摘要：建筑工程施工工艺复杂、交叉作业多，传统建筑模式难以避免错、碰、漏的问题，施工质量不易保障，工程工期常常拖延，BIM技术的应用可以带来革命性变化，因此本文对BIM技术在建筑施工中的应用进行了探索和思考。
关键词：BIM技术；建筑施工；应用
BIM（Building Information Modeling）表面意思就是建筑信息模型，但其深层含义是建立在三维数字技术基础上的支持建筑全过程信息交互、协同工作的工程数据模型。采用BIM技术的主要目的是提高效率、减少浪费，通俗地讲为了节能减排。根据美国研究，建筑业比制造业浪费高出31%（57%对26%），原因是行业结构分割、信息流失、忽视生命周期价值[1]。国内应用BIM技术较晚，相应地技术水平也比国外落后许多，目前BIM技术主要用于大型工程，而且设计阶段用的多、施工中用的少，因此本文对BIM技术在建筑施工中的应用进行了探索和思考。
1 BIM技术基础及在建筑施工中的应用
1.1 BIM技术基础
BIM技术的硬件基础是计算机、网络设备、数据服务器等，这些与一般计算机应用技术的差别可能是硬件要求更高一些。因为三维数字模型对CPU处理能力和GPU渲染能力要求较高，而且三维模型文件较大，实时传递对网络带宽和存储设备也有更高要求。最大的差别其实还是软件方面，BIM软件包括以下类型：（1）建模软件，如Revit Architecture、ArchiCAD、Bentley Architecture等；（2）结构分析软件，如Etabs、PKPM等；（3）机电分析软件，如Trane Trace、Design Master、博超、鸿业等；（4）几何造型软件，如Rhino、Sketch-up等；（5）可持续分析软件，如Ecotech、PKPM等；（6）可视化渲染软件，如3DS MAX、Lightscape等；（7）模型检查软件，如Sloibri；（8）深化设计软件，如Tekla Structures、TSSD（探索者）等；（9）碰撞检查软件，如Navisworks、Projectwise Navigator等；（10）造价管理软件，如Innovaya、广联达、鲁班等。上述软件中大部分为国外软件，只有PKPM、TSSD、博超、鸿业、广联达、鲁班等为国产软件，这也反映了BIM技术在我国应用方面的不足，而国外BIM软件在我国建筑工程的适用性上还是存在一些问题。
1.2 BIM技术在建筑施工中的应用
BIM技术在施工阶段的应用包括虚拟施工、碰撞检查、深化设计、施工控制等方面。虚拟施工是在三维场景中通过设置时间参数，动态模拟施工的过程[2]。将建筑模型与施工进度相关联，构建出4D信息模型，可实现对材料、设备、人工、进度的集成管理，有利于参建各方直观地了解施工中的问题，为减少返工、提高效率创造了条件。建筑工程包含众多专业，在传统建设模式下不同专业之间的冲突很难完全避免，因为二维设计环境很难协同，在图纸会审时能发现一些问题，但仍会有所遗漏。这些遗漏未及时处理必然面临返工问题，从而影响了施工工期。深化设计在建筑施工中经常会遇到，例如装饰工程中，由于主流BIM软件对装饰功能考虑较少，这使得装饰工程往往费时费力，通过深化设计为提高施工效率奠定基础[3]。采用BIM技术可以使施工控制更精确更到位，例如国外一个工程将遥感技术与4D BIM技术结合起来实现了精确的全自动进度测量。
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2 BIM技术在建筑施工技术中的实际应用
2.1 BIM技术在装配式建筑施工中的应用
装配式建筑采用标准化设计、工厂化生产和装配式施工方式，代表着建筑行业的未来。由于装配式建筑构件拆分困难、吊装工艺复杂、施工机械化程度高、信息互联性强，因而更有利于发挥BIM技术在参数化、可视化、协调化方面的优势。某装配式建筑项目中异形柱框架剪力墙采用现浇方式，楼板、外墙、阳台、楼梯、空调板、分户隔墙均为预制构件。由于场地狭小，对构件堆放、吊装、节点连接、预留预埋、工序安排等事项提出了很高要求，并且工期又比较紧张，采用传统建造方式要保证高质量高效率完成非常困难，因此本项目以BIM技术进行辅助管理。在项目开工前进行了职能分工，例如土建技术员负责BIM模型深化、场地分析、虚拟仿真漫游、场地规划等工作，安装技术员负责三维管线排布、碰撞检查、预埋预留校核、竖向净高优化等内容，构件装配技术员负责施工计划模拟及优化、预制构件生产与现场施工协同等任务。为了保证BIM技术的顺利实施，硬件采用惠普工作站，主要配置为：CPU为至强E3或E5，专业图形显卡，内存16～32G，固态硬盘256～512G，机械硬盘1T。土建建模软件为Revit，钢筋建模软件为Tekla Structures，安装专业建模软件为鲁班，碰撞检查为Navisworks等。基于BIM技术搭建了业主、设计方、预制构件厂方、施工方、监理方协同管理平台，实现了信息共享，例如发生设计变更时，BIM管理团队一接到设计单位指令，即刻将变更部分挂接到BIM模型上，在模型中可以同时看到修改部分和变更前的模型。具体到构件安装这样实施，地面人员用手机扫描构件上的二维码，负责吊机的操作人员马上就能从显示屏上见到构件信息，同时BIM工作人员也能在电脑屏幕上看到吊装工作进展。利用BIM技术进行钢筋下料、吊装模拟、管线综合、临边防护、脚手架搭设等细节工作减少了大量现场质量安全问题，提高了工作效率，产生的效益非常显著。例如管线综合时，电缆桥架遇到给水管线、喷淋管线、消火栓管线时，电缆桥架应上翻，通过碰撞检查优化管线排布避免管线冲突。再如预留孔洞是传统建造方式最头疼的，很容易产生偏差，利用BIM技术不仅可以准确定位预留孔，而且利用三维效果进行现场交底，不仅直观形象，而且不容易因理解偏差而造成施工错误。
2.2 BIM技术在装饰工程施工中的应用
装饰工程设计一般不会细到瓷砖排布这种地步，所以需通过深化设计达到施工控制的程度。设计阶段的BIM模型已建立墙体装饰面、门窗装饰、地板装饰、吊顶、内部陈设等，深化设计要对各种装饰构件、设备内部构造的构件等细部构造继续完善，例如吊顶龙骨吊挂系统、地面铺装垫层等，这样细化之后能够直接导出施工节点详图。经过深化设计的BIM模型可以导入3DS MAX中渲染，看到更接近现实的效果，还可以制作漫游动画。利用BIM模型生成工料统计表用于成本控制。经过碰撞检查并修正错误后生成施工图。通过BIM模型进行施工交底可以更好地指导施工，并可将导出的施工进度计划表用于进度管理。
3 结语
当前，人们已经认识到BIM技术对于建筑业的重要价值，随着BIM技术扩大应用范围，建筑生产效率低下的弊端将会逐步得到解决，然而我国BIM技术水平仍处于初级阶段，要达到发达国家水平仍需付出相当多的努力，通过本文对BIM技术在建筑施工中的探索，希望更多的人了解和应用BIM技术。
参考文献：
[1] 郑华海，刘匀，李元齐.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师，2015，31（4）：233-241.
[2] 隋振国，马锦明，陈东，等.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].施工技术，2013，42（S1）：161-165.
[3] 罗兰，王芳.某项目装饰工程基于Revit的BIM技术应用研究[J].土木工程信息技术，2014，6（4）：55-61.
论文作者:陈伟雄
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/15
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