《基于BIM技术的建筑信息化施工研究》8600字

基于BIM技术的建筑信息化施工研究TOC\h\z\t"一级标题,1,二级标题,2,三级标题,3"引言 21BIM技术在建筑信息化施工价值分析方面的研究现状 21.1国内外研究现状 21.1.1BIM技术在建筑信息化施工价值分析方面的国外研究现状 21.1.2BIM技术在建筑信息化施工价值分析方面的国内研究现状 21.2BIM技术在建筑信息化施工价值分析中的主要问题 22BIM技术及其应用概述 32.1BIM的概念 32.2BIM技术特点 32.2.1可视化 32.2.2一体化 32.2.3参数化 32.2.4仿真性 32.2.5协调性 32.2.6优化性 42.2.7可出图性 42.2.8信息完备性 42.3BIM技术应用领域 42.4BIM技术目前存在的主要问题 42.4.1缺少正规的BIM技术方面的精英，信息化建设的意识不足 42.4.2BIM应用范围少 42.4.3有关价值分析方面的BIM的应用软件较少 42.4.4缺少BIM的数据标准 42.4.5信息化资金投入不足 52.4.6政府的政策支持不够 52.4.7BIM技术理念在建筑项目各阶段缺乏有效的集成管束 53建筑信息化施工技术概述 53.1建筑信息化施工的主要内容 53.2建筑信息化施工方法 53.2.1理论解析方法 63.2.2"黑箱"方法 63.3建筑信息化施工目前存在的主要问题 63.3.1缺少对信息化施工的未来发展计划和规则 63.3.2企业管理层缺少了对信息化的理解，专业技术人员信息化认知薄弱 63.3.3建筑业专用软件产品市场刚刚形成，应用软件无法充分整合 73.3.4行业部门没有拟定技术标准的能力，缺乏一定的工程相关的信息化标准 73.3.5企业、施工单位之间的信息交流少 73.3.6传统对的施工图纸中会出现人为导致的错误 74基于BIM技术的建筑信息化施工价值分析实例 74.1工程概况 74.2大跨度桥梁BIM技术的建筑信息化施工价值分析的实现 84.2.1建筑信息化在设计阶段的价值分析实现 84.2.2建筑信息化在施工阶段的价值分析实现 95结束语 10参考文献 11摘要：随着建筑行业的持续发展，对建筑成本进行快速有效的研究是许多建筑企业的目标。然而，目前的建筑信息化施工技术无法实现企业追求的目标。因此，在此基础上本文提出了基于BIM技术的建筑信息化施工的价值分析。引进了BIM技术，构建了建筑信息化建设价值分析平台，从而通过对夜郎河大桥的仿真实验，使得建筑信息化建设项目中的设计阶段和施工阶段的价值分析的得到落实，并得出了基于BIM技术的建筑信息化施工价值分析在实际工程造价预算中具有较高的准确性和可行性。引言在进行建筑施工时，如相关建筑的信息不明确，则无形当中导致了施工单位的成本增加，使得施工单位不能取得应有的劳动报酬，因而，基于此因，本文提出了基于BIM技术的建筑信息化施工的价值分析ADDINNE.Ref.{26B119D0-968B-4F1C-B4E2-21123964B25E}[1]。借助BIM技术，对建筑施工项目进行快速分析，主要分析了建筑施工项目的成本，并由此得出了有关新型信息设计技术的设计概念提供给建筑项目，从而可增加建筑项目的经济效益。1BIM技术在建筑信息化施工价值分析方面的研究现状1.1国内外研究现状1.1.1BIM技术在建筑信息化施工价值分析方面的国外研究现状BIM是由后世叫做BIM之父的佐治亚理工大学查克·伊斯曼教授在20世纪后期所提出的，他认为BIM是在建筑全生命周期中制作和管制有关数据和信息的历程ADDINNE.Ref.{23BD1962-9613-4118-8610-05DDD357BBF4}[2]。2002年，美国建筑师协会所属的杰里·莱塞林在《比较苹果和橘子》ADDINNE.Ref.{69820164-E89C-49DF-805C-00465E2E1FCA}[3]这篇文章中第一次提到了BuildingInformationModeling这一术语，之后，随着BIM的蓬勃发展，使得BIM技术逐步被大部分人接受。通过对BIM技术的研究，可将BIM技术应用于信息化施工方面，这样就可以通过BIM技术降低成本，提升项目价值，基于BIM技术构建建筑信息施工价值分析平台，但是在国际上，两者间还缺少相对成熟的使用规范，建筑项目上的运用也都不够成熟ADDINNE.Ref.{4D142451-1BFE-4290-A513-83B3C28AC105}[4]。1.1.2BIM技术在建筑信息化施工价值分析方面的国内研究现状2016年，住建部公布了：“十三五”纲要文件，相对“十二五”纲要文件中的信息，“十三五”纲要文件中增添了有关“互联网+”的观点，以BIM技术与建筑行业进行融合发展，实现企业、服务行业的信息化、行业监管等体系的建立，也因此促使了信息化达到了“互联网+”水平升级ADDINNE.Ref.{7B6FA80B-7A3A-453F-A24B-0B55CC6AACF2}[5]。而后BIM技术的不断发展，促使了其在各领域内的使用，而国内企业提出了将BIM技术运用于建筑信息化施工方面，为的是降低成本，节约资源，提高企业竞争力，而因缺乏资金，对其研究进度缓慢，限制了其研究进程。1.2BIM技术在建筑信息化施工价值分析中的主要问题（1）、工程设计人员对工程提出设想，并把此设想形成方案，方案形成后需对此方案是否可行的问题进行探讨，而二维图纸并不易得出结论（2）、因需通过人为计算工程量，此间会出现因人为原因造成的错漏（3）、建筑在设计阶段中的有些价格无法确定（4）、实际消耗与初始定额之间会逐渐产生差距（5）、施工阶段若缺少管理，将会致使项目的质量、安全事故的产生2BIM技术及其应用概述2.1BIM的概念BIM是应用在工程设计、施工和管理方面的数据用具，主要是在项目的四个阶段中使用三维技术，对其中的信息不断地整理分析，由此得出的结论，工程参与各方将会得到三维可视化模型和数字形式报告，这对工程师和技术人员来说，可以更快的对各类建筑信息进行了解，才能更为准确的发展工程中存在的错误，更好的指导工作。2.2BIM技术特点2.2.1可视化在BIM建筑信息模型中，可视化效用不仅可以用来产出报告与显示效果图，更关键的是，交流、决策的项目设计，建设与运营，都是在可视化下进行的，这样方便项目参与各方的交流、决策。2.2.2一体化BIM技术可持续的向项目供应完善、协调的设计、进度与成本讯息。BIM可在集成的数字化中坚持信息的更新迭代，使得参与建筑的各企业，部门或个人充分，清晰的理解工程。这类讯息使工程持续提升自身的工程质量，增加收益，促使项目的全生命周期的集成管理。2.2.3参数化BIM的参数化设计主要分为：“参数的图元”与“参数的修正引擎”。参数化设计的实质就是在变动的参数影响下，系统可以主动的开始维持其余稳定不动的参数。因此，参数化的模型中所创立的关系网络，更好的表达了设计人员的设想，因此，方可大幅度提升模型的产生修正的进程。2.2.4仿真性分为建筑物性能分析仿真；施工仿真；施工进度模拟；运维仿真。2.2.5协调性电气、给排水等单位工程的项目信息经常出现一些构部件冲突的情况。如结构部件与墙体的冲突，给排水管道与暖通管道的冲突等，这种情况下，通过BIM建筑模型，就可在建筑物开始施工的前期，将不同单位工程中出现的疑问实行协调配合，做成一个专门有效的沟通平台，才能完善地完成工程的要求，提升其美观的程度。2.2.6优化性全生命周期的各阶段都在进行着优化，若不存在正确的信息，就不可能做出合乎常理的优化成果。BIM模型为建筑物的存在提供了信息。项目设计与投资回报的分析结果结合，计算出设计变动的程度对回报率的影响程度，这就可以让业主在多种项目设计方案中找出最有利于自己的方案，并可以节省工期。2.2.7可出图性运用BIM技术，不仅可以输出建筑的平面、立面、剖面与细部图，还可以产生碰撞报告与构件加工图。2.2.8信息完备性信息完备性体现在BIM技术应完美、准确地描绘项目对象，如项目名称、项目结构、施工设备等信息；施工进程、成本、质量等信息；工程的安全机能、材料耐用技能等维护信息，等等。2.3BIM技术应用领域BIM技术主要应用于建筑柱与墙，楼板，屋顶，建筑常规幕墙，建筑洞口工具，楼梯，扶手，建筑门窗构件，结构框架梁，基础，给排水设计，暖通设计，电气系统设计领域等。2.4BIM技术目前存在的主要问题2.4.1缺少正规的BIM技术方面的精英，信息化建设的意识不足现在的建筑施工企业中，BIM技术的从业者较少，从而导致某些部件并不是以BIM软件进行画图出图的工作，这样反而造成了材料与时间的浪费。从事BIM行业的人才，必需学会和熟练操作各种核心BIM软件，而且熟知工程各项的专业知识，这样的人才对各企业来说十分稀少ADDINNE.Ref.{3C090796-D3DF-45D4-9375-7B5C86DAB9E9}[9]。现如今建筑企业对信息化建设的认知不足，从而导致了施工企业的转型进程难以推动，也就难以得到由BIM技术带来的优势资源ADDINNE.Ref.{C9DDCA50-9DE2-4E12-A66B-4A34F7F23BBC}[10]。2.4.2BIM应用范围少就现在而言大部分BIM工程项目使用都是以专项工程为主。因此BIM中所具备的协调化等的优点在使用中没有施展空间，对BIM的利用不够完全。因此还需不断的推广和挖掘BIM的应用范围ADDINNE.Ref.{D8D707C9-4885-4E74-8882-3E178B05E3A3}[11]。2.4.3有关价值分析方面的BIM的应用软件较少现有的BIM软件类型较多，但在价值分析方面的软件较为稀少，也因此对于价值分析与项目管理方向进行联合的应用软件更是为数不多。2.4.4缺少BIM的数据标准现如今数据孤岛和数据交流艰难的情况还未得到解决，国际上不可能只针对我国建筑项目的实际情形去制定和推行规定ADDINNE.Ref.{534CC5F3-AD7D-4002-97D4-078076DC4618}[9]。2.4.5信息化资金投入不足现在的施工产业重点是对信息化进行发展，因此对资金的需求也在增加，这样以来才能更好的对BIM进行发展。但现在有关BIM技术发展，都由企业本身筹资，而企业资金有限，从而限制了BIM的发展进程ADDINNE.Ref.{C1199234-1902-41B1-9726-FF2F11A6B6EC}[10]。2.4.6政府的政策支持不够如今，施工产业的关于信息化的建设，政府和主管部门对此只提了条件，并未对其有任何方面的帮助，因此有关企业的信息化发展的都由企业本身筹集并进行，这样在一定程度上导致了信息化趋势发展缓慢。2.4.7BIM技术理念在建筑项目各阶段缺乏有效的集成管束BIM有项目周期管理和集成管理的优点，更为重要的是将建筑所有的相关信息联系在施工项目的整体施工周期中，这是为了满足建筑项目在实际建设和后期运营方面达到集成管理的要求。但是现在的BIM技术的应用在一些方面还依附于项目或业主的实际需求，这就使BIM技术的功能的优势无法完全发挥ADDINNE.Ref.{4096C572-0718-4778-9B3E-6219440DD016}[12]。3建筑信息化施工技术概述3.1建筑信息化施工的主要内容(1)建筑信息化施工是由建设行政部门、各省市主管部门一起拟定的切合实际的方案，也是相应的技术标准和建筑信息化进步的政策ADDINNE.Ref.{4D530C1D-F61D-479D-A24A-91170851E5B3}[6]。(2)建设行政主管部门和省、地方主管部门要先“上网”，实行电子政务。理清自己的事务主体，达成规范化、数字化的要求ADDINNE.Ref.{5B7C3D71-677B-4130-8D7A-AE5A2757ACB3}[6]，符合当今社会的信息管理。为使得各建设行政主管人员懂得使用信息系统，需对其进行教育，并不断的对自己的管理方式进行改进。(3)建立“中国建设信息网站”，逐渐拓展了建设行业各方的信息系统ADDINNE.Ref.{7E1E0EA2-F9D7-454C-9161-866BD4A52597}[6]。(4)为研究出拥有知识产权的信息化产品，政府制定政策鼓励软件行业、建筑行业与各大院校联接手，制造属于自己本国的产品，不能悉数依靠国外的产品。(5)通过成立有关学术的集体或任用相应的团队对建筑信息化应有的规范进行商议制定。这些标准规范因以立法的形式出现，才能更好的约束各企业和部门，进一步的保证网络的安全。(6)提高建筑行业的准入制度。依据信息技术的能力实行区分，且此项能力与企业的资质等级相应。其余等级的企业，现主要目标是加大投资，引入专业的技术人员。(7)应加强建筑设计，采取施工项目一体化管理,有利于信息传递。3.2建筑信息化施工方法3.2.1理论解析方法

理论解析法是在现存的设计理论和方法上进行的。工程结构计算需要采用大量的设计参数，施工项目依照设计规定施工，对项目监督并检测其数值，如果实际测出的数据和进行设计时得出的结果偏差较大，则说明在进行设计时采用到的设计参数不一定是正确的，或者是在设计过程中未考虑过其他的影响因素ADDINNE.Ref.{0D553941-738A-4621-AE4E-AC5F55B45EC0}[7]。若是进行参数反求，则需要通过计算去分析一组设计参数的数值，从而获取到结构部件的数据，然后用设计与实测得出的结果对照，若是由此得出的结果相同或相似，则可说明采用此组的设计参数得出的结果会更切合实际。运用崭新的设计参数，并对其实施计算分析，从而判定工程的施工状况，也可实行下一项的推测，以此来确保建筑项目的经济效果与安全问题。3.2.2"黑箱"方法此种方法是不在现存的设计理论和方法上进行的，它运用的是数理统计方法，就是避开研究对象的自身条件和影响因素，将这些庞大和不便于分析理解的元素放入“黑箱”，不去理会它的物理上的意义，只根据当时所反映出的数据对研究目标的变形性状和安全性进行推断分析。例如，路基埋深较深的沉降就可通过双曲线进行表达，应用前阶段所观测到的各项数据进行拟合，拟合成的双曲线图像可以对下阶段的施工过程进行预测ADDINNE.Ref.{CC5006B1-6954-4B80-A216-D5BADC9D5AB3}[7]。3.3建筑信息化施工目前存在的主要问题3.3.1缺少对信息化施工的未来发展计划和规则现对于信息化的建设缺少了长远的计划与规则。对信息化建设如何进行规划，至此还未有一套信息化建设发展蓝图，软件设备未考虑过升级换代等方面问题，导致了各种软件设备的淘汰，因此产生了没必要的资源遗失ADDINNE.Ref.{46159AB8-9051-4D55-B504-78913E0938EF}[6]。3.3.2企业管理层缺少了对信息化的理解，专业技术人员信息化认知薄弱在现阶段的工程施工历程中，可以发现过半数的施工企业管理层缺少对信息化的理解，因多年的建筑工程项目管理中积累的经验让他们更加适应于传统方式的管理，还未认识到信息化管理的关键性，对信息化的普及与发展起到了制约作用，而又因为项目的管理阶层对信息化管理方面的轻视，致使建筑项目中对信息化管理研究的资金配置较少，致使现阶段管理模式无法向信息化发展ADDINNE.Ref.{841E2859-D94D-4DE4-AE12-440AD00FE435}[8]。虽然在平日的工程项目中有关部门造就了一批关于建筑信息化施工方向的人才，国家也引入了一批信息化施工的人才，但是我国关于建筑信息化施工信息化专业人才对于建筑行业来还是杯水车薪，在这些信息化施工技术人员中甚至还有一些人员没有受到系统专业化的培训，就上岗任职，如果在后续工作中无法对工程信息化施工知识进行更新了解，那对工程项目就起不到任何作用，并且建筑信息化施工在结构上也存有缺陷。3.3.3建筑业专用软件产品市场刚刚形成，应用软件无法充分整合工程施工信息化管理应确保对该工程的成本、质量、进度、安全四者做到全面支配。而现在大多建筑企业所开发的软件都是为了解决企业内部的信息传递，各单位企业之间信息相互独立，无法进行交流联系，如想进行软件之间的信息传递，则一定需要先在纸面上进行导出，再在导出的数据重新导入，或者有时信息的复杂程度不同，还应对信息进行一定的转换，这样的信息传递方式大大增加了工程的成本ADDINNE.Ref.{BF085153-C094-4221-95AC-648805371E55}[8]。由上述可得，建筑专用软件虽然已具有一定的普及程度，但是离实现信息化施工还存有不小的差距。3.3.4行业部门没有拟定技术标准的能力，缺乏一定的工程相关的信息化标准现今许多的工程项目因缺少标准的信息化制度，这限制了工程信息化施工的发展进程，而现有的行业部门又缺少关于工程信息化发展方面的知识和与之相关的专业人员，所以其并没有制定技术规范的能力。3.3.5企业、施工单位之间的信息交流少如若现在还是一直使用以前的方式实行施工管理的话，其方式已不满足现代建筑业的所需，所以必须对施工管理的方式进行改变，才能使其拥有更好的发展。在完成一个建设项目的过程中，所涉及的参建各方众多，若不能及时快速的进行信息的共享，数据信息就开始产生偏差，而一旦产生了偏差，就会导致成本的上升。3.3.6传统对的施工图纸中会出现人为导致的错误因通过图纸展现的数据中会出现一些因人疏忽而导致的问题，而这类问题只能在桥梁工程进行施工时才能发现，更改数据麻烦，导致项目成本增加。而且用传统图纸的施工方案对预制构件进行加工处理，也会出现定位困难，难以安装的问题4基于BIM技术的建筑信息化施工价值分析实例4.1工程概况夜郎河特大桥坐落于贵州省遵义市桐梓县内，此桥梁从西开始往东跨越夜郎河，全长1120.8m，地处于低山构造剥蚀沟谷地貌区，桥梁设计方案是运用了X形提篮拱结构，本桥梁中最长的跨度约为370m，是我国同类型桥梁中跨度最长。图4-1夜郎河特大桥4.2大跨度桥梁BIM技术的建筑信息化施工价值分析的实现此次对于夜郎河大桥项目在设计、施工阶段所产生的问题，如何应用BIM技术解决这些问题，进行了如下阐述。4.2.1建筑信息化在设计阶段的价值分析实现如若在夜郎河大桥的施工图设计完成后，运用BIM技术将夜郎河大桥中各种构思通过三维模型进行表现，由此可以更好地对其中的设计思维和构图进行探讨，探讨其可能性、优缺点与经济效益，这样就可快速的对设计方案进行调整、修改，从而提高工程实施的可能性与效率ADDINNE.Ref.{636602F0-8CBA-44AC-8C8C-BF3E1AD2278C}[1,13,14]。而后运用BIM技术还可将完成后的图纸中相关的建筑施工的人员、设备等信息进行核计，并得到结论，确保其核计的精度，通过此结论来衡量并决定工程项目价值ADDINNE.Ref.{3CA7927A-5A73-4768-911E-5DFD3E8D1998}[15]。而且BIM技术连接了企业与施工方，便于双方进行信息共享，可大幅度减少后期施工管理的工作量。而要落实上述的功能则需在建筑信息化施工设计阶段引入BIM技术，才可达成上述需求，步骤如下:（1）、准确计算建筑工程量。工程量的计算结果对工程建设设计阶段的价值分析十分重要，而其又是计算中最为复杂的过程之一ADDINNE.Ref.{8665127C-2E4C-42DA-985E-7B5A5CBDF272}[1]。在设计建筑中对各类信息进行整理还需花费时间，整理过程中出错概率大。因此工程量的数额一定要施工设计人员亲自操刀计算，因为只有施工设计人员能充分熟知全体施工图，这样才可以更好的得出建筑工程量的所有数据信息。（2）、准确套价。建筑工程的设计价值必须是精确的，从金融的方向看，它确切并客观地反映出了建筑现实的造价成本ADDINNE.Ref.{30005FA7-CCBF-4C56-825C-11A618AE82C2}[13]。造价人员需明确建筑项目的价值。（3）、在建筑设计阶段时，编写并得出价值分析的计划方案。利用BIM技术将对设计阶段价值分析中所得到的模糊数据，放入创立好的价值分析平台中，经由Revit对此系统进行阐述，创建关于价值的电子报表ADDINNE.Ref.{BBB479DE-7049-41A7-BC39-CC222498284D}[14]。此表可使得价值分析的数据得到优化，也因此可保证最终数据的无误。此初步设计完成后，在此基础上，此大桥的工程实施进一步的构造的细部划分，利用BIM建造的仿真系统对图纸中的错漏，缺少等情况进行进一步的检查，对设计图纸进行审核，使企业与施工方之间对工程的认知达到平衡，不出现信息不平等的情况，这样一来不仅降低了返工的机率，使得工程参与各方之间联系紧密，工期时间降低，成本减少。4.2.2建筑信息化在施工阶段的价值分析实现此座大桥项目中所需的骨架一共有四十七节，每节都需现场吊装到安装位置后拼接，但若使用BIM技术对其构件进行准确的制作安装，就可以保障劲性骨架的制造精密度达到标准ADDINNE.Ref.{76DAC34E-1389-4B72-99F6-5A07B4DAF929}[15]。而利用BIM技术还可建立起劲性骨架模型，准确快速的提取到桁架结构的重心，从而根据受力情况，得出确切的吊装点三维空间坐标，使之快速的完成吊装工作ADDINNE.Ref.{7F3D7265-9299-4A0A-B8DA-70044A275651}[13,14]。而通过BIM技术可以将了时间和施工进度结合对全生命周期进行仿真模拟，实现先试后建的行业施工方式，把控整体工程成本，降低施工风险。而要实现上述的目标，则需在建筑信息化中的施工阶段进行价值分析，需要经过以下步骤：（1）、创建有关BIM的数据库。在创设好的关于此建筑的网络3维的空间模型基础上，添加了流程的维度与时刻，也由此创设了5D的成本数据库。所创立的数据库，应实时对产生的成本数据实行计算，这样可以及时取得各类相关数据。在工程中，遇到某些数据，如单价等无法具体得出，则在此数据库中，首先依据工程设计阶段的信息进行单价的预估，并记录，如之后出现了确切的数值，则应迅速将数值更新ADDINNE.Ref.{098EA09C-67CA-4340-AAD6-A9B31E3F7C4D}[1]。（2）、调整建筑施工的实际消耗量。刚创立的5D成本关系数据库中的全体资源都来自于合约的定价或企业的消耗量。但是施工的进程发展将会导致初时的数据与现实数据之间的差距，所以需在建筑的施工时对当时的所消耗的数据进行调动。材料现实产生的消费的量是以施工阶段的所产出消耗的量为标准，而不是以财政的支出为主，同时，仓库必须对账目料进行盘账ADDINNE.Ref.{354DCCAF-1DBB-4A03-B2C7-EC437CEF1156}[13]。（3）、建立一个实际成本的BIM模型。而当中产生花销来源于施工阶段形成的各类成本信息，以及施工过程中处理的相关文件。编写可以明确表达出各种成本中的关系的树状图，从而确立了项目的可视化的成绩，便于评价项目工程量和施工分配ADDINNE.Ref.{6D7E5C7A-80E5-420E-BC38-7914018AEA36}[14]。后建立关于BIM的价值分析模型。因建立的BIM模型拥有出色的数据收集与分析能力，使其能在价值的分析方面的要求得到实现同时大幅度的降低收集数据并与之进行分析的工作量。BIM技术对此建筑从开始动工至工程项目落实建成的历程进行了效仿，并根据各施工段的实行模式来对各工程的进程与成本方面进行解析，从而确定项目所需的总造价。将建筑施工总成本与确保的建筑现实的价值相比较，从比较中可以得到建筑施工在金融方面所获取得到的效益，后将项目的施工过程，设计阶段与施工阶段的产生的差距一一列出，并对其实施分析，从而可以提升建筑项目在金融方向上取得的效益。5结束语正文对夜郎河大桥工程项目的设计与施工阶段进行剖析了解，提出了基于BIM技术的建筑信息化施工价值分析，对此项目创设了基于BIM技术的建筑信息化施工价值分析平台，借由此平台可以对项目中的各阶段进行剖析，如：对设计与施工阶段的剖析