BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望

BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望摘要：BIM技術(shù)作為第三代建筑設(shè)計技術(shù)，以其可視化、信息化、協(xié)同性的特點實現(xiàn)了三維可視化，提高了建筑工程領(lǐng)域的信息化水平，打通了協(xié)同工作的渠道，提高了工程質(zhì)量，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。未來，BIM將和GIS技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等形成集成應(yīng)用體系，為建筑行業(yè)的信息化和科技發(fā)展帶來重大機(jī)遇。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；集成應(yīng)用隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式越來越多樣化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也日趨復(fù)雜。傳統(tǒng)基于AutoCAD制圖的平面二維設(shè)計方法面對越來越復(fù)雜的建筑形式捉襟見肘，設(shè)計設(shè)計人員經(jīng)常陷入繁瑣的制圖、核對工作中，難以迅速厘清設(shè)計思路。BIM（建筑信息化模型）技術(shù)作為第三代建筑設(shè)計技術(shù)，通過三維設(shè)計和數(shù)據(jù)聯(lián)動，實現(xiàn)了建筑各專業(yè)的三維協(xié)同設(shè)計和工程管理，極大地提高了工程信息在建筑設(shè)計、施工和運維全生命周期的利用效率，提高了設(shè)計質(zhì)量，在現(xiàn)代工程建設(shè)領(lǐng)域具有重要的意義。一、BIM技術(shù)的特點建筑信息模型（BuildingInformationModeling，簡稱BIM）一種“結(jié)合工程項目信息數(shù)據(jù)庫的模型技術(shù)”，它包含了模型全生命周期應(yīng)用所需的所有建筑信息，除了參數(shù)化的幾何設(shè)計信息外，還包括可以供給分析、建造、運營等各種系統(tǒng)分析、工程計算的大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)共同構(gòu)成了建筑信息模型。BIM技術(shù)是數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計領(lǐng)域的重要應(yīng)用，是當(dāng)代建筑設(shè)計的重要技術(shù)手段，在各類工程項目使用廣泛。BIM技術(shù)具有可視化、信息化、協(xié)同性三個重要特征。通過可視化技術(shù)，BIM技術(shù)能提供所見即所得的設(shè)計和建造結(jié)果，工程項目各方能即時、直觀的查看建筑模型，全面了解待建工程的各種信息，特別是建筑工程中的設(shè)計難點比如水電管線的布置、開孔等，實現(xiàn)更加合理地布局和高效地設(shè)計與溝通。BIM模型是建筑信息化的技術(shù)載體，BIM模型可以包含工程應(yīng)用所需的全部信息，借助這些信息，BIM模型可以用于模擬建造、性能分析、智慧運維等建筑工程全生命周期，成為建筑信息的共享和傳遞的重要媒介，是解決信息孤島的重要技術(shù)手段。協(xié)同性包括專業(yè)協(xié)同和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同兩個方面。專業(yè)協(xié)同可以在設(shè)計階段為各專業(yè)人員提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)模型，解決大量錯漏碰缺的問題。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同可以提高信息傳遞效率和準(zhǔn)確性，通過BIM技術(shù)，上下游企業(yè)可以基于同一個BIM模型進(jìn)行信息溝通，為產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)高效設(shè)計、準(zhǔn)確計量、快速清單編制提供技術(shù)支持，為智慧工地、智能運營等數(shù)字技術(shù)提供技術(shù)基礎(chǔ)。二、基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計快速建模，信息聯(lián)動借助數(shù)據(jù)共享技術(shù)，BIM模型能充分整合利用各類專業(yè)軟件的優(yōu)勢，將專業(yè)軟件的數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM平臺，迅速建立建筑三維模型，然后再根據(jù)項目特點進(jìn)行細(xì)化調(diào)整，實現(xiàn)一次建模，多處使用。由于BIM是一個完整的信息平臺，相比于AutoCAD等制圖程序，平臺能方便地獲取構(gòu)件的關(guān)聯(lián)信息，實現(xiàn)信息聯(lián)動，一處修改，多處聯(lián)動。結(jié)構(gòu)分析設(shè)計人員將計算軟件導(dǎo)入BIM平臺，即可立即建立三維BIM模型。建筑專業(yè)調(diào)整門窗洞口、樓梯布置等信息，一處調(diào)整，所有平面、剖面、門窗表等各處均可實時更新，避免了傳統(tǒng)繪圖時重復(fù)表達(dá)，錯誤標(biāo)注的問題。數(shù)據(jù)共享，整合模型通過BIM技術(shù)，可以讓設(shè)計人員充分發(fā)揮專業(yè)設(shè)計軟件和協(xié)同工作平臺的優(yōu)勢，結(jié)合BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)共享特性，高效完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，將大部分精力從制圖和校核等機(jī)械工作中解放出來，集中于專業(yè)設(shè)計上，提高設(shè)計品質(zhì)。專業(yè)設(shè)計人員可以將專業(yè)建模分析設(shè)計軟件的結(jié)果通過接口程序?qū)氲紹IM協(xié)同設(shè)計平臺,與其它專業(yè)共享設(shè)計數(shù)據(jù)，共同優(yōu)化設(shè)計；上游專業(yè)設(shè)計人員可以將初步模型共享至項目統(tǒng)一的BIM平臺，為其它專業(yè)設(shè)計提供參考依據(jù)，減少設(shè)計沖突。碰撞檢查，模擬安裝對于建筑結(jié)構(gòu)工程來說，提升設(shè)計質(zhì)量是所有企業(yè)和設(shè)計人員不斷追求的目標(biāo)。BIM技術(shù)通過建立三維視圖，使設(shè)計人員可以直觀地看到設(shè)計錯誤、實體碰撞等問題并迅速解決。此外，還可以借助計算機(jī)技術(shù)，對物理實體、虛擬空間進(jìn)行碰撞檢測，對模型進(jìn)行批量核查，徹底消除設(shè)計中的碰撞問題。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的管線綜合即充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，在設(shè)計階段即可解決復(fù)雜管線的碰撞問題，有效提高了機(jī)電專業(yè)的設(shè)計質(zhì)量，節(jié)約造價。除了檢測碰撞外，BIM技術(shù)還可以對模型中的工程實體進(jìn)行分組編號、劃分工段，然后根據(jù)施工組織計劃模擬施工進(jìn)度，以動畫的形式直觀呈現(xiàn)，進(jìn)而更快的發(fā)現(xiàn)不合理的施工組織，然后進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，在最前端解決施工工序問題，避免了返工、延誤、材料浪費和窩工等各類施工問題。清單算量，虛擬漫游BIM模型包含建筑工程的三維實體和工程信息，因此工程量明細(xì)也隨著模型的構(gòu)建而自動生成，再配以清單定額計算規(guī)則、平法鋼筋規(guī)則等計量規(guī)則，即可實現(xiàn)土建、安裝等工程的快速計量。BIM模型包含的三維實體可以導(dǎo)出至動畫平臺或VR平臺，經(jīng)過處理后即可生成實景漫游動畫和虛擬現(xiàn)實漫游場景，為終端用戶提前體驗建成效果、空間布置、使用觀感提供了技術(shù)可能。BIM技術(shù)突破了二維設(shè)計只能通過效果圖表達(dá)的約束，可以根據(jù)設(shè)計隨時預(yù)覽效果，為客戶提供滿意的設(shè)計成果。三、BIM+的集成應(yīng)用技術(shù)體系BIM技術(shù)在近幾年有了巨大的發(fā)展，但要提升系統(tǒng)效率，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，尚需進(jìn)行技術(shù)集成創(chuàng)新。以BIM為中心，以GIS系統(tǒng)為指導(dǎo)，以物聯(lián)網(wǎng)收集數(shù)據(jù)，以VR作為溝通渠道，進(jìn)行數(shù)字化技術(shù)升級、集成和創(chuàng)新，形成全要素集成的BIM+應(yīng)用技術(shù)體系，打破信息孤島，打通和建立系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，將使BIM在推進(jìn)建筑設(shè)計建造信息化、工業(yè)化的方向發(fā)揮出更大的作用。BIM+GISBIM與GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用的集成可以通過以三種形式：將GIS信息集成到BIM應(yīng)用程序中；將BIM模型輕量化后集成到GIS應(yīng)用程序中；開發(fā)同時支持兩種數(shù)據(jù)的BIM與GIS專用集成系統(tǒng)。二者結(jié)合將對城市規(guī)劃、交通分析、管網(wǎng)分析管理、場地選址、水文地質(zhì)資料獲取、既有建筑改造等工作帶來顯著的效率提升，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員掌握全局，合理規(guī)劃提供了方便快捷的管理手段。BIM+參數(shù)化目前應(yīng)用較廣的BIM參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)為Rhino+Grasshopper和Revit+Dynamo，通過參數(shù)化程序構(gòu)建BIM模型，能夠為建筑結(jié)構(gòu)方案分析、初步設(shè)計提供精確的數(shù)據(jù)驅(qū)動的一體化模型，再輔以計算機(jī)技術(shù)，打通建筑結(jié)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)快速建模分析，在有限的時間內(nèi)分析對比大量方案，在初步設(shè)計甚至方案設(shè)計階段即開始實施建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，將為項目的品質(zhì)提升和價值優(yōu)化提供更有效的技術(shù)手段。BIM+物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofThings,簡稱IOT)是用信息傳感設(shè)備將物品連接到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和通信的技術(shù)應(yīng)用，而BIM、智能站點和智慧運維系統(tǒng)則是物聯(lián)網(wǎng)在建筑信息產(chǎn)業(yè)的三大新軌道,通過布置在在建筑和設(shè)備中的智能站點感知狀態(tài)，再由云平臺收集數(shù)據(jù)，匯集至基于BIM技術(shù)的運維系統(tǒng)進(jìn)行分析、集成和管理，進(jìn)而實現(xiàn)BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成運用，為智慧樓宇賦能，為高效運維提質(zhì)，為BIM數(shù)據(jù)的應(yīng)用開拓一片廣闊的藍(lán)海。BIM+虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實繼承了計算機(jī)、傳感、測量、仿真等多項先進(jìn)技術(shù)，為用戶生成栩栩如生的三維虛擬世界。與BIM技術(shù)在二維屏幕上模擬的三維世界不同，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將人送入真實的三維世界，在BIM三維的基礎(chǔ)上，增加了臨場感、尺度感和空間感，這是以前任何技術(shù)都無法給用戶提供的。BIM+虛擬現(xiàn)實的集成應(yīng)用場景主要包括虛擬場景構(gòu)建、施工進(jìn)度模擬、多維模型信息可視化以及交互式場景漫游，這些場景可以充分發(fā)揮BIM作為建筑工程信息庫的優(yōu)勢，通過虛擬現(xiàn)實無與倫比的可視化體驗，更好的讓建筑數(shù)據(jù)可視化增強(qiáng)用戶體驗，提高項目質(zhì)量。四、結(jié)語未來的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必然是一個高度信息化和智能化的過程，BIM作為建筑信息的數(shù)據(jù)庫將在建筑信息的生產(chǎn)、管理和應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。作為建筑行業(yè)的設(shè)計人員，需要擁抱未來，把握技術(shù)要點，掌握BIM技術(shù)的核心理念和專業(yè)技能。作為建筑企業(yè)，應(yīng)該緊跟時代發(fā)展，積極培養(yǎng)BIM技術(shù)人才，推進(jìn)BIM技術(shù)的應(yīng)用，拓展BIM應(yīng)用場景，把握BIM技術(shù)帶