BIM技術在建築工程施工中的探究與運用

BIM技術在建築工程施工中的探究與運用

李京
中國水利水電第七工程局有限公司南方分公司  610213
摘要：本文根據現階段BIM在我國建築行業的應用，簡單介紹了如何將BIM技術運用到建築施工當中，希望引起建築工作者的重視。
關鍵詞：BIM技術；動態化施工；建築設計；模擬施工
引言：隨著科技發展，傳統建築的建造方式已經不能滿足施工需要，當今社會建築的設計、建造已經更趨於數字化、智能化。伴隨著城市智能化概念，建築的結構越來越複雜多樣，由此，BIM技術在建築工程中的合理運用，直接影響著建築行業的發展方向。
一、BIM技術在項目施工前準備階段的應用
（一）在建築設計階段的應用
BIM技術被稱作建築信息模型，關鍵作用是將建築信息化。在現代建築建造過程中，BIM參與建築生命周期的全過程當中，根據建築項目的各項數據，綜合整理成數字信息，並錄入所搭建的平台當中，通過數字信息仿真化，將建築效果生成線上模擬。在建築落地之前，會考慮到城市的整體規劃布局，BIM技術在此時會將建築的整體參數實時模擬到城市的BIM作業系統當中檢查，查看是否符合城市整體的規劃布局標準，以此判斷建築是否有可實施性。接下來在方案設計當中，傳統的建築落地過程一般是3-2-3模式，即大腦中的概念圖（三維）-圖紙（三維）-真實建築（三維），而應用了BIM技術後，在圖紙的設計部分，直接可以根據參數信息生成三維圖紙，可以直接將建築的各項參數輸入到信息平台當中，例如建築軸線、建築高度、層高、牆體中心線等，在輸入參數後，BIM會根據輸入的相關參數直接生成建築設計模型，如果有需要，還可以利用BIM生成圖文，方便高效。而且在建築設計之初，建築的各項參數會根據實際情況不斷調整，傳統方法需要繪製大量建築圖紙，根據圖紙計算，但在應用BIM技術之後，只需要在BIM操作平台上，將建築圖紙中所更改的相關參數輸入到建築模型當中，就會自動更改保存，生成相應的三維立體數字化模型，大大節約了時間成本和人力物力。此外，BIM技術可以做到協同作業。建築設計階段，分工作業使得建築設計中的各專業之間會產生誤差或對抗，進而出現設計當中的錯誤，但是在應用BIM技術後，各專業直接在同一信息化的數字模型當中對相應專業修改，該技術會在計算後將設計的衝突點、矛盾點直接標註，進而減少了各專業之間的設計衝突，避免資源浪費[1]。
（二）工程預算與合理性檢驗
傳統形式的建築施工前，要做施工預算，需要施工企業做工程造價實地考察，將實際情況與資料相結合，構建相應的造價標準，最後生成預算，這個過程往往需要經驗豐富的從業人員進行手工計算，因個人素質所影響，會出現大量誤差，導致實際施工消耗與預算相距較大，變相增加了施工企業的工作難度，浪費大量的人力物力，進而消耗時間成本。但是在將BIM技術運用到預算當中後，直接可以在系統中輸入相應的參數，例如鋼筋價格、管線價格等，隨即生成實際造價，並生成小誤差的工程清單，大大減少了實際工作量，並提高了預算的準確性。
預算提交後，施工方可以進一步利用BIM技術進行施工檢驗，檢測施工方案的合理性與可行性。利用BIM技術的可視化優勢，在構建出三維立體模型後，將建築實際所在位置的環境信息做整理，並將相應參數輸入到BIM軟體當中，進而生成建築的4D模型，進行施工環境模擬。因建築落地後，實際環境因素會對建築價值造成影響，所以在施工前做實際落地模擬很有必要。傳統方式過程全靠人為的想像，而利用BIM技術後，可以直接將當地的日照、四季風象、溫度等輸入到BIM軟體當中，更為直觀的測定建築的實際價值，還可以用圖文的方式展示給出資方，作為建築價值參考。
舉例說明：廣州周大福金融中心（東塔）位於廣州天河區珠江新城CBD中心地段，占地面積2.6萬m2，建築總面積50.77萬m2，建築總高度530m，共116層。通過MagiCAD、GBIMS施工管理系統等BIM產品應用取得良好成效，實現技術創新和管理提升。建成後的廣州東塔和廣州西塔將構成廣州新中軸線。
（三）在技術交底中的應用
在實際施工過程中，施工人員不僅需要以施工圖紙作為參考，還需要技術人員根據實際施工情況對施工內容口頭描述，由於人員素質高低不同，很容易出現理解歧義，導致施工不符合標準的現象出現，進而造成返工。當BIM技術應用在實際技術交底時，技術人員可以充分利用BIM建築的三維4D圖紙對施工人員做模擬講解，將設計意圖更為直觀的表達給項目管理人員和實際施工人員，甚至底層建築工人，令施工方與設計方的思路高度統一，同時也方便了施工班組的調換調度，提高了施工效率和施工準確率。
（四）在管道綜合布置中應用
在整體的建築設計當中，利用BIM技術將不同的設計板塊綜合分析，把相應工作的設計人員通過BIM操作信息平台整合，輸入各板塊參數，能夠有效的避免建築施工過程中的衝突碰撞，進而實現建築設計圖紙的優化調整。在建築管道的布置過程中，會出現各個節點，以往常規的平面設計圖紙僅能依靠想像來確定各個節點的位置，很多時候會出現理論可行，實際施工時卻無法施工的情況，這是由平面設計模型的局限性所導致的，很難避免。但在應用BIM技術後，可以直接通過計算機計算測定可行性，對3D建築模型剖析，直觀的看到設計的標高尺寸、管道位置，從而對管道的整體布置做優化調整。還可以通過BIM技術模型對管道與其它結構觀察測定，分析不同工作模塊之間的衝突點、碰撞點，並做出針對性設計改良，對二者之間的關係優化，為設計人員節省了大量的時間成本和人力物力，最大程度地避免施工過程中出現板塊間的摩擦，降低整體的返工率，避免施工錯誤。
二、BIM技術在動態化施工的應用
（一）運用BIM技術模擬動態施工
將BIM技術於虛擬現實技術集成應用，可以有效地對現實施工場景轉化，通過信息化處理後，實時模擬施工現場，進一步對施工現場有效監測。根據統計，工程的施工過程大約有30%部分需要返工，浪費資源量達到60%。而BIM與虛擬現實技術的綜合應用，可以將工程施工的過程做初次模擬，確定了實際施工方案的可行性。在實際操作過程中，根據信息的收集，將各項施工內容按照次序錄入到BIM軟體當中，模擬出實際施工現場的情境，可以有效地掌握施工關鍵，針對施工難點重點觀察，將整體施工的操作水平提高，為施工現場提供針對性指導。例如在現場施工時，某部件可能會出現安裝困難，操作人員難以將部件安裝到預定位置，然而，這一現象早在BIM模擬施工中就有體現，這時，現場的技術人員可以根據模擬時的情況，進行關鍵指導以及簡單高效的操作，進而將該部件安裝到預定位置。如此，通過BIM技術與虛擬現實技術的模擬，能最大限度地確保施工質量，節約時間成本[2]。
（二）運用BIM技術施工管理
BIM技術可以將施工現場的具體信息以及相關作業信息整合，並通過與建築物的3D模型相互結合後，生成4D模型，之後將該模型與項目管理相結合，界定有限的時間、質量、成本目標，將BIM的直觀性、可分析性、共享性有效的利用到項目管理當中，配合項目管理的各個流程，建立5D項目模型，關聯各種數據，進一步控制成本，縮短施工周期。具體應用時，可以將工期、能耗、成本等各要素輸入到BIM軟體當中，在已經建立好的5D模型中進行計算，找到項目施工作業的最優解，從而達到時間短、成本低、工程質量高等目的，將項目施工流程不斷完善。同時，BIM技術能根據輸入信息實時修改項目策略，劃定該項目施工中的施工時間段和具體施工方案，對項目的施工管理、作業時間做出切合實際的修改調整。BIM技術的運用，不僅能夠有效地保證施工質量，而且為項目施工的管理決策人員提供有利的建議，增強施工的流暢性。
結論：綜上所述，BIM技術在建築施工中具有重要意義，對建築施工中的各個流程環節有著深遠影響，大大推動了我國建築行業的進步，繁榮了市場經濟。
參考文獻：
[1]王玉艷.探討BIM技術在裝配式建築工程施工中的應用[J].建材發展導向,2022,20(20):157-159.
[2]李忠民.BIM技術在建築工程施工中的應用探究[J].居舍,2020(10):49.