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摘要:BIM技术,国内一般翻译为建筑信息模型,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字仿真模拟建筑物所具有的真实信息。近些年来,BIM技术在建筑工程的应用上越来越广泛,也越来越被工程行业所接纳与认知。本文介绍了BIM技术的概念与应用价值,并针对建筑施工给出了BIM技术的具体应用手段,同时对未来BIM技术的推广给予了相应的预期。
关键词:BIM;建筑工程;应用;前景
1.引言
建筑信息模型,简称BIM,是建筑业近几年比较常用的人工智能方法。这种模型不仅仅是对数字相关的信息进行整合工作,还是能运用于建筑工程相关领域中的一种数字应用方法。这种方法的应用范围包括建筑工程的设计阶段、建设阶段以及贯穿始终的工程管理过程。通过建立BIM模型的方法,可以使建筑工程各项工序的工作效率显著提高,并且使风险大大降低。
对于BIM的相关界定,住建部认为这是一种数据化的工程应用工具,可以运用在建筑工程的设计阶段、建造阶段以及管理全过程阶段。BIM可以将整个项目的所有信息通过建立模型的形式体现,工程相关人员可以通过建立的模型直观地了解整个项目的全生命周期信息。同时以此作为基础,为设计方、建设方、监理方等各方建设主体提供了沟通合作的便捷平台,使各方在建设过程中对出现的各种问题及时反应和做出应对策略,从而使项目建设效率大大提高、项目成本得到有效控制,同时工期也相应缩短。由此可见,BIM这种应用工具在项目全过程中具有很重要的作用。
美国国家BIM标准(NBIMS)认为BIM包括三部分的定义:
(1)BIM是一种可以将项目物理特性以及功能属性相关数据以数字形式进行直观表达的工具;
(2)BIM是一个为项目各参与方在项目全生命周期过程中进行决策时,提供可靠共享知识信息以及设施信息来帮助准确决策的过程;
(3)BIM是一种动态调整过程,它可以使项目各参与方在项目全生命周期的不同阶段中随时进行插入信息、更新信息等工作,从而明确各方职责,达到更好协同作业的目的。
2.BIM技术应用的价值
BIM作为一种新型的项目应用工具,具有五大显著特征。可视化特征是其最直观的特点,协调性特征和模拟性特征是其最重要的特点,而优化型特征和可出图性特征则是其便利化的体现。基于这五大特征,应用到项目中,可以起到加快建设速度,提高项目质量和节约建设成本的目的,从而优化项目三大目标。具体体现在:
(1)三维渲染,宣传展示
三维技术,在当今已经是一项很成熟的技术,它的渲染效果运用于动画中,能带给观众最直接的震撼和冲击。而BIM应用技术的出现,恰好可以运用于中标展示文件中,在首次渲染的基础上,进行更深层次的再次渲染,从而更加精确地展现出投标企业的表达意图,让业主能够更好地体会到企业的优势,从而大大提高中标成功率。
(2)快速算量,精度提升
施工管理效率的高低,在某种意义上是项目三大目标能否实现的重要依据,而影响施工管理效率的指标中,工程量的计算精度与速度是很重要的一项。BIM应用技术拥有一个自身达到构件级的数据库,能够大大提高施工预算中工程量计算的速度与准确度,同时还为项目建设过程当中及时提供各阶段所需要的数据。
(3)精确计划,减少浪费
资源管理的效率不能得到保证是建筑企业一直以来存在的问题,主要的原因是大量的相关数据无法及时得到处理并传输到企业以供使用,从而不能在制定资源使用计划时得到有效的数据支持。BIM以大量的项目数据为基础,并且能够及时、准确、有效地为企业提供各项资源数据,使其在人才、物料、物流等各环节的计划得到合理实施,为企业资源管理做出了极大的贡献。
(4)多算对比,有效管控
能否精确、快速地得到工程相关数据是提高项目竞争力的关键,而BIM自身所拥有的海量数据库不仅可以快速获得相关数据,还可以基于资源消耗数据、各项单价数据进行系统比较,得出项目运营的盈亏状况、资源使用超量状况以及各项单价是否准确等结论。
3.BIM技术在施工阶段的应用
3.1基于BIM的现场施工仿真
4D仿真技术的出现使项目进行过程中复杂的工序关系能够合理清晰地表达出来具有了很大的可能性,通过这种技术,使项目技术人员能够合理、准确地制定施工流水计划,从而为建设施工管理具备信息化特点和智能化特点提供了可能,能够有效地用于优化工程施工方案。这项技术的出现,打破了原有的以经验为基础来进行优化的传统方法。
利用BIM模型进行4D施工仿真模拟,BIM软件可以实现与MicrosoftProject的无缝数据传递。在模型中导人MSProject编制完成的项目施工计划甘特图,将3D模型与施工计划相关联,将施工计划时间写入相应构件的属性中,这样就在3D模型基础上加入了时间因素,使其变成一个可模拟现场施工及吊装管理的4D模型。在4D模型中,可以输入任意一个日期去查看当天现场的施工情况,并能从模型中快速的统计当天和之前已施工完成的工作量[1]。
3.2构件吊装动态彷真模拟技术
当然,4D仿真模拟不是唯一的施工动态模拟控制的方法,还可以以BIM建模为基础的Dassaltdel-mla等软件也同样可以达到此目的,在Delmia中赋予预制构件装配时间和装配路并建立流程、人和设备资源之间的关联,从而实现PC建筑的虚拟建造和施工进度的可视化模拟。在BIM模型中针对不同PC预制率以及不同吊装方案进行模拟比较,实现未建先造,得到最优PC预制率设计方案及施工方案。
PC建筑相比传统的现浇建筑,施工工序相对较复杂,每个构件吊装的过程是一个复运动过程,通过在BIM模型中进行施工模拟,查找可能存在的构件运动中的干涉碰撞问题,提前发现并解决,避免可能导致的延误和停工。
3.3构件现场吊装管理及远程可视化监控
施工方案确定后,将储存构件吊装位置及施工时序等信息的BIM模型导入到平板手持设备中,基于三维模型检验施工计划,实现施工吊装的无纸化和可视化辅助。在验收完毕确认合格后,不仅要采用手持机技术来确定构建完成,还要同时对完成时间进行记录,得到了一个完整的过程。
所有构件的组装过程、实际安装的位置和施工时间都记录在系统中,以便检查。这种方式减少了错误的发生,提高了施工管理的效率。待施工各步骤均完成后,要把采集到的构件信息采用手持机传输到终端上,并且登录WEB可以远程访问,随时掌握工程进度状况。
4.BIM技术的发展展望
对于BIM在未来将有以下几种发展趋势:
第一以移动重术来获取数据。随着互联网和移动智能终端的普及,人们现在可以在任何地点和任何时问来获取信息。而在建筑设计领域,将会看到很多承包商,为白己的工作人员都配备这些移动设备,在工作现场就可以进行设计[2]。
第二,数据的暴露。现在可以把监控器和传感器放置在建筑物的任何一个地方,针对建筑内的温度、空气质量、湿度进行监测。然后,再加上供热信息、通风信息、供水信息和其他的控制信息。
第三,未来还有一个最为重要的概念——云端技术,即无限计算。不管是能耗,还是结构分析,针对一些信息的处理和分析都需要利用云计算强大的计算能力。
参考文献:
[1]BIM技术在预制装配式建筑中的应用,段创峰,《住宅产业》,(09):23-26
[2]BIM技术在高铁站房装饰装修中的应用研究,韩少帅孙喜亮温国威,,《铁路技术创新》,(6):4-4