BIM技术在项目全生命周期中的应用

BIM技术在项目全生命周期中的应用

目前，BIM技术在我国建筑领域正处于推广时期，原因在于BIM技术不仅能将建设工程全生命周期中的各个阶段的资源进行共享，同时将信息化应用到建设项目的管理当中，使建设项目在决策阶段、实施阶段和使用阶段进行有效管理。本文针对BIM在项目全生命周期中的应用进行分析，意为BIM技术在我国推广提供参考。一、引言2002年美国的Autodesk公司首次提出BIM(即BuildingInformationModeling的缩写)建筑信息模型的理念。BIM通过对建筑实体的多维模拟和项目全生命周期的数据共享，能够解决建筑领域在决策、实施和使用过程中互相衔接不当和工作重复量大的问题，使得建筑项目全生命周期中上下游各专业的无缝衔接和高效配合，达到高质高率的同时，显著降低项目成本。目前国外先进国家使用比较普遍，我国才刚刚起步。[1]建设工程项目全生命周期由项目的决策阶段、实施阶段和使用阶段(或生产运营阶段)组成，由于各个阶段目标不同、参与主体不同、工作内容不同，因此BIM技术在其中发挥的作用也不同。二、BIM技术在项目决策阶段应用项目决策阶段包括建设意图的酝酿、前期调查研究、编写项目建议书、编制项目可行性研究报告等诸多内容。在此阶段，在项目可行性研究报告中需要有依据的评价项目的可行性和工程费用估算的合理性，才能做出科学的决策。通过BIM技术进行设计管理的项目可以将项目所有相关的信息保存在该项目信息共享平台上，待需要可以随时调取不同深度和类型的信息，如果新项目与已有项目相类似，就可以借鉴类似项目的设计方案、施工、运营管理、投资额等信息，并可以将这些资料作为新项目可行性和费用估算及节能环保等评价的依据，有利于新项目作出科学的论断。三、BIM技术在项目实施阶段应用项目实施阶段是整个建设项目的关键阶段，是项目成功与否的决定性阶段。项目实施阶段主要包括设计阶段、施工阶段及保修阶段。BIM模型在各个阶段发挥的作用有相同之处也有不同之处。但最终目的均为项目的决策、建设和使用增值。(一)设计阶段通常，除采用项目总承包工程外，我国大多建设项目设计阶段的设计工作由建设单位委托的各类设计院完成，设计人员利用PKPM、MIDAS、SAP2000等结构计算软件进行结构设计，再利用专业绘图软件绘制施工图，计算和绘图是互相分离的，最后将资料整理成形成设计文件。目前设计单位的施工图都是二维的平面图，包括各层平面、立面、剖面、细部构造等，这些图单独绘制，导致结构各细部在平面图上看复杂、不直观，更容易产生设计错误。如果建设单位有变更要求(通常不止一次)，需要重新进行结构计算，再绘制或修改相应施工图，过程繁琐、重复率高、浪费资源。BIM技术作为一个信息共享平台(包括多个模块和软件，这些模块和软件之间相互对接)，将建筑设计与结构设计联合使用，利用建筑软件通过输入各部位材料、尺寸等信息进行三维建模，只需要建这一个模型，以后不需要再建。结构设计可以在三维模型上添加计算所需的各类参数进行结构计算，省去了重复建模的过程，同时，如果需要对原有模型进行修改(可能是错误引起，也可能是变更或其它原因引起)，与之相应的结构也会随着进行相应调整。BIM的碰撞检查功能可以将设计中的重叠的构件进行自动检查，以使模型准确无误。设计成果可以根据需要获得二维设计图纸或三维电子模型，同时可以获得word版设计说明书(设计说明的内容和格式的模板是软件开发时设定完的)。通常结构设计和建筑设计完成后需要对建筑物进行给排水、热力、电力管线的设计，这些管线的设计也需要进行重复工作，并且管线与管线之间容易出现交叉、不通现象，使得施工人员在施工过程中才发现此类问题，影响施工进度。通过BIM;可以将管线设计融入到已建好的模型当中，不仅免去大量重复建模工作，更重要的是可以进行管线间及管线内部的碰撞检查，将管线的接头、重复、位置、标高等不必要的错误在设计阶段即可发现，方便施工单位按图施工。(二)施工与保修阶段1、设计与施工紧密衔接常见的建设项目设计和施工是由设计单位和施工单位分别完成，为保证两个单位的有效衔接，施工前设计单位对施工单位和监理单位进行设计交底环节，设计人员将工程设计的意图，施工重点难点、关键工程、材料选用及四新技术等问题进行详细说明。除此之外施工单位需要根据设计图纸进行分析基础上进行具体施工。我国明确规定施工单位必须按照设计图纸进行，但有时施工人员看错图纸、或者对细节部分理解不深等原因，常会导致施工与设计不符的情况发生。利用BIM技术，施工单位可以与设计单位进行资源共享，施工前可以直接看见需要施工部位的三维模型，再与设计图纸相结合，使错误率明显降低。2、项目过程动态管理[2]人、材、机的管理方面：施工前施工单位需要提前制定材料采购计划(甲供材除外)，利用BIM技术，可以在共享的模型上调取材料的使用量，根据进度计划，准确的把握进货量和进货时间，避免材料堆积和不足，达到零库存施工机械设备和作业人员，也同样可以根据模型数据得到合理安排。进度和成本的控制方面：施工单位将施工的具体进度数据定义到已有的信息模型基础上，可以直观显示形象进度，同时根据形象进度计算的施工成本也可得到，利用这些数据与计划进行比较，实现动态控制。资料管理方面：将工程中涉及到的材料进场检验、材料检验试验报告、变更通知单、变更文件、索赔、隐蔽工程验收等资料与BIM共享数据库进行关联，保证资料完整性，并且过程资料与构件、施工进度一一对应，查找使用简单方便。3、便于施工交底施工前，施工单位技术负责人需要对对项目的参与人员进行施工交底工作，利用BIM技术，可以3D的形式进行展示，特别是对复杂结构、关键部位，达到交底的直观、高效。另外，还可以对施工过程进行仿真模拟[3]，将重要施工过程通过动画的方式展示，使施工过程明确。4、管线碰撞检查施工中可以调取管线模型可以对给排水、热力管线进行碰撞检查，对于结构复杂、线路多的结构方便施工。除以上方面，施工企业应用BIM技术，还可以实现项目计划、安全、合同等方面协同管理和控制，实现项目的集成化、动态化和可视化。四、BIM技术在项目使用阶段应用项目使用阶段指项目建成后正常使用(民用建筑)或生产运营阶段(工业建筑及)。在本阶段，使用单位和生产运营单位常常需要根据使用要求或工艺要求进行装修装饰、对局部进行加固、各类辅助管线的维护修理等，我国规定装修及改造过程中严禁擅自改动建筑的主体结构部分，如确需改动，需要请设计单位进行设计并提出方案，按照常规流程，需要先找到设计的原始资料(年数已久)，进行分析，从新进行计算，再出图，过程繁琐，消耗资源，若利用已有的BIM模型进行改造，将大大缩短工作程序，加快改造进度。五、展望近年来，BIM作为信