浅谈BIM技术在建设工程领域的应用

刘丽荣 武道吉

1.BIM技术基本功能

1.1 3D建模

3D建模是BIM技术的最基本功能，也是最突出的特征，利用BIM技术，将相关建筑信息数据导入BIM系统，就可以获得等比例缩放的建筑3D模型，且该模型与实际建筑结构完全一致，在建设工程实施中，通过模型的观察，就能够获得建筑的实际情况[1]。例如，在建筑建设中，将建筑屋顶与墙体的相关数据导入进去，获得等比例缩放模型，通过模型就可以获知屋顶与墙体连接的位置，屋顶的形式，高度以及其他屋顶相关结构信息，并与现场实际施工情况进行对比，则可以知道现场施工是否标准，如不标准，就必须进行相应的调整。

1.2 仿真模拟

仿真模拟功能利用数学算法，能够将3D模型的各项参数代入仿真模拟当中，掌握该模型在仿真环境中的表现。比如在建设工程实施中，先利用BIM进行3D建模，得到屋顶与墙体的等比例缩放模型，然后将屋顶及墙体的相关参数输入到仿真模拟功能窗口，这时候，仿真模拟会根据输入的参数进行算法计算，从计算结果中得到墙体应力参数等信息。如果显示墙体应力参数低于屋顶重量参数，那么在模型中会显示配置不当，需要进行相应的调整，避免因设计缺陷造成的质量问题。另一方面，通过仿真模拟，还可以对建筑整体力学结构进行计算，通过仿真模拟地震环境、风环境等对建筑的整体性能进行检验，全面保障建筑质量，具有较高的应用价值[2]。

2.BIM的优越性

BIM技术的可视化、可分析化使得其在建筑设计领域具有无可比拟的优越性，简单来说，BIM的优越性在于直观。

2.1 直观于成品展示

BIM技术可以实现建筑模型的动态化展示，在做报告等展示场合中，观看者不必根据平面展板进行三维空间的想象比拼，而是用三维立体的视觉展示替代冗长的文字资料和平面设计图纸，成品的外轮廓效果和内部构造均可一目了然，如此效果让非专业技术人员在听取产品介绍的过程中有极强的代入感，也能更加理解设计的理念和后期成果。

在内装修项目中，BIM技术是一种高度拟真展示设计成品的手段。通过丰富的色彩、拟真的灯光、多样的纹路和质感，从不同角度了解装修效果。这样也可以称之为一种高度的仿真[3]。

2.2 直观于过程设计

现如今，BIM技术多应用于大型建筑设计。以体育场设计为例，当各专业平面图纸较为完善时，由专业BIM设计师进行三维模型制作，在BIM技术模型中，可以清晰地看到建筑轮廓展示及各处细节构造[4]。体育场因为各层结构柱、梁等较为复杂，对于机电专业来说，由于各层功能房间不同，无法设置贯通各层的管井，很多管线需要在顶板下进行位置转换，同时各处楼梯的转换也较为复杂，各专业管线左右或上下错开敷设时，一些地方需要考虑净高要求。在三维模型中，管线、设备可以进行预敷设，从而有效地排查管线密集点及不合理敷设点，然后将调整的意见反馈，形成一种平面制图——三维模型检查——修改完善的模式，避免在施工过程中造成设计变更，影响施工进度，增加成本。从这一点看来，BIM在大型建筑中的应用是必要且有效的。

图1 体育场管道效果

图2 体育场管道效果

图3 体育场净高控制图

BIM技术在施工管理方面的优势在于设计成品变更的即时性和管理信息的集成性。在建设过程中进行设计变更是经常会遇到的问题，建筑本身是一个综合体，在设计过程中，是将其先拆分再组合，即各专业独立设计再将设计信息共享，进行对接。一方面是由于平面图纸展示的局限性，若将各专业信息都集中于一张版面，则会使信息叠加，表达不清，但信息分解，在平面对接的过程中容易产生疏漏。因为BIM成品本身是信息综合体，当某部位某专业的信息变动时，可以即刻看到此部位的信息联动，从而减少对建设工期的影响。

受BIM技术优势的启发，如今很多公司积极推动BIM技术的应用，成立BIM技术部，招聘专业人才，但进程比较缓慢。

在建筑设计过程中，BIM技术的使用体现了其局部性。很多大型项目并非直接应用BIM技术进行三维设计，而是需要先完成平面图纸，再利用其建立三维模型，当出现设计变更时，需先完成平面图纸变更，再提于BIM工作组，BIM工程师随即进行调整，如此一来，虽BIM三维模型制作紧随其后，但其大方面的工具特性并未发挥出来，与其说应用于设计制图不如说应用于设计检查。当然这种现象的造成与造价和人才密不可分。现在，很多大规模的设计公司也并不能做到全方位的普及BIM技术，进行全员培训和全员应用。BIM的集成性使得其学习上更具复杂性，众多软件的熟练应用非培训一定时间就可以实现的，它需要软件的专门学习和项目实践的锻炼。

在建筑工程施工过程中，影响BIM普遍应用的限制因素很多，一方面很多建筑工程由于造价限制，同时建筑人员经验丰富，完全可以依照现有图纸完成施工，为避免成本增加，很多工期短造价低的小工程并不推荐使用BIM技术。另一方面是BIM技术型人才的缺乏，项目的建设具有高度的计划性，它需要成熟的技术控制和配合[5]。

3.提高BIM技术在建设工程领域应用效果的建议

3.1 加深了解

BIM技术应用范围较广，对于建设工程的各个阶段都可适用，而要实现其在设计阶段的应用优势，设计人员应在掌握专业设计知识的基础上加深对该技术的了解，设计单位上下人员也应改变传统的设计理念，走出CAD二维出图定性思维模式，要意识到虽然前期起步阶段会耗时耗力，由于经验不足而达不到预期的设计效果，但是要往远处思考，积极去学习、引进并应用，促使该技术与建设工程项目合理融合，逐步发挥BIM技术的真正用处[6]。

3.2 加强培训

作为一项还没有被普遍应用的优质新型技术，要想发挥其在设计阶段的作用就必须有专业的技术人员进行操作指导，因此无论是各建设企业还是高校都要注重该方面人才的培养。当前社会更为需要的是复合型人才，所以在提高设计人员专业素质的同时要针对BIM技术开展相应的培训，同时也要积极引入这方面的高技术型人才，加大此方面的资金和时间投入，为设计人员提高对BIM技术的应用能力提供机会和帮助，促使他们不断提升自我，由浅入深地掌握BIM技术的应用技巧。

4.结语

总结可知，BIM技术是建筑设计、施工管理技术发展的一种趋势，其发展的过程并非一蹴而就，而是稳扎稳打，即使阻碍重重，建筑企业、设计管理人员也会一步步地克服种种困难，积极推进BIM技术的有效发展。