1、BIM 在我国建筑设计施工管理一体化中的应用与展望摘要：随着经济的快速发展，项目实施不确定性风险几率加大，BIM在建筑类行业内的发展日益突出。本文笔者集合相关经验，首先概述了 BIM相关概念，探讨了 BIM在我国建筑设计施工管理一体化中的应用与展望。 关键词：BIM、建筑设计、施工管理 中图分类号：TU2 文献标识码： A 一、前言 BIM 是近年来在建筑设计行业中新兴的一种工程数字化设计方式，通过整体虚拟建筑信息模型实现全方位、全方面的土建设计及相关检测、管网控制等工作。涉及领域越发广泛，目前大量用于设计、建造、管理等的数字化管理工作，支持建筑工程的集成管理环境，采用 BIM 技术不仅可实现
2、设计阶段的协同设计、施工阶段的建造全过程一体化和运营阶段对建筑物的智能化维护及设施管理，同时打破从业主到设计、施工运营之间的隔阂界限，实现对建筑全生命周期管理，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少工程风险及浪费。 二、BIM 概述 1.BIM 概念 BIM（Building Information Modeling） ，中文解释即为建筑信息模型，它是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。BIM 具有一系列技术特点： （1）首先它在一个虚拟建筑文件中存放全部建筑模型和所有演示文件，即具有单一文件的概念。 （2）它的模型是可以用真实的建筑元素来创建。 （3）对模型的修改影响与
3、之相关的图形。 （4）可以自动生成和更新文档。 （5）具有建筑构件（图库） 。 （6）可以将建筑信息数据附到建筑元素。 （7）具有渲染、动画、数量统计和清单等附加资源。 2.BIM 具有的优势 与 3D CAD相比，BIM 模型由真实的建筑元素构建（墙、楼板、屋顶等） ，并且文件的编制流程是自动的。由于 BIM理念最初开发就是服务于AEC市场，相比于传统的 CAD，它为建筑师和设计师提供了特殊的优势。 笔者认为，BIM 具有以下方面明显的优势： （1）BIM 中的绘图元素具备建筑的含义。 （2）在对一个图形的修改将影响模型中所有其他的图纸。 （3）软件的可视化（动画，日照分析，渲染等）功能加强
4、使设计人员更容易在第一时间见到自己设计成果的效果表达。 （4）在 BIM软件中各元素之间通过参数相互连接，建筑设计所需的数据可以自动的统计各种清单，也可以通过设置准确的呈现在建筑师面前。 （5）BIM 的模型可以直接与结构分析、能量计算、碰撞检测等软件的联系，对建筑各方面的性能进行分析，能更好、更全面的把握建筑设计。 在 BIM技术未出现之前，建筑行业主要是依靠传统的二维 CAD设计进行各种资料的提供，如建筑的详图、立面图、平面图、剖面图与设计说明，材料使用表等，都是通过二维设计图纸的方式进行信息传递，展示建筑设计成果。但这种传统的二维设计方式存在着较多的弊端。首先是其设计量十分的大，尤其是随
5、着城市建筑越发的复杂化，对建筑设计的图纸要求更为精细、准确，但在进行二维 CAD设计时，经常会出现信息偏差，在各种复杂的剖面图、立面图、平面图及详图之中，传递着重要的信息，一旦信息出现偏差，就会造成建筑在施工过程中出现较大问题，如机电管线碰撞甚至是错位的现象，影响整体工程的质量及品质。时代的发展及各种标志性建筑的出现，建筑的内部空间及结构越发复杂，造型越发独特，继续使用传统的二维 CAD设计方式进行建设设计，将会引发一系列的设计表达及协同问题，很难保障建筑设计中精确性。采用传统的二维 CAD设计方式进行大型工程项目的设计，会导致各个工程中存在较多的设计图纸，而对于整体的建筑设计来说，每一个项目
6、的设计图纸都是一个相对独立的部分，一个单独的系统，很难将众多单独的单元进行整合，形成资料分散，为集中资料进行整体建设设计的理解，还需要通过专业技术工程师的解读，出现了建筑设计与各个专业之间的协调与配合问题，导致设计意图不能很好的被施工单位所理解，影响整体工程的协作，引发一系列的工程问题。 三、BIM 在我国建筑设计施工管理一体化中的应用 建筑信息模型（BIM）可以在建筑项目的设计阶段、施工阶段、建成后的维护和管理阶段得到充分的应用。 1.BIM 在设计方面的应用 利用建筑信息模型可以将生活中的建筑工程构件真实地使用数字化技术展示出来，并且可以建立三维实体的建筑模型。这种模型的建立，可以有利于对
7、建筑功能的整体布局和建筑工程的整体造型进行深入剖析，更有利于对建筑工程体量的设计和观察。尤其是对于一些较为复杂的建筑工程施工方案的编制过程中，利用可视化技术，不仅可以达到优化建筑方案的作用，而且可以对建筑结构的模型进行动态漫游的展示。同时，在对一些建筑图纸的设计过程中，利用可视化技术还可以加快施工图纸设计的变更速度，并且可以快速检测设计中的错误，以期达到降低建筑工程中设计与施工成本，提升企业的经济和社会效益。 （1）设计阶段采用 BIM技术，可以对建筑设计进行分析与优化，确保设计的可施工性。首先，要建立相关建筑项目的三维设计模型，包括建筑、结构及建筑设备等；其次，基于建立的三维设计模型，可进行
8、设计检测、协同修改。设计检测可根据需要设定相关参数，确定检测范围，从而检测设计冲突问题，可施工性问题。对发现的问题进行分析和沟通，从而及时、有效地解决问题，得出合理的施工图。 （2）通过建立的三维设计模型，实现工程的三维设计。能够根据三维模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关。当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新。设计过程中所创建的对象存在着内在的逻辑关联关系，当某个对象发生变化时，与之关联的对象随之变化。 （3）通过建立模型，实现不同专业设计之间的信息共享。各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关之处不需要重复录入数据。避免数据冗长、歧义和错误。实现各专
9、业的之间的协调设计。某个专业的设计对象被修改，其他专业设计中的该对象全随之更新。 （4）通过建立模型，实现虚拟设计和智能设计，实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。通过对结构上的分析，利用工具软件建立 3D模型，完成结构条件图，对结构进行分析得出合理的结构施工图；通过对能耗进行分析，可以对建筑物的能效进行分析和计算，从而对节能、经济、绿色进行更优化的设计。 2.BIM 在施工方面的应用 在施工中，采用 BIM技术对建筑项目进行虚拟施工（虚拟施工就是：先试后建） ，对项目施工方案进行模拟、分析和优化，从而发现施工中可能出现的问题，在施工前就采取预防措施，直至获得最佳的施工方案，尽最大可能实现“
10、零碰撞、零冲突、零返工” ，从而大大降低返工成本，减少资源浪费与冲突及安全问题，指导真实的施工。随着项目复杂性的增大，如规模的增大以及建筑数量和复杂性的增加，传统的 2D不能直观、准确的表达建筑物，BIM 技术的应用，使人们将建筑物由 2D变化到 nD的表达模式，将 2D的传统建模发展到 4D、5D 的信息建模方式（增加了发展时间上、费用控制上的模拟） ，解决了对缩短工期的要求和控制费用的压力。在施工中通过采用 BIM技术，对现场施工等进行模拟分析。 （1）通过对工程费用的分析，运用“零库存”的生产管理方式，限额领料施工，最大程度发挥资金的效益。 （2） 通过工序的分析，BIM 模型和进度计划
11、软件的数据集成，实时监控工程进度，实时调整现场情况。 （3） 通过对可建性的分析，对工程进行安全、施工空间、对环境影响等全面的可建性模拟分析。 （4） 通过对冲突碰撞检查分析，建造前期对个专业的碰撞问题进行模拟，生成与提供可整体化协调的数据，解决传统的二维图纸会审耗时长、效率低、发现问题难的问题。 3.BIM 在各专业协同合作施工方面的应用 BIM 在各专业协同合作施工方面的应用，可以达到一定的优化作用。所谓各专业协同合作施工，即是指正在建设的建筑工程施工单位、设计单位和监理单位在同一个平台上进行工作，共享建筑工程项目中已经设定的中心文件信息数据。在传统的施工中，各个单位和部门总是各司其责，相
12、互之间的交流都是在各自的文件格式下进行，而 BIM的引入很好地解决了这个问题，它可以使各专业很好地进行协同工作。这是因为处于每个专业的工作人员都可以对 BIM建立符合自身的建筑信息模型，并将修改或新建的建筑信息添加到中心文件里面去。 四、BIM 在我国建筑设计施工管理一体化中的展望 BIM 的“一体化”理念为我国建筑业信息化发展带来了一个良好的发展机遇。BIM 软件提倡的多界面设计可以提高设计效率,它的交互式设计可以有效降低由于设计修改造成的资源浪费。通过平台软件的应用有效的整合国际范围内优秀的设计资源,提供了沟通的平台,为国内设计水平提升、人才培养建立了良好的路径。对于超限、超规范、受力形态
13、不清晰的结构,可以极大的提高设计人员的主观能动性,从而有利于设计过程中问题的解决。搭载施工时变力学分析功能的 BIM平台软件可以充分的考虑结构成形过程对成形后结构的影响,对设计施工一体化的发展起到极大促进作用。通过设计施工一体化降低了施工过程中的不确定性,更加有利于项目管理。与数控技术的对接、全信息化的管理、模块化的设计方式很好的适应未来建筑建造过程工厂化的发展趋势。 设计施工管理一体化的本土应用有其独特优势的同时又存在诸多问题有待解决。首先,由于国内建筑类软件开发水平的限制,BIM 软件在国内的应用更多的依赖进口,软件使用费用较高,成本回收期长,导致 BIM软件的使用单位往往需要对人才培养以
14、及技术风险、资金风险承担更多的压力。其次,BIM 软件对我国规范的适应还有待时日。再次,我国的招标制度决定了 BIM软件的本土化使用要同项目管理制度很好的结合。新概念的引进与推广,为国内平台软件开发商提升开发能力创造了极好的机遇,作为平台软件,BIM 软件的完善和应用也为各专业软件的开发和创新提供了更广阔的市场。设计施工管理一体化对设计单位提出更高的要求,结构设计师应对施工与管理具备更多的认知才能适应一体化需求。另外 BIM所倡导的三维建模技术不仅可以清晰的表达复杂结构,也为三维图纸在我国的推广奠定了坚实的基础。 五、结语 综上所述，在建筑行业运用 BIM，大大提升了各专业之间的交互性,显著提高了设计效率，确保了设计可靠性,满足我国未来建筑市场的发展要求,因此，在可以预见的未来 BIM技术将在我国有着广阔的市场前景。 参考文献： 肖良丽：浅析 BIM技术在建筑工程设计中的应用优势 ， 工程建筑与设计 ，2013 年 01期 罗智星 谢栋：基于 BIM技术的建筑可持续性设计应用研究 ， 建筑与文化 ，2010 年 02期 张春霞：BIM 技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究 ，建筑经济 ，2011 年 09期 牛寿雁：建筑设计信息化趋势：BIM 与虚拟建筑 ， 建筑创作 ，2012年 04期
