施工企业BIM技术的应用

刘波 1，屈松 2

摘要：本文阐述了BIM技术的概念、在国内外的研究现状，并对施工企业应用BIM内容以及BIM的应用流程作了详细的介绍。

关键词：BIM；施工；应用

1. BIM的概念

BIM是什么呢？BIM就是建筑信息模型。是利用数字模型对项目进行设计、施工、运营的过程，包括工程项目所有的几何、物理、功能和性能信息。它是一个广义的概念，模型是基础，里面的信息才是精华。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性的特点。

目前BIM有20个典型应用：1. BIM模型维护2.场地分析3.建筑策划4.方案论证5.可视化设计6.协同设计7.性能化分析8.工程量统计9．管线综合10．施工进度模拟11．施工组织模拟12．数字化建造13. 物料跟踪 14．施工现场配合15．竣工模型交付16．维护计划17．资产管理 18．空间管理 19．建筑系统分析20. 灾害应急模拟。

2、BIM技术国内外研究现状

2011年5月，住建部发布了《2011-2015建筑业信息化发展纲要》，纲要中明确指出：在施工阶段开展BIM技术研究与应用，推进BIM技术从设计阶段向施工阶段的应用延伸，降低信息传递过程中的衰减。2012年1月，住建部“关于印发2012年工程建设标准规划制定修订计划的通知”宣告了中国BIM标准制定工作的正式启动。相关五项BIM标准分别是：

《建筑工程信息模型应用统一标准》 、《建筑工程信息模型存储标准》、 《建筑工程设计信息模型交付标准》、 《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》、 《制造工业工程设计信息模型应用标准》。

现阶段，国内BIM应用主要在设计阶段。比如昆明新机场和辛亥革命纪念馆的应用以及一些桥梁方面的应用案例，但基本上是应用在设计阶段。在施工领域应用于房建工程，地下管网等工程较多。隧道、桥梁、地铁等工程领域相对较少，且主要应用于建模碰撞检查部分，没真正应用到施工管理中，也没建立相关的标准。现许多地方市政项目或城市轨道交通项目，业主在投标时已明确提出投标方应有应用BIM的经验，否则不予参与投标。所以，BIM的发展已经是一个趋势。

国外BIM软件较为成熟，Dassault 、Autodesk、Bentley，Graphisoft应用比较广泛。达索平台：实例化手段进行骨架参数化数据建模，速度快，变更能力和可定制性强。能够流畅运行大数据文件，效率高，使用方便。拥有AUTO CAD、TEKLA等大量应用端软件接口。侧重在设计、施工、运维阶段，规划阶段较为薄弱，但各阶段应用平台均被整合在协同项目管理平台中，真正做到统一平台、统一数据库。北盘江大桥、白沙沱大桥、江西吉水赣江二桥、蜻蛉河大桥等各种桥梁类型设计及施工BIM项目均有所应用。欧特克平台：建立相应族库，以搭接拼装的方式建模，构建方式复杂，变更困难。超过500M数据打开困难，拖慢严重，影响效率。二维接口多，三维接口少。在规划、设计、施工、运维阶段都用相应软件，但是软件间本身数据无法交互，平台碎片化严重，整合缓慢。房建行业BIM应用多，但对复杂桥梁设计目前在国内案例少。Bentley：仅作为一种3D建模软件，无法达到平台管理水平，其英文界面操作困难，参数化建模能力较弱，使用过程中需要大量二次开发。

国内BIM软件研发较为滞后，应用普及相对较少，且多配合国外软件一起应用。国内软件如广联达，鲁班，其中广联达相对应用较多。

3、施工企业应用BIM内容

①建立BIM模型

为什么要说是建立BIM模型，很多人会说施工拿到的是设计的模型而且也做过碰撞检查了，施工还用建立吗? 我认为因为专业不同，考虑方向不同，所以必须要建立施工的BIM模型，主要是对设计方提供的模型进行导入与处理，让模型更加适合于施工方来操作。

②深化设计

深化设计是我国施工方从CAD年代就开始做的一件事情，到时BIM阶段可以把深化设计做的更细致，可以根据设计方提供的BIM模型，把建筑工程中的构件进一步细化与完善，纳入更多的信息，例如尺寸、属性、外观以及工序、工法等，模拟演示，指导建筑部品构件的生产以及现场施工安装。

③各专业协同

通过建立BIM施工模型，将施工安装所涉及到的建筑、结构、水暖电、设备设施安装、管线等专业模型，进行整合与分析，通过对施工中管线与结构的硬碰撞及软碰撞模拟分析，施工空间冲突分析等，减少施工返工与物料浪费等情况。

④成本管理与控制

通过对BIM模型维度的拓展，形成BIM 4D/5D/6D甚至是nD模型，提高施工单位对项目工程量计算的精准度，辅助工程预算的编制。在施工过程中，对工程动态成本进行实时、精确的分析和计算，提高对项目成本和工程造价的管理能力。

⑤施工过程管理

在施工对BIM模型不断的进行完善与数据填充，对施工中的进度、人力资源配置、物料应用状况、设备使用情况与摆放位置、施工中的质量监控、现场的安全以及场地布置等进行实时动态的管理，实现施工可视化动态模拟，不断优化施工方案。

⑥交付竣工模拟

施工阶段结束之后，对于竣工模型的交付也属于施工应用BIM中的一部分。此时的模型应当是完整且完善的，应当包括建筑、结构和机电设备等各专业内容，在三维几何信息的基础上，还包含材料、荷载、技术参数和指标等设计信息，质量、安全、耗材、成本等施工信息，以及构件与设备信息等。诸多信息主要为后期运维管理提供依据与帮助，同时让业主检验施工质量。

4、BIM的应用流程

①BIM软件建模，通过甲方或者业主下发的建筑、结构、水暖电等图纸，运用相关的BIM软件建模，建模过程中确保模型的精度和准确度。

②图纸审查，在运用BIM软件建模的过程中，因为BIM模型的可视化可以随时观察设计图纸中的问题，及时沟通，及时确认，再根据BIM模型可出图性及自动出报表的特性，将图纸审查的汇报表格交给甲方进行相应的问题处理。

③碰撞检查，建筑、结构、水暖电等专业的BIM模型建立好之后，再运用相关的软件进行BIM碰撞检查，发现各专业及专业间的碰撞点，导入冲突点汇总报告，便于提前修改或做施工指导。这一步最为重要的就是预留孔洞的位置与各专业构件之间的碰撞。

④工程量统计，通过运用BIM软件建立的模型可以包含构件的所有信息，例如尺寸、个数、价格等，基于BIM软件的构件明细表可以直接导出材料的使用状况。此环节可以与概预算相结合进行分析，可有效的把控材料用量，物料分配，进而节约成本。

⑤施工模拟，通过建立的BIM模型进行施工模拟，可以对施工的工序、工法以及施工中的重点、难点进行模拟，提前制定施工方案，最大程度降低施工的返工、物料浪费等现象。尤其是对于复杂的结点进行可视化模拟与分析，再配合BIM软件明细表功能，可以准确反映出施工时的用料情况，从而实现限额领料，有利于成本控制。

⑥3D交底，通过BIM软件建立的3D交底方案，摆脱了传统2D图纸的复杂性及难沟通性，并且通过BIM的3D可视化模型对复杂结点、施工难点及重点进行三维方式的表述，再配合图纸，可以让施工方案变得更加简单明了，提高施工人员的工作效率及沟通交流能力，更易于项目各方掌握项目在施工时的细节及时进行校对与核查。

⑦进度模拟，通过BIM模型的可拓展能力，加入4D(时间)元素，建立BIM 4D模型可以随时观察项目进度，配合项目编制project表格，实时了解各个之间点项目的状况以及该做的工序，控制项目现场的实际进度情况及现场安全等问题。

⑧沟通交流，通过BIM软件建立的BIM模型除了在可视化上较传统2D模式有了较大提高之外，再加之BIM的参数化特点可以对BIM模型的建筑构件键入相关数据信息，可以让项目参与各方更加便于交流，在施工前就可发现问题所在并进行修改，可以更直观地讨论与决策，提高工作效率。

⑨施工场地布置，通过把工程周边及现场的环境信息纳入到BIM模型之后，可以进行动态施工现场仿真，不仅直观地显示了各个静态构筑物之间的关系，同时使得现场平面布置更加合理，例如物料的摆放、车辆出入现场路线的制定、人机之间的静态与动态关系、事故高发区的警示等，大大提高现场管理效率，降低人员施工时的风险。

⑩制作宣传视频，总结前期开展的所有BIM工作，展示作出的成果。并通过前期BIM软件建立的模型以及项目施工管控的亮点作出宣传展示视频。