浅析BIM技术在建筑工程中的应用

孙殿泉

【摘要】我国传统建筑工程在设计和施工中都存在着许多问题，如常见的施工过程当中信息化程度较低、各个施工部门之间的沟通协作难度极大以及最终建筑工程的可视性差等等。本文就BIM技术的实际应用状况，分析BIM技术应用于建筑工程中的优势。

【关键词】BIM技术;相关建筑工程;应用优势

1. BIM技术相关简介

1.1 BIM技术定义

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）不是一个崭新的词汇，Autodesk公司在2002年率先提出，是建筑学、工程学及土木工程的新工具，能够形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。首先我们需要明白的是BIM不是一种技术，其实它更倾向于一种工作理念，建筑行业的从业者，采用BIM的各种软硬件工具，结合必要的BIM工作流程和技巧，来帮助建筑领域实现向三维可视化和信息化的转变。一般情况之下，我们将“BIM”翻译成建筑信息模型，但其实不是一个固定不变的翻译模型，建模实际上是最简单的。M重要的是modeling，团队协作的过程，再延伸就是manage等等。B也不仅仅局限在building。而BIM三个字，最重要的是I-information——即对信息的集成以及利用。所以可以这样理解，BIM技术是一个平台，可以进行信息集成，促进交互协同，使项目能更好更快地完成，集成管理一直到项目的生命周期结束。

1.2 BIM技术特点

1.2.1可视化

可视化，也就是我们常常称之为“所见即所得”。相对于传统的二维CAD所示的图纸而言，利用BIM技术则可以帮助我们真正地将图纸由线条向模型的方向转变。具体涉及到建筑工程行业，BIM技术可视化这一特征属性对于建筑施工行业的作用十分巨大。例如，传统的建筑施工工人依据甲方提供的施工图纸，工人们只能够看到整个建筑设施的各个构件的信息，但是有些项目施工人员由于自身的文化素质水平有限，使得他们不具备对象的三维立体空间思维来想象三维建筑模型。而新型的BIM技术应用于建筑工程当中则可以很好地避免这一问题的产生，通过利用这一新型技术能够将传统的线条式的构件转换为立体的三维实物模型在人们的面前展示。

1.2.2协调性

协调性对于实际建筑施工过程中的意义重大，一项建筑工程的实施是一项极其复杂的过程，其中涉及到从图纸设计到最终的工程完工之间，需要建筑设计方、施工单位、物业等等一系列的主体之间进行相互协调沟通。传统的建筑项目施工流程是在建筑工人根据施工图纸进行实施过程当中遇到了难以解决的问題时，这就需要相关建筑工程的管理部门组织起来通过协议来集体解决施工问题所在之处，通过对施工问题进行细致的分析的基础上提出问题解决的优化措施。但是这种传统的建筑施工过程使得我们处于一种极度被动的地位，只有当问题产生之时才匆匆忙忙的主持会议解决问题，这样无论是对施工工期而言还是对建筑方的经济损失而言，二者都是十分不利的，而这种现象的产生往往是多位设计师在建筑施工之前彼此双方缺乏实际有效的沟通，才导致问题到建筑工人实际施工的过程当中才真正暴露出来。而通过利用BIM这一新兴的技术则可以很好地解决这个问题的产生。通过利用BIM技术的可视性和模拟性，则可以将建筑施工的相关信息模型在施工工人实际施工之前进行工程的模型搭建，通过模型的搭建各个工程设计师之间能够通过对于各个专业间所产生的问题进行协调，在协调的基础之上，根据模型生成相关的协调数据，通过将这些数据应用于模型修改上，则可以在前期很好地避免各个施工项目产生矛盾，从而一定程度上有利于建筑工人的施工。

1.2.3优化性

随着科学技术水平的不断向上发展，建筑工程从设计到施工的整个过程也呈现出不断优化的趋势。新型技术的出现并应用，使得建筑工程在BIM的基础上，能够更好地进行优化。事实上，没有一个行业是不向前发展的，建筑绘图CAD行业也是如此。无论是德国的工业4.0还是我们提出的《中国制造2025》都是在讲全行业的信息化进程。所以，建筑工程的传统CAD技术也理所当然要进入信息化。于是乎，BIM就应运而生了。在原有CAD发展的基础上，加入了数据和信息的内容，从而使得CAD更加自动化、智能化。这就是BIM的本质。你可以说BIM是一项突破性的技术或者理念，这是由于CAD行业发展经过量的积累到达了质变的阶段，即各个level之间的跨越。我们现在做研究还是处于将level2的技术发展成熟，并逐渐靠近level3。

1.3 BIM技术优势

BIM技术优点现总结如下：

从实际操作角度看，具备四个方面：

（1）出错次数低——通过在建筑施工初期检查出项目问题从而降低建筑施工成本;

（2）工作效率高——各个施工技术间能够实现无接缝的数据交换标准从而缩短建筑施工时间;

（3）工程设计好——利用高分辨率的可视化性能能够看到初期的建筑模型。

从技术的角度来说，两个方面：

（1）基于几何特性的应用，可以实现更大程度的自动化。比如工程量计算、有限元分析（这个本来就是3D的）、空间设计优化等。

（2）更加形象的可视化，在组织管理活动中，减少沟通障碍。比如进度模拟等。

（3）笔者个人的理解，BIM是为了实现工程全寿命管理目标而出现的一种技术。本质上，它是一种手段，只是想通过这种技术来实现建筑施工项目管理目标。

2. BIM技术在建筑工程中的实际应用

2.1 BIM技术在建筑设计中的应用

BIM技术在建筑设计上，特别是在建筑施工图纸的深度设计上体现得最为明显。在利用BIM技术的建筑施工图纸的设计上，二者之间深度融合的结果是生成了三维可视化的建筑信息模型，有时也以图纸的形式出现，而BIM技术的建筑施工作用主要表现在与之前的建筑施工设计的二维图纸相结合，与原有的二维图纸不同的是，BIM技术在建筑施工设计上的立体化给人们带来更加直观的视觉冲击，使得施工工人更加理解建筑内部结构。同时，随着科学技术的不断发展，使得BIM技术能够与我国传统历史建筑风格进行深度融合，这种BIM技术下达历史建筑模型与传统建筑模型之间不同的是，能够同时保留其之前的传统设计风格理念及对不同形态的历史建筑风格进行深度分析，从而有利于我国建筑行业在设计上历史文化与现代建筑相融合。主要在建筑设计上应用的优势表现在以下两个方面：

（1）BIM技术允许您使用数据库从二维设计转移到三维设计。传统的工作方式通过二维平台交换信息。具体设计可能存在理解错误和复杂的信息标注等缺陷，其二维设计不再满足当前的设计需求。BIM技术提供了一个类似于3D设计的可视化设计窗口，并使用数据库对数据信息进行3D可视化。

（2）单一的建筑信息管理软件不允许执行复杂的建筑设计项目，而只能通过与不同类型的建筑信息管理软件的协作来执行。现在，将创新和分析的BIM软件（即BIM分布式模型）结合起来构建设计模型变得更加容易。

2.2  BIM技术在建筑施工动态管理应用

BIM技术对与建筑工程施工的动态管理上的的影响主要从BIM的核心价值——“信息”所体现出来，相较于之前传统的人为建筑施工管理过程而言，之前的管理模式具有更多的主观随意性，而将BIM技术实际的应用于减值工程施工的动态管理上，主要表现在BIM+项目管理。只要包括“BIM+云平台”+“BIM与大数据、物联网、移动技术、人工智能”等几个核心组成部分的集成实践应用，通过这种新型的建筑施工动态管理模式能够有效的改变建筑施工项目在现场参建各方之间的的交互模式、工作方式以及管理模式，从而形成了新型的“BIM+项目管理”的创新管理模式。根据《建筑业企业BIM应用分析暨数字建筑发展展望（2018）》调查的相关数据显示，BIM技术与建筑工程项目管理信息系统之间的集成应用，能够一定程度上实现项目精细化管理，这种管理模式在将来一定时间成为未来项目管理的趋势比例高达74.5%。BIM技术已经深入到包括成本管理、进度管理、质量管理等各个方面，BIM技术与管理的全面融合成为BIM应用的一大趋势。除此之外，BIM技术与互联网基数搭建的动态集成项目管理模式能够有效的提高建筑工程项目管理过程中的各业务单元之间的数据集成和共享，通过这种方式能够科学有效地促进建筑施工项目管理技术、生产和商务三者之间的信息共享，从而能够更好地支持建筑施工管理方案的优化，确保在建筑项目管理执行过程中为造价的快速确定、控制设计变更，减少返工、降低成本、提高质量大大降低合同执行的风险。

2.3 BIM技术在建筑施工组织阶段应用

理论上讲，BIM技术在建筑施工组织中发挥重要作用主要从4D模型、5D模型两个方面。4D的BIM模型是指在招投标和施工阶段，在三维模型基础上加上项目的发展时间，即根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案來指导施工;同时，在此基础上加上造价信息，便为5D的BIM模型，来实现成本控制。但是，以上描述只是BIM发展的一个长期愿景而已，目前，国内BIM在施工阶段的实际应用只实现在单个点上的BIM应用，而若要真正把BIM模型实际利用起来、指导施工过程、结合时间造价信息全面铺开，仍需要很长的发展时间。目前，在施工阶段应用到的BIM主要包括以下三个点：4D模拟、虚拟漫游、后期成果展示。这里的4D模拟虽然在3D模型的基础上加上了时间轴，但是仅可作为模拟展示，而不能真正实时指导施工。虚拟漫游和后期成果展示也仅仅作为展示而已。

3. 结束语

BIM技术应用于实际建筑工程的同时，不仅仅能够给建筑行业带来全新的高效技术，而且能够带来全新的发展理念，也许在不久的将来，你会在建筑施工现场看到大量BIM技术的实际应用，因为BIM技术是建筑行业的未来发展趋势，这种新型的施工方式必将给传统的建筑施工行业带来革命性的冲击。

参考文献

[1]张宏.BIM 技术在建筑工程施工管理的应用研究[J].房地产导刊，2018，（36）：148.009-4563.2018.36.137.

[2]罗文林，刘刚.基于 BIM 技术的 Revi族在工程项目中的应用研究[J].施工技术，2015（S1）：761-764.

（作者单位：济南市章丘区工程建设定额站）

【中图分类号】TV398.9

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362（2020）06-0050-02