BIM技术在建筑工程领域中的应用与展望

BIM技术在建筑工程领域中的应用与展望摘要：BIM技术作为第三代建筑设计技术，以其可视化、信息化、协同性的特点实现了三维可视化，提高了建筑工程领域的信息化水平，打通了协同工作的渠道，提高了工程质量，在建筑工程中得到了广泛的应用。未来，BIM将和GIS技术、参数化技术、物联网技术、虚拟现实技术等形成集成应用体系，为建筑行业的信息化和科技发展带来重大机遇。关键词：BIM技术；集成应用随着国民经济的发展，建筑结构形式越来越多样化，建筑结构设计也日趋复杂。传统基于AutoCAD制图的平面二维设计方法面对越来越复杂的建筑形式捉襟见肘，设计设计人员经常陷入繁琐的制图、核对工作中，难以迅速厘清设计思路。BIM（建筑信息化模型）技术作为第三代建筑设计技术，通过三维设计和数据联动，实现了建筑各专业的三维协同设计和工程管理，极大地提高了工程信息在建筑设计、施工和运维全生命周期的利用效率，提高了设计质量，在现代工程建设领域具有重要的意义。一、BIM技术的特点建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）一种“结合工程项目信息数据库的模型技术”，它包含了模型全生命周期应用所需的所有建筑信息，除了参数化的几何设计信息外，还包括可以供给分析、建造、运营等各种系统分析、工程计算的大量数据，这些数据共同构成了建筑信息模型。BIM技术是数字技术在建筑设计领域的重要应用，是当代建筑设计的重要技术手段，在各类工程项目使用广泛。BIM技术具有可视化、信息化、协同性三个重要特征。通过可视化技术，BIM技术能提供所见即所得的设计和建造结果，工程项目各方能即时、直观的查看建筑模型，全面了解待建工程的各种信息，特别是建筑工程中的设计难点比如水电管线的布置、开孔等，实现更加合理地布局和高效地设计与沟通。BIM模型是建筑信息化的技术载体，BIM模型可以包含工程应用所需的全部信息，借助这些信息，BIM模型可以用于模拟建造、性能分析、智慧运维等建筑工程全生命周期，成为建筑信息的共享和传递的重要媒介，是解决信息孤岛的重要技术手段。协同性包括专业协同和产业链协同两个方面。专业协同可以在设计阶段为各专业人员提供协同工作的基础模型，解决大量错漏碰缺的问题。产业链协同可以提高信息传递效率和准确性，通过BIM技术，上下游企业可以基于同一个BIM模型进行信息沟通，为产业链上下游企业高效设计、准确计量、快速清单编制提供技术支持，为智慧工地、智能运营等数字技术提供技术基础。二、基于BIM技术的建筑结构设计快速建模，信息联动借助数据共享技术，BIM模型能充分整合利用各类专业软件的优势，将专业软件的数据导入BIM平台，迅速建立建筑三维模型，然后再根据项目特点进行细化调整，实现一次建模，多处使用。由于BIM是一个完整的信息平台，相比于AutoCAD等制图程序，平台能方便地获取构件的关联信息，实现信息联动，一处修改，多处联动。结构分析设计人员将计算软件导入BIM平台，即可立即建立三维BIM模型。建筑专业调整门窗洞口、楼梯布置等信息，一处调整，所有平面、剖面、门窗表等各处均可实时更新，避免了传统绘图时重复表达，错误标注的问题。数据共享，整合模型通过BIM技术，可以让设计人员充分发挥专业设计软件和协同工作平台的优势，结合BIM技术的数据共享特性，高效完成建筑结构设计，将大部分精力从制图和校核等机械工作中解放出来，集中于专业设计上，提高设计品质。专业设计人员可以将专业建模分析设计软件的结果通过接口程序导入到BIM协同设计平台,与其它专业共享设计数据，共同优化设计；上游专业设计人员可以将初步模型共享至项目统一的BIM平台，为其它专业设计提供参考依据，减少设计冲突。碰撞检查，模拟安装对于建筑结构工程来说，提升设计质量是所有企业和设计人员不断追求的目标。BIM技术通过建立三维视图，使设计人员可以直观地看到设计错误、实体碰撞等问题并迅速解决。此外，还可以借助计算机技术，对物理实体、虚拟空间进行碰撞检测，对模型进行批量核查，彻底消除设计中的碰撞问题。目前已经广泛应用的管线综合即充分利用BIM技术的优势，在设计阶段即可解决复杂管线的碰撞问题，有效提高了机电专业的设计质量，节约造价。除了检测碰撞外，BIM技术还可以对模型中的工程实体进行分组编号、划分工段，然后根据施工组织计划模拟施工进度，以动画的形式直观呈现，进而更快的发现不合理的施工组织，然后进行调整和优化，在最前端解决施工工序问题，避免了返工、延误、材料浪费和窝工等各类施工问题。清单算量，虚拟漫游BIM模型包含建筑工程的三维实体和工程信息，因此工程量明细也随着模型的构建而自动生成，再配以清单定额计算规则、平法钢筋规则等计量规则，即可实现土建、安装等工程的快速计量。BIM模型包含的三维实体可以导出至动画平台或VR平台，经过处理后即可生成实景漫游动画和虚拟现实漫游场景，为终端用户提前体验建成效果、空间布置、使用观感提供了技术可能。BIM技术突破了二维设计只能通过效果图表达的约束，可以根据设计随时预览效果，为客户提供满意的设计成果。三、BIM+的集成应用技术体系BIM技术在近几年有了巨大的发展，但要提升系统效率，形成产业规模，尚需进行技术集成创新。以BIM为中心，以GIS系统为指导，以物联网收集数据，以VR作为沟通渠道，进行数字化技术升级、集成和创新，形成全要素集成的BIM+应用技术体系，打破信息孤岛，打通和建立系统间的数据联系，将使BIM在推进建筑设计建造信息化、工业化的方向发挥出更大的作用。BIM+GISBIM与GIS系统的数据和应用的集成可以通过以三种形式：将GIS信息集成到BIM应用程序中；将BIM模型轻量化后集成到GIS应用程序中；开发同时支持两种数据的BIM与GIS专用集成系统。二者结合将对城市规划、交通分析、管网分析管理、场地选址、水文地质资料获取、既有建筑改造等工作带来显著的效率提升，为建筑结构设计人员掌握全局，合理规划提供了方便快捷的管理手段。BIM+参数化目前应用较广的BIM参数化设计系统为Rhino+Grasshopper和Revit+Dynamo，通过参数化程序构建BIM模型，能够为建筑结构方案分析、初步设计提供精确的数据驱动的一体化模型，再辅以计算机技术，打通建筑结构间的数据通道，实现快速建模分析，在有限的时间内分析对比大量方案，在初步设计甚至方案设计阶段即开始实施建筑结构的优化设计，将为项目的品质提升和价值优化提供更有效的技术手段。BIM+物联网物联网(TheInternetofThings,简称IOT)是用信息传感设备将物品连接到网络进行信息交换和通信的技术应用，而BIM、智能站点和智慧运维系统则是物联网在建筑信息产业的三大新轨道,通过布置在在建筑和设备中的智能站点感知状态，再由云平台收集数据，汇集至基于BIM技术的运维系统进行分析、集成和管理，进而实现BIM技术和物联网技术的集成运用，为智慧楼宇赋能，为高效运维提质，为BIM数据的应用开拓一片广阔的蓝海。BIM+虚拟现实虚拟现实继承了计算机、传感、测量、仿真等多项先进技术，为用户生成栩栩如生的三维虚拟世界。与BIM技术在二维屏幕上模拟的三维世界不同，虚拟现实技术可以将人送入真实的三维世界，在BIM三维的基础上，增加了临场感、尺度感和空间感，这是以前任何技术都无法给用户提供的。BIM+虚拟现实的集成应用场景主要包括虚拟场景构建、施工进度模拟、多维模型信息可视化以及交互式场景漫游，这些场景可以充分发挥BIM作为建筑工程信息库的优势，通过虚拟现实无与伦比的可视化体验，更好的让建筑数据可视化增强用户体验，提高项目质量。四、结语未来的基础设施建设必然是一个高度信息化和智能化的过程，BIM作为建筑信息的数据库将在建筑信息的生产、管理和应用中发挥重要作用。作为建筑行业的设计人员，需要拥抱未来，把握技术要点，掌握BIM技术的核心理念和专业技能。作为建筑企业，应该紧跟时代发展，积极培养BIM技术人才，推进BIM技术的应用，拓展BIM应用场景，把握BIM技术带