浅析BIM技术在建筑工业化中的应用

摘  要：建筑业在社会经济发展中占有重要地位，其为社会经济发展做出了巨大贡献。当前智能建筑在国民生产总值中所占比重逐渐提高，虽然智能建筑发展已取得一定成就，但是建筑业"耗能巨大，效率低下"的现实问题依然存在。为解决该问题，建筑业逐渐由BLM理念向BIM（Building Information Modeling）技术转变，因此BIM技术在建筑业中获得广泛应用。本文介绍BIM技术在建筑工业化中的应用，以期进一步推动BIM技术在建筑业中的发展。

关键词：BIM技术;建筑工业化;应用优势

中图分类号：TU17    文献标识码：A    文章编号：2095-6903（2020）02-0000-00

0 引言

目前我国仍处于社会主义初级阶段，建筑业迎来飞速发展期，建筑市场不断扩大，因此其对国民经济发展做出巨大贡献。据不完全统计，我国近几年的建筑业产值提升近20倍，其在国内生产总值中的所占比重不断增加，是目前带动经济增长的重要力量。当前我国经济总体发展良好，我国未来经济增长继续走高的可能性很大。此外从相关部門对我国固定资产投资情况来看，预计到2020年我国建筑业增加值年均增长达到8%，全额总量约占国内生产总值的7%。我国将来50年，城市化率达到76%[1]。但研究发现以上巨大成果的取得是建立在巨大资源消耗与浪费的基础上的。想要解决该类问题，建筑业必须走节能高效的改革发展道路，其中BIM技术充分利用信息化手段有效推动了我国建筑工业化的可持续发展。

1 BIM技术概述

BIM技术是建筑信息模型（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）的简称。根据《建筑信息模型应用统一标准》对BIM的阐释可知其有如下特点 [2]：（1）BIM是建设项目特性的数字表达;（2）BIM是一个共享的资源平台;（3）BIM技术具有全寿命周期性，为从项目建设到拆除的全生命周期提供决策依据，并在建设项目的不同时期，通过在BIM中插入、提取、更新和更改信息，来达到各个相关方的协同合作，进而更好的完成工作。简而言之，BIM是利用建筑项目的各类信息数据建立三维模型，通过信息仿真模拟建筑物的真实过程。此外，BIM技术能很好的为建设项目的建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等多个项目参与方提供同样的信息平台，通过彼此间共同分享同一建筑信息模，最终实现建设项目的可视化、精细化建造[3]。

2 BIM技术在建筑工业化中的应用优势

2.1 信息完备性

信息完备性是指通过BIM技术获取建设项目的各类信息和拓扑关系，集成各参建方的信息资源，形成一套完整的信息库。

2.2 信息关联性与一致性

信息关联性是指通过分析数据建模将各类信息通过彼此之间的信息关联将其联系起来，并在BIM模型中用构件方式将其表现出来，向人们反应建筑构件所包含的信息，从而使人们对建筑信息一目了然。

由于BIM技术从建设项目的初期设计阶段到建设项目的后期运营阶段都有涉及，因此BIM技术容纳了建设项目从设计到运营全过程的全部信息，并且前后信息保持了一致性[4]。

2.3 可视化模拟

建筑业在施工过程中会有一些在图纸上看不到的构件信息，因此可能在施工过程中不小心造成失误，进而导致极大损失，BIM技术的可视化功能可让工作人员在建设前期看到建设后期的各构件及结构布置，弥补了完全靠人脑去想象的弊端。而BIM技术具有的可视化功能能够对建设项目不同构建以及整体效果的联系性进行反馈，在很大程度上减少了犯错机率。

BIM技术通过数字信息技术模拟出建设项目后期运营的建筑模型，反映出前期不能看见的但是后期却需要进行操作的构件信息，为后期制定科学的施工方案起到重要指导作用。如图1所示。

2.4出图的协调性

建设项目在设计阶段会存在各参建方之间沟通不到位，导致构件之间出现碰撞摩擦等问题，而BIM技术作为一个信息化平台及时的让各方了解彼此之间的图纸，解决相互矛盾的地方，避免构建之间的不协调性。BIM技术可以对建筑物进行可视化展示然后进行相互之间协调优化，从而为业主出提供各类综合管线、结构预留洞图以及相应的改进方案。

2.5成本管理的优化

BIM技术利用计算机进行大量复杂的科学计算，并对建设方案进行优化。如BIM技术可以进行项目方案优化，让业主提前了解更多与建设项目相关的信息。除此之外，还可提前估算建设项目的造价，控制相关成本。

BIM技术在建筑工业化中有着传统技术不具有的优势，如提高工程量计算准确性，利用 BIM 5D 模型让成本管理更加精细、规范;做到全生命周期的人、材、机的合理安排，减少变更发生几率，利于制定更好的设计方案;减少钢筋浪费;与 RFID技术的良好结合，实现了建筑垃圾的资源化管理，进一步减少成本。传统技术与BIM技术的比较，如图2所示。

3 BIM技术在建筑工业化中的应用

3.1 有助于实现建筑构件设计、生产的标准化

标准化工厂能实现建筑构件设计生产的的精细化发展，减少加工误差和产生的失误[5]。图3、图4表示建设项目各相关方沟通关系图。由此可知：同时BIM 技术很大程度上打破了建筑工业化管理的屏障，集成各部门之间的信息，，实现了项目管理的集成化发展，如图5。

3.2 利于实现施工安装的装配化发展

现场施工，需要通过精细的计算，进行施工搭接，BIM技术利用计算机来进行计算减少了不必要的计算误差，使通过BIM技术进行搭接的精确度更高，保证构件安装施工的顺利进行，使建设项目在规定工期内完工，减少不必要的额外成本支出[6]。

3.3 利于实现生产经营的信息化发展

BIM 技术的应用能将各个构件的信息传送到所模拟建筑物中，工作人员可以通过软件进行错误查找和修正。并且这些信息从建设项目设计阶段就存在[7]，直至项目拆除，这是真正意义上的全寿命周期管理，是未来建筑工业化发展的必然趋势。

4 基于BIM 技术的成本算例分析

BIM技术在建筑工业化中可实现生产经营信息化，即在一定程度上减少了业主、施工方、监理方的信息不对称程度，进而减少了不必要的成本投入，提高收益。如图6所示。

假设 R=f（x） 表示信息对称的程度与收益关系

C1 =F（X1 ） 表示信息对称度和成本的关系

R：表示收入

C：表示成本

根據图6可知，在I[0，X1 ]区间中，信息对称度相对小，则有RC，而Ⅲ[X2 ，∞]区间中，开始呈现信息不对称性，有R

。若各方共享信息，用在挖掘对方隐藏信息的成本就会减少，如曲线C2 = F（X2 ）所示，明显该阶段信息不对称范围变大，现为[X1’，X2’]。基于这个范围，支付成本C2 通过上述算例可知，BIM技术在成本节约方案中具有重要作用，通过不同参与方之间的信息共享以及数据交换，能够更好的沟通协调，方便建筑工业化中各方彼此之间的监督。此外，BIM技术解决了当前建筑工业化领域信息交流的瓶颈问题，提升了项目建设的效率和利润。

5 结语

建筑业信息化发展已经成为我国建筑业发展中不可或缺的重要一环，BIM技术拥有数据集成共享功能，把建设项目信息数字化转换为各相关方都可视的建筑模型。这在很大程度上为我国建筑行业走绿色可持续发展道路，提供了有力支持。同时对于BIM技术在建设项目的良好施工运营方面有着重要的实践意义。虽然我国BIM技术起步晚，但是发展迅速。当前不仅各相关企业和科研机构纷纷研究应用BIM技术，我国住建部也出台相应政策文件来指导BIM技术的推广[8]，这使得BIM技术在我国建筑行业中受到的重视程度逐渐加大，使我国建筑业在施工方法、项目管理、成本精细化管理、建设经营信息化等多个方面可以充分利用BIM技术的优势。因此，大力号召开展BIM技术研究以及实践应用，加大对BIM技术的推广和改进，成为当前学术界和企业界需要解决的关键问题。

参考文献

[1] 姬丽苗.基于BIM技术的装配式混凝土结构设计研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2014.

[2] 姚德山.基于BIM技术的建筑工程成本管理系统[D].合肥：安徽大学，2014.

[3] 朱芳琳.基于BIM技术的工程造价精细化管理研究[D].成都：西华大学，2015.

[4] 牛博生.BIM技术在工程项目进度管理中的应用研究[D].重庆：重庆大学，2012.

[5] 齐华伟.BIM技术在建设项目施工阶段的应用研究[D].合肥：安徽建筑大学，2016.

[6] 郑华海，刘匀，李元齐.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师，2015（4）：233-241.

[7] 赵景学，姜立，王会一.BIM技术在文物建筑保护中的应用可能性研究[J].土木建筑工程信息技术，2012（1）：43-46.

[8] 何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术，2010，02（4）：110-117.

收稿日期：2020-01-22

作者简介：李勇（1974—），男，云南昆明人，本科，高级工程师，研究方向：施工管理，施工技术。