摘要：本文介紹了建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）技術在國內外的發展現狀，分析了投標、施工以及竣工結算階段應用BIM技術對施工企業的影響，并以西安地鐵3號線魚化寨停車場出入場線項目為例，展示了BIM技術的實際應用效果。

建筑業作為我國重要的支柱產業之一，其粗放式的管理模式不僅導致效率低下，而且造成了巨大的資源浪費。圖1為各國建筑企業勞動生產率的比較，從中可以看出，雖然我國建筑企業勞動生產率逐年穩步上升，但與發達國家相比差距依然很大。在追求高效、節能的今天，改革傳統管理方式，采用新技術勢在必行。

圖1 各國建筑企業勞動生產率

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）可以簡單地理解為信息＋模型，其中信息是模型的核心，而模型是信息的載體。BIM技術貫穿于建筑工程的規劃、設計、施工和運營維護全生命周期，可為各個階段的參與單位提供統一模型并實現協同工作。BIM技術作為建筑信息化的新立足點，未來發展勢不可擋。

1 BIM技術發展現狀

BIM技術最早源于Chuck Eastman于1975年提出的一個概念：“Building Description System”，后經不斷發展，2002年Autodesk公司提出了建筑信息模型，BIM技術進入快速發展階段。2003年，美國總務署（GSA）推出全國3D-4D-BIM計劃，并陸續發布了一系列的BIM指南；2007年底，building SMART聯盟（bSa）發布了NBIMS第1版的內容，使不同部門可以開發協商一致的BIM標準。到2012年，美國工程建筑行業采用BIM技術的比例已達71%，74%的承包商已實施BIM技術。

雖然國內BIM技術應用起步較晚，但業界人士普遍非常重視，政府也積極推廣。住房和城鄉建設部在《2001—2015年建筑業信息化發展綱要》中提出，要推進BIM技術在施工階段的應用，加快推廣4D項目管理技術在工程項目管理中的應用。另外，據《2014年度施工企業BIM技術應用現狀研究報告》中的調研數據顯示，特、一級總承包企業對BIM技術的關注度更高，受訪企業中應用BIM技術的項目超過5個占比的有31%，應用BIM技術的項目介于1～5個占比的有31%。

而BIM技術在應用價值方面的調查也顯示：48%的參與者認為BIM技術的應用對企業或者項目管理部產生了一定的積極影響，15%的參與者認為BIM技術在很大程度上改變了現有的管理制度。由此可見，BIM技術能夠為工程項目管理帶來便利。雖然目前BIM技術尚處于發展的初級階段，但經過大力推廣，該技術勢必將在施工企業中得到極大的普及。

2 BIM技術在施工企業中的應用

2. 1 投標階段

1）施工方案模擬

三維可視化是BIM技術最直觀的特點。采用Revit軟件搭建三維信息模型后，可通過項目虛擬場景漫游向業主形象地展示和論證施工組織設計方案，同時還可模擬和分析一些重要的施工過程，以提高計劃的可行性。

2）4D進度模擬

當前常用來表示施工進度計劃的網絡圖和橫道圖雖然具有較強的專業性，但可視化程度低，難以形象地表達項目施工的動態變化過程。采用BIM技術則可將3D模型信息與時間信息整合在一起，形成4D模型，從而直觀、精確地反映整個工程施工過程并虛擬形象進度。

3）資源優化

通過對BIM模型進行施工階段劃分，可快速計算出不同施工階段所需材料、機械、人工和資金等，制成資源配置計劃表。這不但有助于制定合理的施工方案，而且還能形象地展示給業主。

2. 2 施工階段

BIM技術可應用到施工過程中的進度管理和現場管理等多方面。在進度管理方面，BIM技術的可視化特性減少了進度計劃編制人員翻閱圖紙的工作量，提高了工作效率；在現場管理方面，項目人員可根據現場實際情況對模型進行深化調整，并將深化方案和工作量變化情況記錄在沖突碰撞點清單上。在具體施工過程中，施工人員通過模型可更深層次地理解設計意圖和施工方案要求，以模型指導施工，還可減少施工中因信息傳達錯誤而導致的各種不必要的問題，提高施工進度和質量，保證項目決策盡快執行。

2. 3 竣工結算階段

BIM技術的工程信息儲存和共享特性可大幅提高竣工結算質量，極大地改善傳統工程交底中出現的工作重復、效率低下、信息流失嚴重等問題。在BIM技術平臺上，由于工程各參與方在項目全生命周期內可隨時調用查看工程信息，如工期、合同、價格等，因此相關人員在進行結算資料的整理時，也可直接調取BIM數據庫中保存的全部工程資料。這不僅極大地縮短了結算審查的前期準備工作時間，同時也提高了結算工作的效率和質量。

3 應用實例

3. 1 項目概況

西安地鐵3號線魚化寨停車場出入場線位于西安市高新區富裕路側，基本沿富裕路呈東西走向，一期土建施工項目D3TJSG-2標段工程出入場線全長1074.969m。

3. 2 BIM模型構建

1）圍護結構

該工程圍護結構包括圍護樁、冠梁、擋土墻、鋼圍檁、鋼支撐和底板等。現以明挖部分敞開段RDK0+970.00—RDK0+990.00為例，將CAD圖整理鏈接到Revit中，并設置各構件的名稱、尺寸、結構材質、底部高程等。繪制出的部分圍護結構模型見圖2。

圖2 部分圍護結構模型

2）主體結構

該工程主體結構包括頂板、底板、側墻和中隔墻等。主體結構的模型繪制方法與圍護結構相同。部分主體結構模型見圖3。

圖3 部分主體結構模型

3）施工工序

BIM技術可實現施工工序的三維可視化，無論是工程投標階段還是項目施工階段，都能使施工過程一目了然，極大地提高了效率。采用該技術繪制的暗挖隧道施工工序見圖4。

a）拱部超前小導管預注漿，中墻小導洞開挖
b）中墻小導洞臨時支護，中隔墻施工

c）左、右側斷面上臺階開挖及初期支護下臺階施工步驟同上臺階
d）拆除臨時支護并施作防水層

4）鋼圍檁族的創建

族是組成項目的構件，也是參數信息的載體，在Revit建模過程中必不可少。在創建該工程圍護結構模型時，由于Revit軟件自帶族中缺少鋼圍檁，因此需要自行創建。鋼圍檁大樣見圖5，創建的鋼圍檁族見圖6。將創建好的族載入到項目中即可實現圍護結構的三維建模。

 

圖5 鋼圍檁大樣

 

圖6 創建的鋼圍檁族

3. 3 施工進度模擬

為實現項目施工進度模擬，首先應將Revit模型導出成.nwc文件，載入到Navisworks工作平臺中，然后將模型構件按照類型等方式進行集合劃分，并通過Timeliner工具編制進度計劃（也可載入Microsoft Project等進度計劃編制軟件建立的項目進度計劃），建立任務層次，最終以進度計劃的時間軸為主線，依次生成模型構件，實現施工進度模擬。


4 結語

全球建筑業界已普遍認同BIM技術對整個建筑領域具有革命性的影響，是未來的發展趨勢。隨著整個經濟社會逐步進入大數據時代，BIM技術的普及必將改變建筑行業工程基礎數據采集整理能力低下的現狀。目前，我們還難以估量BIM技術的發展給企業帶來的價值，但該技術一定會徹底改變傳統的生產、管理和經營活動方式，因此值得大力推廣。

 

 

 

 

慎防無名火，呵護功德林！