BIM技術(shù)在建筑施工全過(guò)程中應(yīng)用

1、-. z.摘 要 高度復(fù)雜化的建筑施工工程建設(shè)項(xiàng)目向以Auto CAD為主體的、以工程圖紙為核心的設(shè)計(jì)和施工管理模式發(fā)出了挑戰(zhàn)，急需尋找一些新的技術(shù)手段或者方式方法來(lái)取得新的進(jìn)展，BIM技術(shù)引入解決這一問(wèn)題提供了新的方向。在我國(guó)，BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，施工階段的應(yīng)用較少，而在建筑施工工程中的應(yīng)用研究也比較少，但其優(yōu)勢(shì)是不容忽視的。 關(guān)鍵詞：BIM；施工模擬；建筑工程-. z.目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc15595 第一章 緒論 PAGEREF _Toc15595 1 HYPERLINK l _Toc4603 第二章 BIM技術(shù) PAG

2、EREF _Toc4603 2 HYPERLINK l _Toc6280 2.1BIM概念 PAGEREF _Toc6280 2 HYPERLINK l _Toc14169 2.2BIM的主要特征 PAGEREF _Toc14169 2 HYPERLINK l _Toc14443 2.2.1參數(shù)化 PAGEREF _Toc14443 2 HYPERLINK l _Toc32211 2.2.2可視化 PAGEREF _Toc32211 2 HYPERLINK l _Toc28725 2.2.3數(shù)據(jù)交互性 PAGEREF _Toc28725 2 HYPERLINK l _Toc15341 2.3B

3、IM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc15341 3 HYPERLINK l _Toc28695 2.3.1設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc28695 3 HYPERLINK l _Toc19923 2.3.2施工單位 PAGEREF _Toc19923 3 HYPERLINK l _Toc17763 第三章 BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的必要性 PAGEREF _Toc17763 4 HYPERLINK l _Toc28181 3.1建筑施工的現(xiàn)狀分析 PAGEREF _Toc28181 4 HYPERLINK l _Toc16586 3.1.1設(shè)計(jì)與施工信息傳遞過(guò)程中的偏差 PAGE

4、REF _Toc16586 4 HYPERLINK l _Toc12669 3.1.2進(jìn)度計(jì)劃的抽象性 PAGEREF _Toc12669 4 HYPERLINK l _Toc30558 3.1.3建設(shè)過(guò)程管理不到位 PAGEREF _Toc30558 4 HYPERLINK l _Toc9851 3.2BIM在建筑施工工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì) PAGEREF _Toc9851 5 HYPERLINK l _Toc31955 3.2.1深化設(shè)計(jì)應(yīng)用 PAGEREF _Toc31955 5 HYPERLINK l _Toc23794 3.2.2加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同合作 PAGEREF _Toc23794 5

5、 HYPERLINK l _Toc10386 3.2.3擁有強(qiáng)大的可視化虛擬功能 PAGEREF _Toc10386 5 HYPERLINK l _Toc364 3.2.4從二維CAD 到三維BIM設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc364 5 HYPERLINK l _Toc1179 第四章 BIM在工程施工及運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)用分析 PAGEREF _Toc1179 7 HYPERLINK l _Toc20231 4.1BIM 在工程施工階段的應(yīng)用分析 PAGEREF _Toc20231 7 HYPERLINK l _Toc15437 4.1.1工程施工階段的BIM應(yīng)用分析 PAGEREF _Toc1

6、5437 7 HYPERLINK l _Toc30092 4.1.2 在工程施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)的益處 PAGEREF _Toc30092 7 HYPERLINK l _Toc21128 4.2BIM技術(shù)在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用分析 PAGEREF _Toc21128 8 HYPERLINK l _Toc15770 4.3施工過(guò)程模擬實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc15770 9 HYPERLINK l _Toc25030 4.3.1模擬施工進(jìn)程 PAGEREF _Toc25030 9 HYPERLINK l _Toc17097 4.3.2虛擬施工進(jìn)度過(guò)程中存在的問(wèn)題 PAGEREF _Toc1

7、7097 9 HYPERLINK l _Toc32288 4.4BIM 模型在建筑施工其他方面的應(yīng)用 PAGEREF _Toc32288 10 HYPERLINK l _Toc7207 4.4.1施工圖提取 PAGEREF _Toc7207 10 HYPERLINK l _Toc20573 4.4.2工程量統(tǒng)計(jì) PAGEREF _Toc20573 10 HYPERLINK l _Toc19853 結(jié)論 PAGEREF _Toc19853 12 HYPERLINK l _Toc31346 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc31346 13 HYPERLINK l _Toc28822 致 PAGE

8、REF _Toc28822 14-. z. 緒論BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是近幾年來(lái)建筑行業(yè)提出的新理念，也是信息化技術(shù)手段的一大變革。住建部于20112015 建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要中表明：全面推進(jìn)BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工階段的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)BIM技術(shù)發(fā)展，并將其作為建筑行業(yè)信息化推廣的重點(diǎn)，將4D管理模式運(yùn)用于目前大型復(fù)雜化建筑項(xiàng)目施工進(jìn)程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)建筑工程可視化管理。近期，住建部副部長(zhǎng)易軍在BIM技術(shù)促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化高層論壇發(fā)表講話(huà)時(shí)，強(qiáng)調(diào)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化和BIM 技術(shù)的推廣應(yīng)用是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展和改革的重要任務(wù)和目標(biāo)，BIM技

9、術(shù)應(yīng)用是推進(jìn)建筑業(yè)信息化的重要手段，為產(chǎn)業(yè)鏈貫通、工業(yè)化建造提供技術(shù)保障，誰(shuí)掌握了BIM，誰(shuí)就掌握了未來(lái)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，城市化、工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，國(guó)家和地方政府十分重視建筑施工過(guò)程的建設(shè)，致力于擴(kuò)建設(shè)規(guī)模，改進(jìn)施工工藝，提高施工效率，這也導(dǎo)致建筑施工工程設(shè)計(jì)、施工管理難度越來(lái)越大，傳統(tǒng)的以Auto CAD為主體的、以工程圖紙為核心的設(shè)計(jì)施工管理模式不能滿(mǎn)足高度復(fù)雜化的建筑施工工程的要求，急需尋找一些新的技術(shù)方法來(lái)取得新的進(jìn)展。BIM技術(shù)的引入為解決這些問(wèn)題提供了新的方向。 BIM技術(shù)2.1 BIM概念在建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段的計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)過(guò)程中，以信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)

10、來(lái)協(xié)調(diào)各階段間信息的共享，以 BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)各工種作業(yè)及協(xié)同的工程方法，可通俗理解為：利用一系列的計(jì)算機(jī)輔助工具，以構(gòu)件、部件、組件、族等基本工程對(duì)象為單位，對(duì)建筑工程的各階段、各個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行綜合管理，基于信息的生產(chǎn)、傳遞、分析，進(jìn)行多工種實(shí)務(wù)協(xié)同作業(yè)的建筑過(guò)程。2.2 BIM的主要特征2.2.1參數(shù)化參數(shù)化是BIM從CAD中脫穎而出的最鮮明的特征，基于參數(shù)化建模的模型擁有更加完整的信息。應(yīng)用參數(shù)化這一特性構(gòu)建的三維可視化模型是一個(gè)包含著項(xiàng)目所有構(gòu)件屬性的信息系統(tǒng)，且該模型能夠根據(jù)變更容變換屬性，維持相互間的空間及邏輯關(guān)系。例如，在基于BIM技術(shù)的Structures軟件中取消一個(gè)柱子，模

11、型會(huì)自動(dòng)重新量取梁和柱子的尺寸，自動(dòng)設(shè)計(jì)其節(jié)點(diǎn)，然后模型相關(guān)聯(lián)的柱子及其部結(jié)構(gòu)會(huì)相應(yīng)地自動(dòng)調(diào)整。隨著 BIM 技術(shù)的發(fā)展，模型應(yīng)用的不斷完善，生成模型所包含的參數(shù)已不僅僅是幾何參數(shù)和拓?fù)鋮?shù)，對(duì)于擬建對(duì)象的材料、性能、行為等屬性，也可以添加到模型中，與之相適應(yīng)的建模軟件中的工具也必將由僅能處理幾何特征提高到處理知識(shí)信息的新高度。2.2.2可視化可視化的本意是所見(jiàn)即所得”，即易于看到并理解。對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)說(shuō)，可視化的運(yùn)用是廣泛的，但此處的可視化并不是經(jīng)渲染或后處理過(guò)的效果圖，而具有更多含義。BIM 的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視，沒(méi)有藝術(shù)處理的真實(shí)的建筑空間展現(xiàn)。建筑信息模

12、型所展示的結(jié)果，是與建筑工程或?qū)嵨锏膶?shí)際空間尺寸和構(gòu)件屬性嚴(yán)格統(tǒng)一的，在模型的可以達(dá)到的精度圍，將所有設(shè)計(jì)缺陷都充分暴露出來(lái)，這也是BIM可視化的主要作用之一。利用此模型來(lái)發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)及施工組織設(shè)計(jì)中潛在的問(wèn)題，如業(yè)主的建設(shè)需求與建筑師設(shè)計(jì)結(jié)果之間的矛盾、建筑師創(chuàng)作構(gòu)思中存在的缺陷問(wèn)題、各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)在空間上存在的沖突問(wèn)題以及對(duì)施工設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)膯?wèn)題等。在BIM環(huán)境里，建筑信息模型可視化的結(jié)果不僅僅局限于對(duì)成果的展示和匯報(bào)，更多體現(xiàn)在，在建設(shè)項(xiàng)目各個(gè)階段中，為不同專(zhuān)業(yè)及不同參與方在項(xiàng)目建造在進(jìn)行溝通、決策提供一個(gè)信息交流的平臺(tái)。2.2.3數(shù)據(jù)交互性BIM與CAD 的另一重大區(qū)別表現(xiàn)為：BIM技術(shù)在技術(shù)

13、層面的能力，如應(yīng)用系統(tǒng)或軟件之間的數(shù)據(jù)互用，明顯高于CAD。BIM是一個(gè)包含建筑項(xiàng)目各類(lèi)信息的三維模型，但它不僅僅是一個(gè)模型，更多的是一個(gè)數(shù)據(jù)交互協(xié)調(diào)的平臺(tái)，項(xiàng)目的參與方（包括政府、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)方、施工方、運(yùn)維機(jī)構(gòu)方等）可以通過(guò)這一平臺(tái)同外界進(jìn)行信息的交換，具體表現(xiàn)在：政府部門(mén)借助該平臺(tái)完成對(duì)各企業(yè)、項(xiàng)目的管理；建設(shè)單位借該平臺(tái)完成資產(chǎn)管理和項(xiàng)目成果的評(píng)價(jià)；施工單位則側(cè)重于在3D模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行4D施工模擬、虛擬建設(shè)；運(yùn)營(yíng)單位關(guān)注的則是建設(shè)過(guò)程中對(duì)物業(yè)和資產(chǎn)的管理。 2.3 BIM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀2.3.1設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)BIM技術(shù)的提出，是CAD等設(shè)計(jì)軟件的研發(fā)應(yīng)用的結(jié)果。因此，BIM技術(shù)首先達(dá)到

14、應(yīng)用的領(lǐng)域是建筑設(shè)計(jì)。目前比較成熟的BIM軟件，如 Graphisoft 公司的Archi CAD，Bentley 公司的 Tri Foma以及Autodesk 公司的 Revit，這些軟件的應(yīng)用過(guò)程雷同，主要是將建筑物實(shí)體和構(gòu)件通過(guò)數(shù)字參數(shù)化設(shè)計(jì)，并將其作為設(shè)計(jì)元素，通過(guò)元素間的空間關(guān)系、功能聯(lián)系的自動(dòng)計(jì)算和反映，為設(shè)計(jì)師提供了發(fā)揮想象力的空間。BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用，就是利用 BIM 軟件，創(chuàng)建一個(gè)虛擬的建筑信息模型，包含實(shí)際建筑物中所有信息，這是設(shè)計(jì)的核心。在建筑信息模型中不僅僅是漂亮的 3D 渲染，也不僅僅標(biāo)注詳細(xì)的施工圖，這些只是其中的一部分，它所包含的信息，可以應(yīng)用于項(xiàng)目建設(shè)

15、的全生命過(guò)程。 2.3.2施工單位與設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)不同，施工單位在BIM技術(shù)的應(yīng)用中較為主動(dòng)。分析其原因，一方面由于目前的施工建設(shè)現(xiàn)狀下，施工企業(yè)的效率較低，每年超過(guò)30%的項(xiàng)目在實(shí)際施工過(guò)程需要返工。另一方面，由于施工企業(yè)的利潤(rùn)率較低，迫使他們急需尋找一種新的技術(shù)方法，降低施工成本，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。 施工單位可直接利用設(shè)計(jì)單位提供的BIM信息模型，修改形成適用于施工階段的實(shí)時(shí)模型，將施工計(jì)劃與施工方案通過(guò)模型進(jìn)行初步模擬，消除設(shè)計(jì)中隱藏的問(wèn)題，優(yōu)化施工進(jìn)程，提高施工效率，減少窩工、返工的現(xiàn)象，降低由于工程變更造成人力、物資的浪費(fèi)，從而達(dá)到提高利潤(rùn)的目的。 目前，已有很多施工企業(yè)擁有自己的BIM團(tuán)隊(duì)

16、，但實(shí)際應(yīng)用僅停留在軟件本身的應(yīng)用上，隨著B(niǎo)IM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用發(fā)展，及其優(yōu)勢(shì)的不斷展露，會(huì)有更多的企業(yè)使用BIM技術(shù)。 BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程的必要性建筑施工工程，作為市政公用工程的有機(jī)組成之一，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要一環(huán)，為城市生產(chǎn)、生活的穩(wěn)定有序進(jìn)行，提供基礎(chǔ)服務(wù)和保障。隨著我國(guó)現(xiàn)代化城市的發(fā)展，建筑施工工程作為解決人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等問(wèn)題的關(guān)鍵，國(guó)家和政府十分重視市建筑施工工程建設(shè)質(zhì)量及建筑施工效果。建筑施工工程的規(guī)模不斷增大、建筑施工工藝更加繁雜，建筑施工工程施工規(guī)模、技術(shù)、管理難度也就越來(lái)越大。3.1 建筑施工的現(xiàn)狀分析3.1.1設(shè)計(jì)與施工信息傳遞過(guò)程中的偏差傳統(tǒng)建筑施工的設(shè)計(jì)工作

17、都是以CAD為操作平臺(tái)，以平、立、剖面圖等二維圖紙的方式展現(xiàn)設(shè)計(jì)成果。設(shè)計(jì)人員通過(guò)繪制二維圖形，加上各種尺寸標(biāo)注，反映建筑物三維狀態(tài)下的位置關(guān)系，可視化差，信息表達(dá)不準(zhǔn)確，存在錯(cuò)誤在所難免。在信息的傳遞過(guò)程中，設(shè)計(jì)師的三維設(shè)計(jì)理念通過(guò)二維圖紙表達(dá)，施工方通過(guò)對(duì)二維圖紙的理解進(jìn)行三維建筑的施工，在這個(gè)過(guò)程中，經(jīng)歷了兩次二、三維信息的轉(zhuǎn)換，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)師在二維設(shè)計(jì)時(shí)表達(dá)的偏差以及施工方對(duì)二維圖紙的理解偏差，信息傳遞的偏差，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，必將導(dǎo)致施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，甚至?xí)?dǎo)致問(wèn)題擴(kuò)大，阻礙施工進(jìn)度的正常進(jìn)行。3.1.2進(jìn)度計(jì)劃的抽象性傳統(tǒng)的施工進(jìn)度計(jì)劃是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖實(shí)現(xiàn)的，這也是工程項(xiàng)目進(jìn)度管

18、理最常用的工具，但通過(guò)以往實(shí)際工程的實(shí)施可以看到，該方法存在自身的局限性。首先，網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖運(yùn)算過(guò)程比較復(fù)雜，需要耗費(fèi)大量時(shí)間精力完成，且非專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)理解起來(lái)比較困難，不利于進(jìn)度計(jì)劃與業(yè)主及施工方的交流。其次，通過(guò)網(wǎng)路計(jì)劃圖所表達(dá)的進(jìn)度計(jì)劃相對(duì)比較抽象，不能將整個(gè)項(xiàng)目的規(guī)劃進(jìn)度精確地表達(dá)出來(lái)，更不利于對(duì)實(shí)際工程施工情況的跟蹤檢查，不能對(duì)工程的變更及環(huán)境變化等突發(fā)情況進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)變處理，調(diào)整優(yōu)化復(fù)雜。最后，使用傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理工具，依靠經(jīng)驗(yàn)確定邏輯關(guān)系，準(zhǔn)確性收到極大的限制，即使有不合理之處，也難以發(fā)現(xiàn)。3.1.3建設(shè)過(guò)程管理不到位建筑施工的建設(shè)過(guò)程中，項(xiàng)目管理不到位主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先是施工

19、總體目標(biāo)不明確，沒(méi)有精確地分目標(biāo)，不能系統(tǒng)的對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和控制，從而導(dǎo)致施工的盲目性。其次是沒(méi)有完善的施工計(jì)劃，或者施工計(jì)劃不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致施工過(guò)程中出現(xiàn)實(shí)際施工進(jìn)度與材料進(jìn)廠(chǎng)時(shí)間不相符等脫節(jié)問(wèn)題，導(dǎo)致工期的滯后，或窩工浪費(fèi)現(xiàn)象。人力、財(cái)力以及資源沒(méi)有得到合理的分配，必將導(dǎo)致施工過(guò)程浪費(fèi)大、工期長(zhǎng)、效率低等問(wèn)題的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。 3.2 BIM在建筑施工工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)3.2.1深化設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM 技術(shù)所創(chuàng)建的建筑信息模型并不是一個(gè)圖形，它是一個(gè)包含著指定項(xiàng)目相關(guān)信息的完整的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)中包含建設(shè)項(xiàng)目所有構(gòu)建的大小尺寸、數(shù)量、位置關(guān)系等一系列信息，通過(guò)這些參數(shù)化信息所表達(dá)出來(lái)的

20、及時(shí)項(xiàng)目建成后的真實(shí)效果，通過(guò)該模型能夠看到二維圖紙不能表現(xiàn)的視覺(jué)角度和效果。在設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建的建筑信息模型上做施工圖的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以將數(shù)據(jù)庫(kù)及視圖進(jìn)行雙向聯(lián)系，輕松得到平、立、剖面的圖形，可根據(jù)需求選擇不同位置的剖面圖，對(duì)于模型中的非圖形數(shù)據(jù)也可通過(guò)明細(xì)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，提高施工效率。3.2.2加強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同合作建筑施工工程設(shè)及多個(gè)專(zhuān)業(yè)，基礎(chǔ)工程是多個(gè)部門(mén)協(xié)作完成的，在BIM技術(shù)中也是不同專(zhuān)業(yè)各自進(jìn)行設(shè)計(jì)的，各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的最終模型可通過(guò)相關(guān)應(yīng)用軟件，整合成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，從根本上改變過(guò)去通過(guò)文字及圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的工作方式。軟件通過(guò)對(duì)模型中不同專(zhuān)業(yè)之間的沖突進(jìn)行碰撞檢查，并進(jìn)行修改以達(dá)到規(guī)定

21、要求，避免了因協(xié)同問(wèn)題造成的對(duì)工程進(jìn)度的影響。3.2.3擁有強(qiáng)大的可視化虛擬功能可視化是BIM最直觀(guān)的特點(diǎn)，BIM模型可視化的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是通過(guò)對(duì)施工進(jìn)度的可視化模擬，及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃中存在的問(wèn)題，優(yōu)化施工方案；二是通過(guò)可視化的建筑信息模型指導(dǎo)施工，尤其是對(duì)異形結(jié)構(gòu)、預(yù)埋件等。三維可視化的建筑信息模型加上時(shí)間維度，形成4D模型進(jìn)行虛擬施工。在4D 模型中，在虛擬的環(huán)境中，可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)使用中可能存在的問(wèn)題，從而優(yōu)化施工方案計(jì)劃，達(dá)到有效控制項(xiàng)目進(jìn)度的目的。施工人員可以通過(guò)控制視圖，全方位查看建筑部構(gòu)件的空間位置，不再局限于二維平立剖面圖的二維表達(dá)，更加直觀(guān)、準(zhǔn)確，避免了施工錯(cuò)誤造

22、成的不必要的浪費(fèi)。另外，施工企業(yè)通過(guò)4D模型在項(xiàng)目的招標(biāo)投標(biāo)中獲得巨大的優(yōu)勢(shì)，他可以快速并直觀(guān)的了解施工方對(duì)項(xiàng)目的理解和施工方法的一系列措施，并對(duì)施工單位作出更準(zhǔn)確的評(píng)估。 3.2.4從二維CAD 到三維BIM設(shè)計(jì)利用二維圖紙進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)師的空間想象能力要求比較高，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)二維圖紙想象建筑部的結(jié)構(gòu)特征。但是即使設(shè)計(jì)師能想象出建筑部的結(jié)構(gòu)也無(wú)妨將其以一種連續(xù)的方式展現(xiàn)在二維圖紙上。但三維設(shè)計(jì)方式可以實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目三維立體展示的目標(biāo)，利用 BIM 技術(shù)可以對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行虛擬模擬，設(shè)計(jì)師可以對(duì)建筑工程項(xiàng)目有一個(gè)直觀(guān)的了解，不需要再進(jìn)行憑空的想象。同時(shí)，BIM 技術(shù)不僅能展示建筑工

23、程項(xiàng)目的空間結(jié)構(gòu)，還能顯示建筑工程項(xiàng)目使用的材料特性等具體容，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)，這樣可以讓設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑工程項(xiàng)目有一個(gè)更加全面的了解。 此外，BIM 三維設(shè)計(jì)還能將較為復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)以一種比較直觀(guān)的方式展現(xiàn)出來(lái)，例如比較著名的國(guó)家大劇院、鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)等都屬于外觀(guān)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑，二維設(shè)計(jì)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行全面的展示，但 BIM 三維技術(shù)卻能將設(shè)計(jì)的成果直接模擬出來(lái)，使人能直接看到建筑工程項(xiàng)目的效果。雖然，BIM 三維設(shè)計(jì)方法能較為直觀(guān)的展示建筑工程項(xiàng)目的幾何空間結(jié)構(gòu)，但這不是 BIM 技術(shù)唯一的功能特點(diǎn)，BIM 技術(shù)還包括很多其它方面的數(shù)據(jù)信息，如建筑工程的材料、力學(xué)原理、物理

24、性質(zhì)等，這些非幾何信息的存在使得 BIM 技術(shù)的功能變得更加強(qiáng)大，一些在二維設(shè)計(jì)中需要人工完成的任務(wù)就可以通過(guò)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)而自動(dòng)生成，例如建筑施工需要使用的各種二維圖紙。 BIM在工程施工及運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)用分析4.1 BIM 在工程施工階段的應(yīng)用分析4.1.1工程施工階段的BIM應(yīng)用分析1、在施工階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)可以?xún)?yōu)化施工方案。利用 BIM 技術(shù)可以對(duì)施工階段進(jìn)行四維處理。不僅包括三維幾何立體坐標(biāo)軸，還包括時(shí)間軸，即進(jìn)度計(jì)劃。通過(guò)四維應(yīng)用可以對(duì)從月、季度、周、天等時(shí)間段對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行分析，并可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從中尋找最優(yōu)的施工方案。此外，還可以對(duì)施工過(guò)程中的重點(diǎn)

25、項(xiàng)目容和難點(diǎn)項(xiàng)目容進(jìn)行模擬演練，從而選擇最優(yōu)的施工順序和施工工藝，使得整體的施工方案更加完善；2、在施工階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)虛擬施工的目標(biāo)。虛擬施工過(guò)程對(duì)于整個(gè)施工階段而言具有重要的價(jià)值。一方面可以通過(guò)虛擬了解到真實(shí)施工過(guò)程進(jìn)展的情況，從而判斷計(jì)劃是否合理；另一方面利用 BIM 技術(shù)的協(xié)同能使項(xiàng)目參與方面全面了解建筑工程項(xiàng)目的情況和存在的問(wèn)題。無(wú)論是監(jiān)理單位、施工單位還是業(yè)主都能進(jìn)行信息共享，確保彼此之間信息的對(duì)稱(chēng)性。從而減少摩擦和矛盾； 3、在施工階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)可以進(jìn)行三維動(dòng)畫(huà)渲染。業(yè)主在進(jìn)行建筑產(chǎn)品銷(xiāo)售時(shí)由于建筑工程還沒(méi)有完工，需要使用三維動(dòng)畫(huà)手段虛擬建筑工程項(xiàng)目，但這些

26、三維動(dòng)畫(huà)效果都是經(jīng)過(guò)渲染的，主要目的是為了吸引客戶(hù)。但是在沒(méi)有素材的情況下，創(chuàng)建三維動(dòng)畫(huà)是一個(gè)比較困難的過(guò)程，即使制作完成的三維動(dòng)畫(huà)效果也很難使業(yè)主滿(mǎn)意。而且進(jìn)行廣告宣傳還需要大量的投入，如果不能起到預(yù)期的效果，宣傳工作就是無(wú)效的。BIM 三維技術(shù)包括大量建筑工程項(xiàng)目的真實(shí)數(shù)據(jù)，為廣告公司制作三維動(dòng)畫(huà)提供有用的素材，從而使得制作出的三維動(dòng)畫(huà)效果更能真實(shí)地反映建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況； 4、在施工階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)可以進(jìn)行模型校驗(yàn)。BIM 三維技術(shù)將建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況如實(shí)地反映在計(jì)算機(jī)中，通過(guò)虛擬結(jié)果和實(shí)際工程的對(duì)比能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的偏差，便于對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行校驗(yàn)。此外，業(yè)主還將更加直

27、觀(guān)的看到建筑工程項(xiàng)目的效果圖，便于業(yè)主對(duì)建筑工程項(xiàng)目做出調(diào)整。 4.1.2 在工程施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)的益處 1、在施工階段應(yīng)用 BIM 技術(shù)可以進(jìn)行碰撞檢查。在傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)計(jì)方法中，各個(gè)專(zhuān)業(yè)的圖紙都是進(jìn)行獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在施工開(kāi)始前由總工程師進(jìn)行檢查核對(duì)，發(fā)現(xiàn)其中存在問(wèn)題。這種人工檢查的方法存在很大的偏差性，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，建筑工程施工對(duì)于工期有著嚴(yán)格的要求，這種檢查方式必然會(huì)影響建筑工程項(xiàng)目完工的日期。在施工過(guò)程中，最怕遇到設(shè)備管線(xiàn)碰撞的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題一旦發(fā)生視情況的而定，可能需要重新進(jìn)行部分安裝也可能需要全部重新安裝，不僅會(huì)耽誤工期，同時(shí)還會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在施

28、工階段應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，BIM 技術(shù)具有碰撞檢查的功能，能在設(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)管線(xiàn)碰撞的問(wèn)題，并給出解決方案，從而有效減少工程施工階段因管線(xiàn)碰撞問(wèn)題而導(dǎo)致的損失； 2、在施工階段使用BIM技術(shù)可以進(jìn)行施工規(guī)劃調(diào)整。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工階段進(jìn)行量化管理的目標(biāo)，能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行工程評(píng)估，制定新的施工規(guī)劃方案； 3、在施工階段使用 BIM 技術(shù)可以有效避免重大失誤的發(fā)生。通過(guò)對(duì)建筑工程項(xiàng)目的虛擬，在施工之前就可以清楚地掌握各個(gè)階段施工的情況，及時(shí)預(yù)見(jiàn)一些問(wèn)題的發(fā)生，并在設(shè)計(jì)階段就采取解決措施，避免影響施工過(guò)程。此外，在施工的過(guò)程中，使用三維施工圖便于施工人員更好地解讀

29、圖紙信息，可以避免對(duì)圖紙信息理解錯(cuò)誤的現(xiàn)象； 4、在施工階段使用 BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存的目標(biāo)。零庫(kù)存概念本是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的名詞，以往的建筑工程管理過(guò)程中由于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料管理工作的不到位很難實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存的目標(biāo)。但通過(guò)應(yīng)用 BIM 技術(shù)，可以對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行五維管理，實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存的目標(biāo)，從而最大限度地保護(hù)業(yè)主的經(jīng)濟(jì)利益。4.2 BIM技術(shù)在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用分析1、在工程造價(jià)管理中使用 BIM 技術(shù)是為了早日進(jìn)入過(guò)程管控時(shí)代?，F(xiàn)在應(yīng)用圍比較廣的工程造價(jià)管理方法還是傳統(tǒng)型的，這種造價(jià)管理方式要在工程項(xiàng)目完工后才能對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目有一個(gè)比較全面地了解，從而使得工程造價(jià)的準(zhǔn)確性難以保證，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)業(yè)

30、主和施工單位因工程款問(wèn)題而鬧上法庭的事件。在工程造價(jià)管理中應(yīng)用 BIM 技術(shù)可以更好地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理控制，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)精細(xì)化管理的目標(biāo)，從而使得工程造價(jià)管理早日進(jìn)入過(guò)程管控的時(shí)代； 2、在工程造價(jià)管理中應(yīng)用 BIM 技術(shù)能隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)工程數(shù)據(jù)信息，確保相關(guān)信息的準(zhǔn)確性。工程造價(jià)管理進(jìn)入到過(guò)程管控的時(shí)代，需要有先進(jìn)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)做支撐，必須能準(zhǔn)確地獲得和工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。BIM 技術(shù)本身就是信息化的一種手段，有容量龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，能儲(chǔ)存建筑工程項(xiàng)目全生命周期中的所有數(shù)據(jù)信息，也可以讓項(xiàng)目參與方對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。因此，將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于工程造價(jià)管理中可以確保獲取信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性； 3、BIM 技術(shù)日趨

31、成熟。BIM 技術(shù)核心就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托的具有三維模型的數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)不僅能存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還可以利用模型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)變化，即修改任何一個(gè)數(shù)據(jù)都會(huì)引起相關(guān)數(shù)據(jù)的變化。隨著 BIM技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)方面的軟件技術(shù)也有了很大的進(jìn)步和發(fā)展，工程造價(jià)軟件就是其中之一。將 BIM 應(yīng)用于工程造價(jià)軟件設(shè)計(jì)中，改變了傳統(tǒng)工程造價(jià)軟件靜態(tài)的特性，使其也能隨著數(shù)據(jù)信息的變化進(jìn)行不斷調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了工程造價(jià)軟件動(dòng)態(tài)化發(fā)展的目標(biāo)。 4.3 施工過(guò)程模擬實(shí)現(xiàn)3D建筑信息模型是實(shí)現(xiàn)虛擬施工的基礎(chǔ)，通過(guò)使用相關(guān)的BIM應(yīng)用軟件，結(jié)合部分編程，實(shí)現(xiàn)全面、準(zhǔn)確的建筑工程施工過(guò)程的模擬。本節(jié)中擬采用Navisw

32、orks軟件，用于實(shí)現(xiàn)虛擬施工進(jìn)度的BIM技術(shù)應(yīng)用。實(shí)時(shí)4D模型創(chuàng)建的具體方法：Revit 平臺(tái)完成的3D模型，通過(guò)Revit中外部工具導(dǎo)出至Nviswoks 軟件中，同時(shí)導(dǎo)入詳細(xì)的施工進(jìn)度計(jì)劃，將施工任務(wù)包含的結(jié)構(gòu)容創(chuàng)建集合，附著到任務(wù)中，并與施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行關(guān)聯(lián)，結(jié)合Navisworks虛擬動(dòng)畫(huà)工具即可實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程三維模擬。4.3.1模擬施工進(jìn)程1.建立施工進(jìn)度計(jì)劃 由于污水處理工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模較大，且施工過(guò)程較為復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)施工人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將整個(gè)項(xiàng)目分解為一個(gè)個(gè)的基本單元，利用Project 軟件進(jìn)行施工進(jìn)度計(jì)劃的編制，通過(guò)施工經(jīng)驗(yàn)估算任務(wù)的工期以及不同任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成施工進(jìn)度

33、計(jì)劃的甘特圖。使用Navisworks軟件中的Timeliner工具，將進(jìn)度任務(wù)導(dǎo)入 Navisworks 平臺(tái)，即可為3D建筑信息模型添加時(shí)間信息。 2.創(chuàng)建選擇集 使用Navisworks中的Timeline功能，將進(jìn)度計(jì)劃中個(gè)基本單元所包含的構(gòu)件創(chuàng)建為選擇集，并附著到對(duì)應(yīng)的任務(wù)名稱(chēng)中，完成進(jìn)度信息與模型的關(guān)聯(lián)，即可完成施工進(jìn)度的模擬。在4D模型中，通過(guò)定義每道工序甚至每個(gè)構(gòu)件的作業(yè)時(shí)間，能夠把任意時(shí)間點(diǎn)的工程進(jìn)展情況展現(xiàn)出來(lái)，方便項(xiàng)目經(jīng)理向各作業(yè)班組人員布置進(jìn)一步工作任務(wù)，并與計(jì)劃進(jìn)度作對(duì)比，隨時(shí)掌握進(jìn)度偏差，發(fā)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃中的問(wèn)題，從而及時(shí)調(diào)整方案，合理安排人工、材料、機(jī)械等資源，確保按

34、期完成任務(wù)。4.3.2虛擬施工進(jìn)度過(guò)程中存在的問(wèn)題通過(guò)對(duì)BIM三維模型應(yīng)用于碰撞檢查及施工進(jìn)度控制等方面的實(shí)際案例操作，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)和建議如下： （1）對(duì)碰撞結(jié)果進(jìn)行修改時(shí)，可通過(guò)Navisworks自帶的返回功能，返回到Revit 模型中進(jìn)行修改，進(jìn)行此操作是必須保證該原模型Revit文件被打開(kāi)，且該文件只能是導(dǎo)出到Navisworks 的模型原始文件。 （2）創(chuàng)建模型時(shí)各結(jié)構(gòu)的名稱(chēng)屬性，將顯示在選擇樹(shù)中，結(jié)構(gòu)的命名是否準(zhǔn)確直觀(guān)，將直接影響選擇集的創(chuàng)建速度。因此，在建模過(guò)程中，應(yīng)盡可能將結(jié)構(gòu)信息表達(dá)在名稱(chēng)中，如墻體分為外墻和墻，墻體位置、厚度也不同，因此在命名時(shí)可將信息進(jìn)行綜合，如建筑-墻

35、-200mm”，通過(guò)名稱(chēng)即可得到需要的信息，在創(chuàng)建選擇集中，可根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，直接選擇，而避免了比對(duì)模型中浪費(fèi)的時(shí)間和精力。對(duì)于部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的水處理構(gòu)筑物，該命名方法顯得尤為重要。 （3）由于個(gè)人專(zhuān)業(yè)能力的限制及建模水平有限，創(chuàng)建的模型比較粗糙，對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃的制定不夠?qū)I(yè)，使模型施工仿真結(jié)果不夠細(xì)膩，在此僅作為輔助工具進(jìn)行應(yīng)用介紹，希望在以后的學(xué)習(xí)研究中能夠繼續(xù)改進(jìn)和提高。 4.4 BIM 模型在建筑施工其他方面的應(yīng)用4.4.1施工圖提取在建筑工程中，為表達(dá)建設(shè)容，必然需要大量圖紙，部分建筑工程的復(fù)雜程度很高，無(wú)形中增加了施工過(guò)程中識(shí)圖的難度。建筑施工工程中每個(gè)工藝環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)單體結(jié)構(gòu)，每

36、個(gè)單體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且總類(lèi)繁多，且涉及多專(zhuān)業(yè)工程，各工序在空間立體交叉，僅靠傳統(tǒng)二維圖紙很難對(duì)設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行詳細(xì)的解釋?zhuān)瑹o(wú)法保證工程師在圖紙的理解、設(shè)計(jì)的糾錯(cuò)、工程量的計(jì)算等方面工作上擁有足夠的準(zhǔn)確性和效率性。 針對(duì)以上問(wèn)題，應(yīng)用BIM技術(shù)所創(chuàng)建的3D 建筑信息模型，能夠更加直觀(guān)、高效地進(jìn)行信息的傳遞，最大程度的減少各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)調(diào)錯(cuò)誤。通過(guò)將二維設(shè)計(jì)進(jìn)行具象化處理，可以呈現(xiàn)出的不同視角的可視化信息模型，幫助施工人員準(zhǔn)確的理解設(shè)計(jì)容。利用軟件的剖圖框”工具，可以將構(gòu)筑物模型從任何角度進(jìn)行剖切。通過(guò)對(duì)部結(jié)構(gòu)的展示，能夠直接查詢(xún)部孔洞、設(shè)備基礎(chǔ)及預(yù)埋件等附屬構(gòu)件的位置，為施工帶來(lái)極大的便利，同時(shí)也方便了對(duì)

37、構(gòu)筑物的檢查、復(fù)核工作。4.4.2工程量統(tǒng)計(jì)BIM技術(shù)不僅改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工模式，也影響著建筑工程的全生命周期的管理模式。由于污水處理工程具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程量大、設(shè)備種類(lèi)繁多、投資較大等特點(diǎn)，無(wú)形中提高了工程數(shù)量計(jì)算的難度。傳統(tǒng)的工程量計(jì)算主要以手工算量為主，利用e*cel作為輔助工具，造價(jià)人員在大量二維圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)，需要花費(fèi)大量時(shí)間去核實(shí)各種結(jié)構(gòu)的數(shù)量表。BIM技術(shù)所創(chuàng)建的參數(shù)化的模型，在建模的同時(shí)通過(guò)大量參數(shù)對(duì)各個(gè)構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束，如構(gòu)件的尺寸、型號(hào)和材料等，且每個(gè)模型都是通過(guò)BIM技術(shù)在可視化的環(huán)境中進(jìn)行反復(fù)修改、優(yōu)化的成果，因此，利用BIM技術(shù)能有效的提高材料、設(shè)備的統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確率。Revit軟件自帶工程量計(jì)算功能，對(duì)于統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)工程量，只要模型中表達(dá)準(zhǔn)確就能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而對(duì)于以面積、體積、質(zhì)量為統(tǒng)計(jì)單位的工程量，則需要用戶(hù)在建模過(guò)程進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，即可在工程量統(tǒng)計(jì)中直接提取，形成單