BIM在建筑施工中的應用研究

2015-03-06 09:29:07 作者: 來源:第一幕墻網(wǎng) 【大中小】我要評論（0）

BIM以三維數(shù)字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項目設施實體和功能特性的數(shù)字化表達（見圖1）。實體模型內(nèi)不僅有三維幾何形狀信息，還包含了大量的非幾何形狀信息，如建筑構件的材料、重量、價格和進度等，因而可用于模擬真實世界的行為。BIM的應用貫穿于整個項目全生命周期的各個階段，包括規(guī)劃、設計、施工和運營管理。

圖1 基于BIM實現(xiàn)項目全生命周期信息傳遞

隨著國內(nèi)建筑業(yè)對BIM的了解越來越多，大家逐漸認識到BIM對行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的重要性。《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中曾多次提到BIM技術，建設行業(yè)已經(jīng)把BIM作為支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的核心技術重點發(fā)展。與此同時，對BIM相關標準、規(guī)范的呼聲也越來越高。為此，住建部組織了BIM相關標準的研究工作，由中國建筑科學研究院牽頭成立了“中國BIM發(fā)展聯(lián)盟”，聯(lián)合國內(nèi)研究單位、院校、企業(yè)、軟件開發(fā)商共同承擔BIM標準的研究以及BIM軟件的開發(fā)。

同時，與BIM有關的技術交流也越來越多。2010年、2012年，中國圖學學會在北京成功舉辦了“BIM 技術在設計、施工及房地產(chǎn)企業(yè)協(xié)同工作中的應用”國際技術交流會。而在設計領域、施工領域，BIM已經(jīng)開始了探索式的應用。

繼北京奧運會主體育場——“鳥巢”首次使用BIM技術后，上海中心、北京“中國尊”、銀河SOHO、武漢中心、天津117大廈等大型、復雜項目也開始在設計和施工階段采用BIM技術。

BIM在施工階段的應用，所帶來的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在六大方面：可視化展示、施工工序及工藝模擬、機電專業(yè)深化設計、施工進度模擬、施工成本管理和數(shù)字化構件加工。

可視化展示。如利用設計院提供的二維圖紙建立土建結(jié)構及機電BIM模型（見圖2），基于BIM的精裝修（見圖3），BIM模型的整合（見圖4）。

圖2 土建結(jié)構及機電BIM模型

圖3 基于BIM的精裝修

圖4 云南科技館各專業(yè)整合模型

施工工序及工藝模擬。如對施工方案的驗證（見圖5），BIM技術在深基坑中的應用（見圖6），對于復雜結(jié)構的梁柱節(jié)點進行模擬以反映施工現(xiàn)場實際工序情況（見圖7）。

圖5 鋼結(jié)構在吊裝過程中的碰撞驗證

圖6 建研院新科研大樓基坑支護、樁基礎、錨桿模型的建立

圖7 對復雜節(jié)點的模擬

機電專業(yè)深化設計。建立機電專業(yè)BIM模型，實現(xiàn)碰撞檢查、管線綜合、數(shù)字化加工、預構件加工、模擬安裝等應用（見圖8）。

圖8 機房設備及管線綜合布置

施工進度模擬。通過將BIM模型與施工進度計劃關聯(lián)和場地狀況進行4D動態(tài)模擬，4D動態(tài)模擬形象地反映了施工過程中施工現(xiàn)場狀況以及各項數(shù)據(jù)的變化。通過對日期、工序的選擇，更可直觀展示當日、當前工序工程進展情況以及工程量變化情況。

如，PKPM-4D施工動態(tài)模擬軟件具有易用性，只需簡單三步實現(xiàn)4D施工管理；可展示進度計劃：支持導入主流進度計劃軟件格式，并提供進度展示功能（見圖9）；可展示建筑模型：兼容目前市場上的多種建模軟件，如：Revit、Archicad、Magicad等。此外，本管理系統(tǒng)還可導入IFC格式的文件，在系統(tǒng)中形成建筑模型，方便用戶使用，免除了用戶每次應用時需要打開多個系統(tǒng)的問題。平臺通過分析場地布置與施工進度之間、各種施工設施之間、材料供給與需求之間等諸多復雜的依存關系，將BIM模型和施工進度計劃鏈接起來，可實現(xiàn)BIM模型與進度軟件之間的雙向數(shù)據(jù)交流和反饋。

圖9 進度計劃展示

施工成本管理。通過PKPM-5D施工動態(tài)模擬軟件，利用BIM模型，實現(xiàn)了工程量計算與計價的雙向數(shù)據(jù)銜接，當模型改動時能夠?qū)崟r反映工程造價的變化。在BIM模型中已經(jīng)包含了完備的成本數(shù)據(jù)，與進度信息結(jié)合，隨著形象進度的動態(tài)展示，實時生成S型成本曲線（見圖10）。