建谈施工中的BIM技术的应用探讨

穆浪

摘要：BIM是以建筑工程各项信息数据为基础构建建筑模型，是一种用于设计、建造、管理的数字化方法，是建筑信息化发展的重要产物。本文首先分析了BIM技术的产生背景，其后围绕某建筑施工管理中的应用案例展开分析论述，最后探讨了建筑施工中BIM技术的应用优势与目前尚存在的问题，以供参考。

关键词：建筑工程;BIM技术;产生背景;应用优势;工程案例

引言

自BIM概念提出以来，在我国发展迅速，越来越引起建筑业内人士的关注。基于BIM技术开展建筑施工模式创新，可以创建精确的三维模型，最大限度的降低施工风险，保证建筑施工的顺利开展，圆满完成建造工作。BIM技术的推广应用，将彻底转变传统的工程协作方式和协同模式，进一步加快我国建筑领域的发展，加强此方面研究探讨具有重要的现实意义。

1 BIM技术的产生背景

20世纪70年代，“Building Description System”这一构想首次被提出，为后期的“Building Information Modeling”奠定了重要基础，2002年Autodesk公司明确提出“BIM”这一名词，并在全世界范围内迅速推广开来。

国内BIM技术起步相对较晚，但是发展十分迅速，目前已经得到了国家建设部门和许多建设、设计、施工单位的重视，同时根据我国现阶段基础设施建设形势来看，工程数量巨大、结构形式更加复杂，超大型工程项目不断涌现，传统的施工与管理方法更加难以满足实际工程建设需要，同时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。

2 施工中BIM技术的具体应用情况

2.1 工程概况

本文仅以我公司在重庆的某住宅建筑为例，因总公司要求在学习日本的装配式建筑施工及湖南远大住工和三一集团的装配式建筑施工管理的基础上，对本项目的施工管理上采用BIM技术，在此做一个介绍：此住宅楼总建筑面积15470.99m2，地上18层、地下3层，标准层层高3m，共计3个单元，一梯两户。本建筑为装配整体式剪力墙结构，预制构件包括内/外墙板（4层及以上）、女儿墙板、叠合板（2层及以上）、转角板（PCF）和楼梯板（1层以上），其余为现浇，预制率60%，如下图1所示即为标准层标准单元构件拆分示意图。

2.2 BIM技术在建筑施工中的应用情况

2.2.1 创建BIM模型

本项目BIM建模软件采用Revit，BIM包括三大部分：现浇、预制以及施工器具，现浇部分（现浇梁、现浇墙），可利用Revit自带的“系统族”创建;预制和施工器具部分，需在Revit中创建“可载入族”，以构建装配式施工BIM模型。

2.2.2 参数化创建墙板斜支撑族

Revit在创建族时，必须确定族的样本文件作为创建族的基础，本项目预制墙板施工时需设临时固定措施——斜支撑（包括：支撑杆、支撑托座、预埋螺栓），以此承受墙板侧向荷载，对预制墙板垂直度进行调整。斜支撑支撑杆安装是基于两个参照标高，支撑托座安

装在墙板面、顶板面。在Revit创建支撑杆族、支撑托座族、预埋螺母族时，分别选择的族样本文件为“公图2支撑托座族和预埋螺栓族制结构框架—梁和支撑”、“基于面的公制常规模型”、

“公制常规模型”，如图2所示即为创建的支撑托座族和预埋螺栓族。

2.2.3 墙板斜支撑的碰撞检测

本项目L形、T形暗柱节点两侧墙板斜支撑存在碰撞的可能性，通过三维可视化模型可直观展现是否存在碰撞的情况，同时可直接在模型中修改，调整墙板斜支撑位置。BIM软件Revit、Navisworks均可进行碰撞检测，此处采用Revit即可。

2.2.4 复杂节点的施工仿真模拟

本工程4层以下为现浇混凝土结构、4层及以上为装配式混凝土结构，3层现浇墙体定位钢筋位置是否准确，直接关系到上层墙板的安装质量，对此本工程利用BIM技术对竖向构件复杂节点处进行施工仿真模拟，即：利用三维模型生成动画，对复杂工程、复杂节点开展施工预演，提前发现施工中会发生的问题，及时调整施工方案。

2.3 建筑施工中BIM技术的应用分析

2.3.1 应用软件

利用BIM技术进行建设工程项目的实施过程，也就是大量相关软件的协同工作的过程，如下表1对对市场上的主流BIM软件进行一些总结梳理。

表1软件类型

2.3.2 应用过程

（1） 三维建模：三维建模必然优于平面视图，可实时查看结构构件相对位置关系、水电管线分布情况等等，也可将施工现场情况与根据设计图纸构建的模型进行实时对比，及时发现施工错误，以此优化施工、减少返工。

（2） 材料工程量自动统计：基于BIM的三维模型是一个信息高度整合的数据库，可通过Revit软件导出各种数据表，如：在主体结构施工时，可提取每层楼框架梁、柱数量表和混凝土方量、钢筋用量明细表等;在预制构件采购时，可将所需预制构件三维模型发给预制厂家，防止采购的预制构件与实际需求不符，同时可利用BIM数据统计功能，合理安排资源供应、施工计划，减少由于工程量計算不准确所致的损失。

（3） 二维出图：BIM技术下，可利用Revit Structure等软件的自动剖切功能，在三维模型任意角度生成剖面图;若是出现设计变更，只需在三维模型中修改相关参数，即可重新导出新的剖面图，并由此保证施工准确定位。

（4） 物料跟踪管理：基于BIM构建的三维模型是一个参数化模型，涵盖各种数据信息，施工时需将进场材料的相关信息输入模型中，包括：材料批次、生产日期、供应商等，实现对物料的跟踪管理，一旦出现质量事故可立刻追溯事故来源。

（5） 先试后建：可利用Navisworks等软件，在三维模型技术上增加时间维度，以此实现4D施工模拟与进度管理，在实际施工中，可将施工现场情况与三维模型实时对比，及时调整进度计划;可通过计算机实时显示施工流程，以此明确各阶段施工任务、施工计划。

（6） 检测协调：BIM技术实现了结构、水、暖、电等各专业整合，通过三维碰撞检查，明确管线冲突点、结构不协调位置;通过信息共享，及时将问题反馈给设计方，消除问题，保证各专业有效协同，减小施工风险，保证施工质量。

3 建筑施工中BIM技术的应用优势与存在的问题分析

3.1 建筑施工中BIM技术的应用优势

（1） 可视化：BIM最突出的亮点就在于其可视化性，工程项目的各项信息均可通过BIM模型实现直观展现，项目决策、沟通、讨论等均可在可视化的状态下开展;

（2） 协调与协同性：利用BIM的信息管理模式，可打通项目全生命期、全方位信息，及时纠正各种信息的错、漏、碰、缺，进而无缝连接，有效整合离散信息。

（3） 模拟性：BIM可模拟真实项目，也可模拟真实环境中无法操作的事物，如：BIM在施工阶段，可开展3D模拟、4D模拟（包括基于施工计划的宏观4D模拟和基于可建造性的微观4D模拟）、5D模拟（与施工计划匹配的投资流动模拟）等工作。

（4） 优化性：随着建筑工程项目的实施，BIM模型持续优化，其可实现对项目目标的动态优化、主动控制，切实提高工程施工质量、运维水平。

（5） 出图性：BIM技术可实现信息输出方式的多元化，如：可从BIM模型中提取二维图纸、提取预加工材料表、预算分析表等等。

（6） 签证便利：通过发现设计中存在的问题，可以增加工程量清单的缺项少量签证。可以发现因一个变更要求引起的联锁反应，做到先签后做，防范做了签不到。

3.2 存在的問题分析

（1） 设计阶段没有得到推广：当前建设主管部门在力推，施工方也在学习掌握之中，但是设计单位在应用推广上还比较缓慢。需要发掘其先进性和优越性，以便推广。

（2） 减少工程索赔：由于设计错误发现得早，大大减少返工和减少浪费，同时也减少了施工方的利润。

（3） 影响了部分造价管理人员的积极性：透明度得到提高后，专业人员在造价控制方面的工作成绩相应就减少了。模糊的工作量没有了，造价管理的水份也就没有了，部分人员急需调整工作心态。

（4） 现浇混凝土结构比装配式混凝土结构的应用复杂：通过施工和建模对比，装配式建筑更加易于采用BIM技术进行施工和管理。

结语

综上所述，BIM在建筑行业的推广应用是一大重要技术革新，其利用计算机技术实现了建筑工程项目的信息集成和施工实际过程模拟，有利于实现建筑施工前的控制与施工过程中的动态管理，不断优化施工方案，保证施工质量满足要求，避免出现返工问题影响工程成本，最终更好地推动我国建筑行业的发展。

参考文献

[1]任锦龙，毛路，荣慕宁.BIM技术在工程中的综合应用[J].建筑技术，2012，43（11）：971-974.

[2]赵雪锋，姚爱军，刘东明，等.BIM技术在中国尊基础工程中的应用[J].施工技术，2015，44（6）：49-53.

[3]王婷，池文婷.BIM技术在4D施工进度模拟的应用探讨[J].图学学报，2015，36（2）：306-311.

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现代物业杂志社

2019-07-17