BIM在施工组织中的应用

摘要BIM全称——建筑信息模型（BuildingInformationModeling，又称建筑信息模拟），是建筑领域在CAD（计算机辅助设计）之后出现的又一重要的计算机应用技术。现如今BIM技术在建筑领域的应用也成为了大势所趋，对BIM技术的要求也越来越严谨，尽管近些年来，我国BIM技术发展迅速，取得了一定成果，但大部分都是在初级阶段，局部应用。所以，还需要相关专业学者及机构的共同研究、探索。本文为了让更多的建筑相关人员对BIM技术在工程中的应用有更加清晰的认识，文章中指出了BIM技术在工程施工中相对传统施工模式所存在的七类问题的解决优势，可以通过BIMM技术得到极大改善，并对工程中BIM技术的应用步骤中创建轴网和标高、墙柱构件、门窗、场地与道路、绿化做了详细说明。关键词：BIM技术；建筑；应用

ABSTRACTBIMis-buildinginformationmodeling,isanotherimportantcomputerapplicationtechnologyinthefieldofarchitectureafterCAD.Nowadays,theapplicationofBIMTechnologyinthefieldofconstructionbecamethegeneraltrend,andtherequirementsforBIMTechnologyhavebecomemoreandmorerigorous.Althoughinrecentyears,China'sBIMTechnologyhasdevelopedrapidlyandachievedcertainresults,mostofthemareintheprimarystage,partialapplication.Therefore,also,itneedsthejointresearchandexplorationofrelevantprofessionalscholarsandinstitutions.InordertomakemoreconstructionrelatedpersonnelhaveaclearerunderstandingoftheapplicationofBIMTechnologyinengineering,thispaperpointsouttheadvantagesofBIMTechnologyinengineeringconstructioncomparedwiththeseventypesofproblemsexistinginthetraditionalconstructionmode,whichcanbegreatlyimprovedbyBIMMtechnology,andcreatesthegridandelevation,wallcolumncomponents,doorsandwindows,fieldsintheapplicationstepsofBIMTechnologyinengineeringTheland,roadandgreeningaredescribedindetail.Keywords:BIMTechnology;Architecture;Theapplication；

目录1.BIM概述 31.1研究背景 31.2国内外研究与应用现状 21.2.1国内的研究与应用 21.2.2国际的研究与应用 31.3研究目的与意义 32.BIM在施工组织中的应用 52.1施工顺序的合理安排 52.2工程难点的分析 52.3现场更改设计的处理 62.4施工问题查找 62.5施工进度的管理 62.6施工质量的管理 72.7施工成本的控制 73.BIM技术在本工程中的应用 73.1工程项目概况 73.2建立三维模型 73.2.1创建轴网和标高 73.2.2墙柱布置 83.2.3门窗布置 93.2.4楼梯布置 93.2.5场地、道路与绿化 103.2.6室内外装修 113.2.7漫游动画设计 114.结论 134.1结论 134.2展望 13参考文献 14致谢 15山西大同大学建筑与测绘工程学院2020届本科生毕业设计1.BIM概述1.1研究背景BIM全称——建筑信息模型（BuildingInformationModeling，又称建筑信息模拟），Building,不能理解为狭义的一栋建筑，而应该是整个建设领域，围绕工程整个生命周期（规划、设计、建造、运营、退役）；Information,有关建筑生命周期的所有信息（合同、规范、图纸、预算、操作流程等）；Modeling,建筑的定义，建模和模拟（工程设计、分析、施工顺序、空间使用、维护等[1]王利文.土木工程施工组织与管理[1]王利文.土木工程施工组织与管理［M］.北京：中国建筑工业出版社，2014.9随着我国经济的快速发展，建筑行业同样在快速的发展，房屋结构日益多样，数量庞大，而BIM的出现很好的解决了这一问题。图1-1BIM技术应用情况如图1-1，在2017年发布的《中国建设行业施工BIM应用分析报告》中可知，比率最高的是甲方要求使用BIM的项目，占比高达42.4％。因此我们可以得出，满足甲方要求是施工企业使用BIM技术的主要动力[2][2]中国建设行业施工BIM应用分析报告（2017）编委会.中国建设行业施工BIM应用分析报告（2017）.［R］.北京：中国建筑工业出版社，2017.11[3]王延红.建筑施工管理中BIM技术的应用[J].工程技术与应用,20171.2国内外研究与应用现状1.2.1国内的研究与应用在2004年左右，我国市场出现了BIM的应用软件，在最近几年，我国建筑行业蓬勃发展，与此同时，相关的学者与科研机构对BIM技术在我国的发展做出了很大的贡献，并且获得了宝贵的经验及丰硕的研究成果。2013年林伟、路佳欣、程雷梓、武苗苗、张新宇在文章中以重庆小南海水电站为研究背景,介绍BIM在水利水电工程施工组织设计中的应用。他们的研究证明BIM技术在工程施工组织设计中应用效果良好,能够使工程人员更容易领会施工组织设计意图,直观地了解各种因素之间的相互联系和制约关系,迅速把握关键项目控制点以及分析资源配置合理性。2015年尹龙、王启光、路耀邦通过BIM技术针对城市地铁暗挖隧道施工的重难点，采用了仿真模拟技术，详细演示了如何去构建机械设备、地质、隧道等三维模型。并且探讨了BIM技术在施工组织、施工培训及现场实施等阶段的运用，得出了BIM技术可提前发现施工中存在的问题、降低施工风险、优化施工方案，且得到一套最优的施工组织方案。给建筑单位决策层提供了科学、合理的决策依据。最后他们对于后期的运维中的应用提出了可行性建议[4][4]刘桂荣.BIM技术及应用［M］.北京：中国建筑工业出版社，2017.72019年刘灿红在《浅谈BIM技术在建筑施工组织中的应用》中主要针对现代建筑施工中存在的一些不足，和BIM技术在建筑施工组织中的优点，为了更好的提高BIM技术在建筑施工中的应用效率，她提出了很多合理化的改善建议[5][5]牛萍.浅谈基于BIM5D技术的施工现场管理[J].内蒙古科技与经济,20161.2.2国际的研究与应用近些年来，BIM的发展已成为解决建设项目全寿命周期管理问题的有效手段，而无论从基础理论研究还是实际工程应用两个方面来看，BIM技术得到世界各地同行的广泛认可。1.在国际层面上，国家正在积极制定其国家框架管理BIM项目和实施规则。然而，在不同的国家，研究和应用的PIM基础往往是多样的，由于国家建筑业的现状和基本的国家条件，以及国家的BIM具有自己的特点。在全球层面上，最发达的国家或地区是欧洲，美国和日本，在其技术水平居世界前列。受我国计算机技术其他因素的影响，BIM在其早期阶段受到一定程度的阻力，尽管这一现象近年来有所改善，但是总体来说我国的BIM技术尚处于发展阶段；随着我国的经济建设和建筑行业的飞速发展，使得BIM技术的提高和它的应用空间规模的增加。并且，我们目前面临的最大挑战是在制定我国的建筑业相关标准时，如何保持与国际标准接轨[6][6]徐春,刘天波.高层建筑建筑组织设计编制探讨[J].国外建材科技,20041.3研究目的与意义BIM从引入我国工程建设领域以来，对于建筑行业的变革不光体现在技术手段上，还表现在管理过程中，并贯穿在建筑全生命周期，其价值逐渐被认知并日益凸显，在这几年更是展现出如火如荼的发展趋势。现在推进BIM发展的有两种模式，业主模式和承建商模式。当前业主推动占本行业的70%，承建商推动占30%。在建筑施工中应用BIM技术越来越多，对于第一次接触BIM技术的个人或者单位常常会有这样的疑虑“BIM技术在在施工中的应用都有哪些？”。常常见到通过BIM技术对施工进行模拟，这的确是施工中BIM技术重要应用之一。模拟施工的目的是在施工前对施工整个过程进行模拟，分析不同资源配置对工期的影响,综合成本，工期、材料等得出最优的建筑施工方案[3]王延红.建筑施工管理中BIM[3]王延红.建筑施工管理中BIM技术的应用[J].工程技术与应用,20171、碰撞检查，减少返工BIM最直观的特点在于三维可视化，降低识图误差，利用BIM的三维技术在前期进行碰撞检查，直观解决空间关系冲突，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误和返工，而且优化净空，优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。2、模拟施工，有效协同三维可视化功能再加上时间维度，可以进行进度模拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主、领导都能对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。利用BIM技术进行协同，可更加高效信息交互，加快反馈和决策后传达地周转效率。利用模块化的方式，在一个项目的BIM信息建立后，下一个项目可类同的引用，达到知识积累，同样工作只做一次的“标准化”。3、三维渲染，宣传展示三维渲染动画，可通过虚拟现实让客户有代入感，给人以真实感和直接的视觉冲击，配合投标演示及施工阶段调整实施方案。建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础，大大提高了三维渲染效果的精度与效率，给业主更为直观的宣传介绍，提升中标几率。4、积累经验，保存信息模拟过程可以获取施工中不易被积累的知识和技能。5、可以把模拟的模型及数据卖给运营、维护方。因为建筑过程的数据对后面几十年的运营管理都是最有价值的数据。6、通过BIM方法，增加信息传递和分发效率，让经济管理、风险管理的数据源收集更高效；通过集中的信息处理方法，让管理的分析过程，部分标准化后实现“电算化”，提高决策效率。2.BIM在施工组织中的应用2.1施工顺序的合理安排BIM能够通过模拟创建一个虚拟的构建过程，在这个过程中，你可以识别不同专业在虚拟构建过程中必须交互的点，这样你就可以在实际构建的初始阶段有一个相应的安排，避免等待其他相关专业机构或承包商的现场协调，使它的工作效率得以提升[7]李龙.浅谈BIM[7]李龙.浅谈BIM技术在机电安装工程中的应用[J].科技与创新,2017，7:155-156.2.2工程难点的分析对于一部分状况较为复杂的地方，像一些电路管道汇集在一起的地方，常常是哪个专业先来就那个先到的专业施工，他们根本不去考虑别的专业能否在他们施工完以后再施工，因此常常使得后来的专业无法正常施工，必须去对已经安装的设施拆除，在施工中这类状况时常出现，提升了协调的工作量并且造成了很大的浪费。若我们对于局部能提前规划好，这样就可以很大程度的减少不必要的浪费，从而节约成本。而BIM技术就可以实现这一想法，通过应用BIM技术中的碰撞检测和施工顺序模拟，在某一专业施工前告知他们需要注意的地方[8]王泽江.张嘉骐.浅析BIM[8]王泽江.张嘉骐.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].建筑建材装饰,2017，2.3现场更改设计的处理施工现场由于设计错误，甲方有新的要求等原因时，需要更改设计时，往往需要非常复杂的协调，但是由于现场协调人员与各专业间各自理解不同，常常使得这非常困难[9]何柏舟,张姝.基于BIM技术的项目合同管理前景分析[J[9]何柏舟,张姝.基于BIM技术的项目合同管理前景分析[J].北京建筑工程学院学报,20142.4施工问题查找由于前一个施工队伍的失误造成的问题，使得后续施工队伍无法正常施工，这在工程施工经常发生。但是，在施工中应用BIM技术后，使得施工信息更容易正确传递，他们可以很容易的获取，通过抽取模型与实际安装进行对比现场传递，发现问题，并能迅速与各施工队伍之间进行协调，从而避免出现问题。2.5施工进度的管理应用BIM技术将建筑结构与线路网全都输入到BIM三维模型中，然后再把施工进度和已经建好的三维模型相结合，就能清楚看到在施工周期内实际的施工进度。这可以使得领导层更容易宏观把控现场进度。2.6施工质量的管理因为现如今工程建造规模更大，建筑周期也有所增长，所以施工的质量问题变得尤为重要。当出现问题时各专业之间总会出现“踢皮球”，常常因此而延误了施工进度，又为了赶进度而有可能出现施工质量的问题。应用BIM技术，可以实时录入施工信息，能时使用者提前看到施工质量，并做出预警，从而保证施工质量。2.7施工成本的控制在建筑施工中，往往需要控制施工成本，保证施工成本在一个可接受范围内。传统的成本控制，需要大量的数据，通过手算和计算机计算，过程复杂，中间就容易产生失误，效率较低[10]。应用BIM技术，可以宏观把控施工成本，采取措施合理降低成本。3.BIM技术在本工程中的应用3.1工程项目概况建设地点：大同市矿务局层数：地上六层，地下一层，附加阁楼层层高：地下室层高为2.4M，一到六层为2.9M，阁楼层层高为2.2M-3.80M，总高度为21.2M总建筑面积：6926.47m2结构型式为砖混结构抗震设防烈度8度设计基本地震加速度值为0.15g建筑使用年限：50年建筑耐火等级：Ⅱ级屋面防水等级：Ⅲ级墙体材料：均为粘土砖3.2建立三维模型3.2.1创建轴网和标高标高和轴网是建筑设计中重要的定位信息，是实现建筑三维设计的工作基础与前提条件[11]朱建国.BIM技术在施工阶段的应用策略研究[[11]朱建国.BIM技术在施工阶段的应用策略研究[J].数字化应用,2013图3-1建筑立面标高3.2.2墙柱布置Revit中提供了一系列建筑工具，用于完成建筑模型[12]贾丰铭.BIM在建筑工程施工中的应用[J].住宅与房地产,2016。一般情况下，建筑中包含了非常多的墙、柱建筑构件。使用Revit可以在项目中很容易[12]贾丰铭.BIM在建筑工程施工中的应用[J].住宅与房地产,2016图3-2首层平面墙布置3.2.3门窗布置在功能区选择“建筑”中的窗或门，如果没有符合的门窗，则在弹出的“属性对话框”中选择“编辑类型”，单击“载入”，在建筑族库中找到合适的门窗，单击“打开”，再修改名称、粗略宽度、粗略高度，完成门窗的创建。图3-3立面窗图3-4立面图门3.2.4楼梯布置在建筑面板中点击“楼梯”，根据需求定义楼梯属性，完成后，根据图纸信息，定义楼梯位置，定位线绘制完成之后，双击esc键退出参照平面绘制模式，开始绘制楼梯，点击梯段/直线，在视图中捕捉定位线绘制，绘制完成的楼梯平面如下图3-5，使用对齐工具将楼梯边线对齐到就近的剪力墙，点击对齐按钮，然后先点击楼梯边线要对齐到的位置，然后点击楼梯边线，完成楼梯边线与墙的对齐。点击“完成编辑”。图3-5楼梯平面图3.2.5场地、道路与绿化使用Revit提供的场地工具，可以为项目创建场地三维地形模型、建筑地坪等构件，完成场地设计。我还在在场地中添加乔木、停车位、羽毛球场、儿童滑梯、秋千等场地构件，以丰富场地表现。在布置场地上，首先在“体量和场地”中单击“建筑地坪”拾取建筑边线，绘制建筑地坪边界轮廓、完成后，单击“模式”面板中的“完成编辑模式”按钮，完成现有建筑地坪的创建。运用Revit中提供的“场地构件”工具，为场地添加了植物、停车位等构件。如果没有这些构件，则这些构件均需依赖于项目中载入的构件族，单击“构件”中的放入构件，再点击“载入族”在族库中找到需要的构件，打开后就可在图中创建。图3-6建筑三维视图3.2.6室内外装修BIM将专业、抽象的二维装饰设计转换为三维直观化的虚拟仿真图，使得业主、专业设计师、施工现场管理人员等项目干系人通过可视化的BIM建筑信息模型进行高效的协调，避免因误解或沟通不及时造成不必要的设计错误，提高设计质量和效率，大大降低返工成本；其次BIM通过仿真图预先模拟施工过程和预期效果，尽最大可能实现“零碰撞、零冲突、零返工”；最后，通过碰撞检查、空间优化等，进而对装饰装修设计进行相应的优化，并对关键节点从不同维度出图，提高了施工图纸出图效率和精度，减少施工过程误差[13][13]张立茂，吴贤国。BIM技术与应用［M］.北京：中国建筑工业出版社，2017.8室内装修设计需要用到的造型各异，种类繁多的各种装饰构件、家具、设备等族库的缺失，使BIM技术在室内装修的应用并不是那么得心应手[14][14]谭金锋.浅谈BIM技术在建筑设计中的应用[J].绿色环保建材,2017，5.图3-7卫生间3.2.7漫游动画设计在传统二维模式下进行方案设计时无法很快地校验和展示建筑的外观形态，对于内部空间的情况更是难于直观地把握。在Revit中我们可以实时地查看模型的透视效果、创建漫游动画、进行日光分析等，并且方案阶段的大部分工作均可在Revit中完成，无需导出到其他软件，使设计师在与甲方进行交流时能充分表达其设计意图[15][15]何清华,张静.建筑施工企业应用障碍研究[J].施工技术,2012

4.结论4.1结论随着当今世界的飞速发展，信息化程度越来越高，当前传统施工模式越来越无法满足时代的要求，应用BIM技术将成为建筑行业的大趋势