BIM技术在机电施工阶段的运用及意义

杨国峰 葛明伟

【摘要】中国建筑业是国民经济的支柱产业，每年完成的工程量居世界之首，然而相比其他行业，建筑业效率相当低下，BIM作为一种信息沟通平台，是信息化技术在建筑业的直接应用的结果；认识并发展BIM、实现行业的信息化转型已是势不可挡的趋势；简述BIM技术及其在施工阶段的应用价值。

【关键词】建筑业；BIM技术；施工阶段；应用价值

近年来，BIM技术在国内工程项目得到了广泛的应用，诸如房地产企业、设计单位、总承包单位都把应用BIM技术作为公司提升竞争力的主要手段。BIM作为一种创新的工具与信息沟通平台，是信息化技术在建筑业的直接应用的结果，BIM技术自提出以来，在欧美等发达国家的建筑业中引发了巨大变革.尽管我国建筑业中的BIM应用还处在研究起步阶段，为了与世界接轨最终建筑业走向世界，承揽更多的国际大型建筑项目，认识并发展BIM、实现行业的信息化转型已是时不我待。

1 BIM技术的产生、概念及特点

1.1 BIM技术的产生

BIM起源于美国，并被欧美、日本、新加坡等发达国家广泛认同和采用。我国建筑业处于国民经济支柱地位，“十一五”期间，建筑业增加国内总产值的比重保持在6%，2010年增加值占国内生产总值达到6.6%，成为吸纳农村剩余劳动力、拉动国民经济发展的重要产业，在国民经济各产业部门中占第四位。与这种支柱企业之一地位不相符的是相对于制造业、金融业、电子行业建筑业生产效率低下，造成这种状况的主要原因：（1）建筑业“碎片化”，存在信息孤岛；建设项目整个生命周期中参与方比较多，工程项目各阶段都需要各个专业单位去完成，缺乏统一信息平台约束各方，使得设计过程和施工过程出现分离状况。（2）存在信息流失；建筑业中各个参与方之间信息是通过图纸来传递的，很容易造成信息的丢失和不完整性。（3）激烈竞争的建筑业迫切需要统一的信息平台，及时提供各参建方共享。特别是业主方能够及时掌握多方位信息，以便做出重要决策；传统文字、报表和二维图纸表示相关数据信息，不能很好的反映工程项目动态变化的机制等，导致建筑业生产效率低下。可见信息的沟通不畅成为提高生产效率的主要瓶颈，借鉴建造业的PDM技术信息化成果，BIM 技术也成为我国建筑业信息化的必经之路。

1.2 BIM的概念

BIM是Building Information Modeling即：建筑信息模型的简称，由美国人Chuck M.Eastman于1975年首先提出相关概念。美国国家BIM标准（The National Building Information Modeling StandardsCommittee简称NBIMS）对BIM的定义如下：“BIM是建设项目的兼具物理特性与功能特性的数字化模型，且是从建设项目的最初概念设计开始的整个生命周期里做出任何决策的可靠共享信息资源。实现BIM的前提是：在建设项目生命周期的各个阶段不同的项目参与方通过在BIM建模过程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反应出各参与方的职责。BIM是基于公共标准化协同作业的共享数字化模型。”

1.3 BIM的特点

美国M.A.Mortenson Company公司给出BIM具备六个特点[4]：（1）数字化；（2）空间化；（3）定量化：可计量化、坐标化、可查询化；（4）全面化；（5）可操作化；（6）持久化：在项目生命周期的所有阶段都具有可用性；

2 BIM技术在施工阶段应用价值

BIM技术涵盖了建筑的所有信息，平面上二维信息、空间上三维信息、时间上四维信息、工序上的六维信息。现代建筑越来越复杂，技术要求越来越高，对工程基础数据的细度已经要求到了构件级、材料级。BIM技术在施工阶段给参与各方提供了良好的信息平台。

2.1 BIM技术应用价值

在施工阶段，错漏碰缺檢查以及图纸深化被认为是对施工阶段帮助最大的两项应用点；实时沟通、施工工序模拟、4D施工进度模拟、获取工程量这四项次之。BIM技术具体应用主要有：（1）可以将复杂工程可视化，利用虚拟三维模型，模拟施工，使各专业协同工作，发现各专业之间三维碰撞检测，及时发现调整设计，避免施工浪费，以降低风险；（2）通过BIM，得到最准确的工程基础数据，将工程基础数据分解到构件级、材料级，有效控制施工成本，清楚项目该花多少钱，实现全过程的造价管理。（3）通过BIM，可以轻松完成工程数据的共享和重复利用，做到真正意义上的施工现场―项目部―分公司――集团总部的从基层到高层信息共享。

2.2 BIM技术在我国应用实例

（1）上海中心大厦

上海中心大厦是高科技的代表。BIM技术为众多参与方搭建了信息交流和共享的平台，整个设计充分体现了绿色、环保、节能、可持续的建筑业新理念，从项目的设计到后期的运营管理和维修BIM技术无处不在，彻底避免了项目全寿命期“信息孤岛”现象，BIM技术的应用是上海中心成功实施的保障。

（2）国家电网企业馆

基于BIM进行全生命周期管理的另一个成功的案例，是CCDI设计的世博会国家电网馆。在国家电网企业馆施工阶段，BIM模型与进度计划实现4D应用结合，再与工程造价实现5D应用结合，通过立体的可视的模型，为各方提供大量复杂精准共享信息，从而最大限度发挥了业主投资社会效益.

（3）某实验中心大厦

该试验中心大厦附楼三层斜交井字梁屋面，层高高（7.2m）、跨度大（22.3m）、井字梁断面大（500*1400），混凝土体量大（630m3），模板及其支撑体系的结构稳定性控制难度高；借鉴BIM技术的虚拟施工，及时调整异型模板及钢筋骨架支撑点，很好地解决了结构稳定性问题；该中心大厦地下室机房、设备房众多，管线交错布置难度大。

3 BIM技术展望

目前我国BIM技术总体属于起步阶段，它的发展还需要政府、企业以及建筑从业人员共同努力；随着住房和城乡建设部《2012年工程建设标准规范制定修订计划》中规定的4本BIM标准制定计划的发布，BIM标准正式进入了国家科学的标准体系，这将促进中国BIM技术、标准、软件协调配套合理发展。中国建筑标准设计研究院主编的两本核心国家BIM标准《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》的编写完成，随着北京等地方BIM标准及企业BIM标准实施细则，构成了完整的中国标准序列，在“十二五”期间指导中国BIM技术在建筑行业得到的科学、合理的发展。

4 结束语

总之，基于BIM的施工管理已经成为一种趋势，对实现基于BIM的多参与方协同工作，提高施工管理信息化水平和工作效率取得了明显效果。从投入来看，不但需要购置软件，还需要培训相关的操作人员，要求比较高。BIM 技术业已成为世界上较成熟的施工管理技术，必将对项目建设的质量提高、进度加快、造价降低提供很好的帮助。

参考文献：

[1]中国房地产业协会商业地产专业委员会，中国建筑业协会工程建设管理分会，中国建筑学会工程管理研究分会及中国土木工程学会计算机应用学术委员会联合发布[J].中国工程建设BIM应用研究报告2011，2011（10）.

[2]牟茗.四维建筑信息模型技术研究[D].北京：北京林业大学，2009

[3]过俊，陈宇，赵斌.BIM在建筑全生命周期中的应用[J].技术专栏―BIM应用，2010：209-214