bim技术在建筑工程中的应用|BIM技术在建筑工程中的应用研究

来源:建筑工程 发布时间:2019-07-05 点击:

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  当今世界,科学技术的发展突飞猛进,建筑工程中的新技术、新材料、新工艺的不断出现使我们做出的工程在保证建筑物安全性、适用性和耐久性的同时,更要努力为大家建造出更安全、更高效、更健康、更环保、更经济的生产和生活场所。随着计算机软硬件和网络技术的发展,当下新技术中BIM建模虚拟技术逐渐在建筑工程的各个方面得到广泛应用。BIM技术颠覆了以往建筑工程中“先建后试”的习惯思维,可以在虚假的建模空间里“先试后建”,极大减少各种资源的浪费,为建筑工程的顺利开展提供便利的条件。BIM技术是利用电脑软件建立工程三维可视模型,通过网络技术使建筑工程项目各相关方可以通过信息平台共享成果,从而对设计、施工、使用全过程进行预控、分析和评估。
  一项新技术的出现能获得用户的认可,说明该技术的使用能指导生产和实践并获得可观的经济效益。BIM技术利用三维建模可视设计和虚拟施工技术能优化设计和施工方案,减少人力和资源浪费,最大限度降低工程成本投入,可以说BIM技术的使用绝对称得上是一项非常有价值的技术。
  1、建筑信息模型(BIM)的概念
  1.1 建筑信息模型(BIM)技术的出现
  CAD技术的出现将手工绘图推向计算机辅助制图,实现了工程设计的第一次信息革命,但此项信息技术对产业链的支撑作用是断点的,各领域和行业之间的关联远远不能满足生产的需要,信息化的综合应用明显不足。人们逐渐意识到与建筑工程项目有关的信息对整个建筑全寿命周期至关重要。为了快速处理与建筑工程有关的各种信息,合理安排工期,控制生产成本,尽量消灭建设项目中的设计不当,作为沟通各环节的建筑信息模型(BIM)技术随之产生。
  BIM这一方法和理念由欧特克公司在2002年率先提出,目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可。欧特克建筑工程分公司事业部总部大楼应用了BIM技术,并将可持续设计的理念贯穿其中。我国已经将BIM技术作为国家科技部“十一五”的重点研究项目,并被住房和城乡建设部确认为建筑信息的最佳解决方案。
  1.2、建筑信息模型(BIM)的概念
  1.2.1 BIM的概念:McGraw Hill定义为BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。按美国国家BIM标准:BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。
  1.2.2 BIM的基本特征:⑴ BIM不限于在设计中的应用,它可应用在建设工程项目的全寿命周期中;⑵用BIM进行设计属于数字化设计;⑶BIM的数据库是动态变化的,在应用过程中不断在更新、丰富和充实;⑷BIM提供了一个项目参与各方协同工作的平台。
  1.2.3 BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。
  2、BIM技术在建筑工程的应用
  2.1 BIM技术在建筑工程设计阶段的应用
  BIM技术在设计阶段的应用主要体现在利用三维建模技术对建筑物进行可视化静态展示从而对项目设计进行分析,通过虚拟施工即“先建后试”对建筑项目的设计方案进行检测,从而对建筑设计进行优化,确保设计的可施工性。
  2.1.1 BIM技术的可视化设计
  BIM技术使设计师能拥有三维可视化的设计工具,通过三维建模能够展示出建筑物实际面貌,所见即所得,更重要的是通过工具的提升,让设计师能使用三维的思维模式来完成工程设计,同时也使得业主不需要特别专业的建筑知识即能见到自己最终的产品。
  我们在施工中遇到图纸中普遍的问题就是各专业之间相互发生碰撞和冲突。如管道与受力构件发生碰撞,建筑设备与结构之间发生冲突,或者各专业设施之间也可能发生交叉。上述情况如在设计审核中未发现,不可避免要出现设计变更来对施工进行返工,额外增加施工成本,同时会影响施工工期。
  2.1.2 虚拟施工,优化设计
  BIM技术对建设项目也可采取虚拟施工,通过虚拟施工发现设计中可施工性不强或不可行等问题,利用BIM检测平台可方便的发现上述问题并反馈给设计人员,设计人员会对设计问题及时做出分析并快速的解决问题。BIM技术的设计检测在设计之初就开始,是一个“设计-检测-设计”的循环过程,直到解决所有的设计问题,从根本上消除设计错误和问题,减少了在施工阶段因设计问题的返工成本。
  2.2 BIM技术在建筑工程施工阶段的应用
  2.2.1 “先试后建”,虚拟施工
  虚拟施工是BIM技术在施工阶段的运用,它是一种在虚拟环境中建模、模拟、分析建筑设计和施工过程的数字化、可视化技术。利用这种技术施工现场输出的同步画面可向各方展示工程进度,其结果使参与工程各方的沟通、协调更加富有成效。简单地说,虚拟施工就是“先试后建”,传统的施工方案主要基于项目经理和项目组的经验。对于结构复杂的大型建设项目仅靠施工的经验来编制施工方案一定会受到各方的质疑,同时由于建筑项目的单一性和不可重复性,施工方案同样具有不可重复性。
  施工现场虚拟三维全真模型可以非常直观、便利地协助施工管理者分析现场的限制,找出潜在的问题,制定可行的施工方法。虚拟施工过程包括了施工顺序、设备调试、资源配置等。通过模拟,可发现不合理的施工顺序、设备调用程度与冲突、资源的不合理使用、安全隐患、作业空间不充足等问题。
  2.2.2 优化施工管理
  为了解决施工过程中的问题,我们往往要配备大量的管理人员,从而给项目增加大量的管理成本。模拟施工的过程再现不仅可以制定完善的施工方案,同时也清晰的展示了整个施工过程。BIM技术为建造者提供一个身临其境的虚拟空间,通过多种媒体对感官刺激获得对所需解决问题的清晰和直观的认识,为施工管理人员和工人进行开工前培训和实际操作提供了参考。
  2.3 竣工模型交付
  当一个建设项目建造完成准备投入使用时,首先需要对建筑进行必要的测试和调整,以确保它可以按照当初的设计进入正常运营。BIM技术能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来,从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供途径。通过BIM与施工过程记录信息的关联,甚至能够实现包括隐蔽工程资料在内的竣工信息集成,不仅为后续的设施管理带来便利,并且可以在未来进行维修、改造、扩建过程中提供有效地资料信息。
  3、BIM技术的应用与现实的矛盾
  尽管BIM技术已经在国内不少建筑企业开始使用,但该技术要求建设者必须有相当水平的计算机能力,在此基础上掌握三维建模技术和信息处理技术,而实际现状是大多数施工企业仍依靠传统方法进行施工,从业建设者多数没有相匹配的技术做支持。这就要求我们更多的进行充电,及时更新自己所学的知识,从而可以更容易、更有效的做好施工管理。各级建设主管部门也应该定期组织BIM技术的培训或者专设BIM技术培训班来满足大家对该技术的学习。
  总而言之,BIM技术的使用彻底颠覆了传统建筑工程运行模式,必将引发建筑行业一次革命性的变革。

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