基于BIM技术的建筑施工应用研究

摘要：近年来，随着我国建筑业的快速发展，大量引进先进建筑技术，使建筑业向更优质、更环保方向发展。BIM技术作为新兴的数字化技术，可实现施工全阶段可视化、协同化的高效管理。本文通过分析BIM技术的特点与优势，阐述了BIM在建筑施工中的典型应用。

关键词：BIM技术；建筑施工；应用

一、BIM技术产生背景

建筑信息模型（Building InformationModeling，以下简称BIM）起源于美国Chuck Eastman博士于20世纪70年代提出的建筑计算机模拟系统（Building Description System）。根据其观点，BIM是在建筑生命周期对相关数据和信息进行制作和管理的流程。从这个意义上讲，BIM可称为对象化开发或CAD的深层次开发，亦或为参数化的CAD设计。

CAD技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图，实现了工程设计领域的第一次信息革命。而BIM技术将二维设计转向三维设计，从线条绘图转向构件布置，从单纯几何表现转向全信息模型集成，给设计领域带来了第二次信息革命。自2002年Autodesk公司提出“BIM”这一名词，该技术在全世界范围内迅速推广。

我国BIM技术起步较晚，但发展迅速，目前已得到政府相关单位、各行业协会与专家、建设单位、设计单位、施工企业、科研院校的重视。早在2010年，清华大学通过研究，参考NBIMS，结合调研提出了中国建筑信息模型标准框架，并且创造性地将该标准框架分为面向IT的技术标准与面向用户的实施标准。业界积极开展项目实践，涌现出一大批BIM技术应用的标杆案例，上海中心等大型项目要求全生命周期应用BIM，其他项目中也逐渐将BIM写入招标合同，或者将BIM作为技术标的重要亮点。BIM的应用实践经验越来越丰富，为BIM技术在我国建筑业的进一步发展奠定了坚实基础。

二、BIM技术概述

BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，具有可视化、模拟性、协调性等特点。

从信息集成角度，BIM是一个完善的信息模型，其能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，从而对工程对象进行完整描述，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据。

从数据角度，BIM技术具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目全生命周期中动态的工程信息创建、管理和共享，是项目实施的共享数据平台。

施工单位基于构建的模型可优化施工期间资源配置，合理调控施工进度，提前预演施工工序，确保工程有序施工。

三、BIM技术的应用优势

1、三维可视化。在传统建筑施工技术中，现场施工人员依靠二维图纸进行相应部位施工。由于二维图纸不能同时集成平立剖以及节点详图，现场人员识图效率慢且容易出现图纸信息理解错误，造成后期返工。但在BIM技术中，相关施工人员可根据三维数字模型进行构件搭建逻辑剖析，更好地了解设计者的设计意图，促进设计与施工人员间良好协调沟通，有效解决错漏碰缺等问题；

2、动态模拟。在施工阶段，BIM技术可以在三维模型的基础上挂接进度计划，根据施工组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案；从更细化的角度，可以对复杂的施工工艺进行工序模拟交底，让施工人员领会施工要点。

3、高效协同。传统施工实施模式中，由于建筑方、设计方、施工方、监理方等项目团队沟通不到位，严重影响建筑施工实际效益，同时也给投资方带来严重经济损失。通过BIM共享平台，各建筑队伍能实现全面的线上信息共享，基于统一的BIM模型高效解决各单位间关于项目生产上的沟通与信息传递问题。

4、精细量控。在项目成本管理中，基于BIM技术构件级的精细化模型，在施工前即可确定项目主材的实物量，有助于施工单位精细化管理材料采购与统计分析，避免超预算购买材料，减少浪费，实现成本管控目的。

四、BIM技术在建筑施工中的应用

1、辅助编制施工方案。工程进场开工，需编制施工组织设计，首先要进行施工现场的布置：五通一平，临设搭建，塔吊排布等工作。应用BIM技术，针对工程特点及周边环境，建立现场三维布置，不仅能直观地展示各个静态建、构筑物之间的关系，还使得现场布置更加紧凑合理，施工机械运用高效；编制专项施工方案，尤其是重大施工方案，平面图单调不形象，易产生误解，通过BIM技术辅助，让方案表达更为形象，细节更加完善。

2、基于BIM的深化设计。利用BIM技术分别构建建筑、结构、暖通、给排水和电气专业的精细化模型，对结构模型识别一二次结构界面，使结构构造一次成活，消除各类零星抹灰、后浇后补、减少二次进场作业；

对机电各专业进行模型集成，并将整体模型导入Navisworks软件中进行碰撞检测及生成碰撞报告，提前发现专业冲突问题，有效协调参与方和施工技术，减少施工过程中的方案变更。对于地下室及裙楼的商业空间等净高要求高的区域，可基于BIM技术进行净高控制检查，从而优化净空和管线排布方案。

3、4D施工应用。通过将BIM模型与进度计划、施工方案间的数据集成，能对施工进度和方案实施过程进行形象地模拟演示，这是BIM技术的4D施工应用。集成进度计划及BIM模型，按天、周、月模拟整个工程施工进程，相当于甘特图三维版本，有利于逐步展示施工流程，控制施工进度；另外，集成BIM模型与施工方案，在虚拟场景中模拟施工重难点内容，涉及地质条件、场地构造、施工工序、安全管理等多个应用点，分析项目施工可行性，优化施工方案设计。

4、辅助成本管理。在用BIM建立模型时，每个元素都被赋予相应的参数和定义。模型绘制完成后，根据需要可对某个楼层或者某个系统进行材料统计，减少前期算量周期，加快预算进行，为项目商务策划打好可靠基础。为满足不同的统计要求，软件可设置诸多筛选条件，如对同一类别的材料进行统计、对某个系统进行全面的材料统计等。项目物资小组根据不同阶段的不同需求，对模型进行相应的提量操作即可得到相应数据，方便物资进场计划以及现场材料管控工作的开展。

BIM技术的出现给工程领域带来了现代化变革，通过BIM的深化设计，逐步实现设计施工一体化，基于BIM的共享平台，全面提升建筑施工中的实施效率和管理水平，作为精细化的数据基座，辅助项目成本管理，优化项目效益。未来，BIM技术将融入各个岗位和业务线，成为系统性构建数字化管理的关键所在。

参考文献：

[1]于劭之.BIM技术在建筑施工中的运用[J].工业建筑，2021，51（5）：256.

[2]张敏.BIM技术在建筑施工中的应用[J].门窗，2019（17）：72-73.