摘要：近年来，BIM技术受到人们越来越多的关注，并正引发建筑行业的一次史无前例的变革。国内的建筑工程也正在逐步加大BIM技术的研究、应用和推广，相关的各项规范标准也在不断的起草完善中。因此文章总结了BIM技术在建筑设计和施工阶段的应用现状，在此基础上提出了BIM技术目前存在的问题和建议，为BIM技术在我国的继续推进和更深入的应用提供参考。
关键词：BIM技术、建筑设计、工程施工
一、前言
BIM的概念最早是由2002年由AUTODESK软件公司提出的，全称是Building Information Modeling，中文为“建筑信息模型”。其定义由三部分组成：1、BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；2、BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；3、在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业[1]。因此，BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件几何特征信息、专业属性及状态信息，还包含非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息；借助这个包含建筑信息的三维模型，提高了建筑工程信息集成化程度，为建筑工程的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。
二、BIM技术在建筑设计中的应用
（一）BIM技术提供了全新三维状态下可视化的设计
BIM技术不同于CAD的基于二维状态的设计，而是以三维状态为基础进行建筑设计。在BIM技术下绘制的构件本身具有各自的属性，每一个构件在空间中都有X、Y、Z坐标等各自的独立属性。设计过程中设计师能够通过电脑屏幕上虚拟出来三维立体图形，达到三维可视化下的设计。同时构建的模型具有各自的属性，如柱子，点击属性可知柱子的位置、尺寸、高度、混凝土强度等，这些属性通过软件将数据保存为信息模型，也可以由其他专业导入数据，提供了协同设计的基础。
（二）提供各专业间的协同设计[2]
首先，在传统条件下各个专业间的建筑模型设计数据不能相互导出和导入，使各个专业间缺乏相互的协作，即使设计院内部通过大量的技术把关，也只能解决建筑和结构间的构件尺寸统一问题，对于水电、暖通和建筑、结构间的构件冲突都只能在施工过程中进行修改。因此各专业图纸间的矛盾众多，导致施工过程中变更加大，施工单位在施工过程中协调难度增加；设计单位不断调整设计变更增加工作量，造成工程成本增加，达不到业主要求。
其次，在BIM技术下的设计，各个专业通过相关的三维设计软件协同工作，能够最大程度的提高设计速度。并且建立各个专业间互享的数据平台，实现各个专业的有机合作，提高图纸质量。例如欧特克通过开发的AutoCAD Revit、Revit Architecture、Autodesk Robot structural analysis 系列软件，使建筑工程师在完成建筑选型、建筑平面、立面图形布置完成后，即可将数据保存为BIM信息，导入结构工程师、设备水电工程师专业数据，由结构工程师进行承重构件的设计和结构计算，设备及水电专业工程师同时进行各自专业设计。在建筑和结构专业都完成后，将包含建筑和结构专业数据的BIM信息导入水电、暖通、电梯、智能专业进行优化。同时水电、暖通、设备等专业的BIM信息也可以导入建筑、结构专业，达到了各个专业间数据的共享和互通，真正实现在共享平台下的协同设计，在设计过程中能够进行各个专业间的有效协调，避免各个专业间的构件矛盾。
（三）可进行设计阶段的方案优化
首先，使得参与建设的各方更容易理解建筑师的设计意图。在传统条件下，建筑概念设计基本上是依靠建筑师设想出建筑平面和立面体型，但是直观表述建筑师的设想较为困难，通常借助制作幻灯片向业主表述自己的设计概念，而业主不能直接理解设计概念的内涵。
在三维可视化条件下进行设计，建筑各个构件的空间位置都能够准确定位和再现，为各个专业的协同设计提供了共享平台，因此通过BIM数据的共享，设备、电气工程师等能够在建筑空间内合理布置设备和管线位置，并通过专门的碰撞检查，消除了各种构件相互间的矛盾。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过软件的虚拟功能，设计人员可以在虚拟建筑内各位置进行细部尺寸的观察，方便进行图纸检查和修改，从而提高图纸的质量。
最后，BIM技术庞大的数据处理能力，可以建立起工程中各个构建的基本数据信息，分析拟建建筑的工程预算和经济指标，进行几种建筑方案的相互比选，同时可以立即对建筑的技术、经济性进行优化设计，达到在设计阶段对建设项目的经济优化和成本测算。
三、BIM技术在工程施工中的应用
（一）虚拟仿真施工
运用BIM技术，建立用于进行虚拟施工和施工过程控制、成本控制的模型。该模型能够将工艺参数与影响施工的属性联系起来，以反映施工模型与设计模型间的交互作用。通过BIM技术，实现3D+2D[3]（三维+时间+费用）条件下的施工模型，保持了模型的一致性及模型的可持续性，实现虚拟施工过程各阶段和各方面的有效集成。
（二）实现项目成本的精细化管理和动态管理
运用BIM技术建立的施工阶段的5D模型，能够实现项目成本的精细分析，准确计算出每个工序、每个工区、每个时间节点段的工程量。按照企业定额进行分析，可以及时计算出各个阶段每个构件的中标单价和施工成本的对应关系，实现了项目成本的精细化管理。同时根据施工进度进行及时统计分析，实现了成本的动态管理。避免了以前施工企业在项目完成后，无法知道项目盈利和亏损的原因和部位。
（三）各专业的碰撞检查，及时优化施工图纸
通过建立建筑、结构、设备等各专业BIM模型，在施工前进行碰撞检查，及时优化了设备、管线位置，加快了施工进度，避免了施工中大量的返工。通过引入BIM技术后，建立了施工阶段的设备、机电BIM模型。通过软件对综合管线进行碰撞检测，利Autodesk Revit系列软件进行三维管线建模，快速查找模型中的所有碰撞点，并进行深化设计，实现管线碰撞检测，从而较好地解决传统二维设计下无法避免的错、漏、碰、撞等现象。
四、目前限制BIM技术应用的几个因素
虽然BIM技术这几年在国内发展的比较迅猛，但是大部分还停留在初步尝试阶段，真正在建设的全生命周期中使用还存在或多或少的障碍。主要有下面几方面的原因[4]：
（1）国内BIM没有统一的标准（修订中），导致各种软件数据间交换存在困难，数据导出和导入中信息丢失。制约了相关设计软件的发展，也限制了BIM技术的应用。同时，模型数据量庞大，系统处理负担沉重，而BIM模型数据格式不同于传统CAD及文本文件，跨平台间资料交换标准尚未全统一，所以就存在着数据分类命名的问题以及档案管理的问题。
（2）模型的所有权问题。BIM模型主要由设计单位负责建立，由施工单位应用并继续扩展维护。目前关于BIM模型建构费用标准尚未确定，模型由设计单位构建，收益方是业主，对设计单位来说缺少构建模型的动机，而如果由施工单位构建则达不到全生命周期使用的目的而且业主也无法获得BIM模型的所有权，对于后期的运营管理又存在着争议。
五、展望
作为现代化信息技术发展的成果，BIM技术必将引领建筑信息技术走向更高层次，提高建筑工程信息化管理程度，提高管理效率。我国建筑市场庞大，参与主体和参与潜量巨大，相信在各方的积极努力下，BIM技术必将为我国建筑业的科技进步发挥重大作用。要实现BIM技术在项目管理中全方位的应用，不仅要解决的是技术问题，更需要解决的是管理层面的问题，这有利于提高集成管理的水平，同时也能促进BIM技术的推广应用。
参考文献：
[1]何清华、钱丽丽、段运峰、李永奎.BIM在国内外应用的现状及障碍研究.工程管理学报.2012
[2]秦军.建筑设计阶段的BIM应用.建筑技艺.2011
[3]张建平、李丁、林佳瑞、颜钢文.BIM在施工中的应用.城市建筑.2014
[4]李志刚.BIM在我国建筑设计施工管理一体化中的应用与展望.施工技术.2012
论文作者:郭相武
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/1
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