模最大、数据量最大、数据最难处理、最缺乏数据管理的行业。随着建筑行业的飞速发展[1]，BIM技术被引入建筑行业，它成为了建筑行业的流行语，被应用于项目的全生命周期，包括方案决策、规划设计、建造施工、运维管理、改建拆除等所有层面，为建筑业的发展带来巨大的效益[2]。本文结合工程经验浅谈BIM技术在项目全生命周期中的应用。

一、BIM技术在方案决策阶段的应用

项目前期策划阶段对整个建筑工程项目的影响很大。BIM技术应用[3]在项目前期的工作有很多。

(一)投资估算。应用BIM系统强大的信息统计功能，在方案阶段可运用数据指标等方法获得较为准确的土建工程量及土建造价，同时可用于不同方案的对比，可以快速得出成本的变动情况，权衡出不同方案的造价优劣，为项目决策提供重要而准确的依据。BIM技术可运用计算机强大的数据处理能力进行投资估算，这大大减轻了造价工程师的计算工作量，造价工程师可节省时间从事更有价值的工作如确定施工方案、评估风险等，进一步能细致考虑施工中许多节约成本等专业问题，这些对于编制高质量的预算来说非常重要。

(二)环境评估。根据项目的经纬度，借助相关的软件采集此地的太阳及气候数据，并基于BIM模型数据利用相关的分析软件进行气候分析，对方案进行环境影响评估，包括日照环境影响、风环境影响、热环境影响、声环境影响等评估。

(三)确定BIM应用目标。在项目实施BIM技术前，BIM规划团队首先要确定具体的、可衡量的、可操作性的BIM项目目标，这些目标要能够促进项目的方案决策、规划设计、建造施工、运维管理、拆除改建成功运行的。

二、BIM技术在规划设计阶段的应用

在规划设计阶段使用BIM技术，可以将一切关键的总体规划因素带入一个整合的三维模型，通过为团队提供丰富的可视化三维模型以及对设计中可持续性因素进行分析，做出高质量、有可持续性且美观的设计。

(一)工作空间功能规划设计。为项目做三维的工作空间规划，准确定义、分析和保存重要的参数。

(二)场地总体规划设计。分析和理解项目所在地及项目总体规划方面，将确保设计方案符合规范标准。

(三)空间体量推敲。在对项目的场地和位置都有了初步规划设计后，就能够开发三维空间体量模型来设计建筑的高度、层数的整体形式。

(四)总概算和总工期。对项目范围和目标有了清晰的认识后，就可以利用上述空间体量模型生成的工程量，来开发高级别的项目概算和大的阶段计划。

三、BIM技术在建造施工阶段的应用

BIM在建造施工阶段中能够协助控制进度的预算，可用于模拟施工流程，这会帮助团队检测包括任何管线设备和建筑物间的冲突，提前发现解决问题。同时可以在材料采购阶段准确计量以降低不确定性。

(一)施工计划/4D。集成了时间参数的BIM模型使团队可以模拟和分析项目的施工进度。能够在虚拟环境下把工程模拟一遍可以帮助团队调整进度来避免冲突，并能协助采购和

计划人工，从而实现施工方案的修改和优化[4]。

(二)造价/5D。准确估算材料和成本对项目的成功至关重要。通过把成本参数整合到模型里，BIM模型能用来对项目成本进行准确度极高的估算。这也使得团队可以更好地选择材料和施工技术来控制项目预算。

(三)施工监控。在施工现场使用多套二维图纸已经是过去时了。今天在工地都可以查看BIM模型了，这使得工作人员可以更好地理解预期效果，这也会帮助那些相对缺乏经验的施工队伍完整地理解整个项目。在现场使用笔记本电脑和触屏移动设备观看模型，能对施工工作状态进行高质量的无缝监控。

(四)竣工模型。一个完整的BIM竣工模型对业主和运维人员来说是一份宝贵的资产。该模型应该集成施工阶段做出所有决定的完整文档，包括设计更新和建材设备产品选型等。

四、BIM技术在运维管理阶段的应用

拥有井井有条的项目信息对于运维管理极为有利。使用BIM技术可以发挥出模型的全部潜力，帮助管理人员作出及时精确的判断。

(一)建筑试运行和功能验证。新建工程的建筑试运行和功能验证是一项范广泛并且复杂的工作，需要困队考虑覆盖整个工程范的根多参数。在基于BIM模型的试运行和文档管理流程的帮助下、同样的传统二维图纸和人工填写检查清单有了参照信息，也能够变得更加准确和高效。

(二)空间管理。大型项目的工作空间管理利用各类翻修工程和维护维修，以满足入驻用户的需求。在竣工模型的帮助下，团队能够有效地辨识、计划和监控修工作。

(三)可持续性。在现阶段市场中、跟踪和监控建筑效能来满足其可持线性目标是一项必需的工作。BIM中丰富的可视化和准确的信息能帮助团队进行能源使用、维护的监控和计划工作。

(四)建筑智能化。虽然BIM和建筑智能化系统之前被普遍认为是两个分离的系统，但现在Open BIM的工作进展正促使业界探索集成BIM模型和已有智能化系统的可能性，以帮助更好地进行建筑智能化控制。

五、BIM技术在改建拆除阶段的应用

改建拆除是建筑物全寿命周期的最后一个阶段，目前国内对这方面的的研究应用涉及很少，没有相对成熟的拆除方案。因此，在此做出简单的探讨。以民用建筑为例，在其70年的寿命期到来之际，其设计图纸、使用过程中产生的数据资料、房屋、管线的改建情况错综复杂，同时，纸质资料有着着丢失和损毁的风险，为拆除工作带来极大的麻烦。现在的拆除方式多以定向爆破为主，简单粗放，产生的建筑垃圾大多采用“一锅端”的处理方式，极易产生环境污染。

在改建拆除阶段引入BIM技术，首先确保了整个项目全寿命期数据资料的完整性，方便了解改、扩建情况；在拆除前，能够对拆除工程量进行精确的计算，有利于合理规划安排作业人员、机械设备，优化施工作业进度，同时能够根据模型结合现场实际情况，合理选择施工机具；利用BIM技术的3D模拟技术可以模拟拆除顺序，对存在较大风险的拆除部位进行反复模拟，规避拆除风险；在建立BIM模型时，会清楚地反映出各构件使用的材质，因而在拆除阶段可根据不同材质，对建筑垃圾进行分类处理，提高回收率，减小污染。