BIM技术在建筑工程的应用?
bim技术在建筑工程的应用是怎样的?运用的优势是什么?请看中达咨询编辑的文章。
随着我国建筑经济的快速发展,面对日益增加的高难度与复杂样式的建筑工程,传统的工程管理模式已逐渐不能满足现阶段建筑产业的发展。BIM技术利用数字信息技术提供完整、准确的建筑工程信息,在全生命周期建筑工程管理过程中具有明显的优势。据此,结合建筑工程项目管理中的各阶段要求,分析了BIM技术在建筑工程管理过程的优势及应用。
1BIM的定义
BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息模型,由美国Autodesk公司于2002年率先提出。BIM技术是在建筑的全寿命周期内将各种工程信息全部整合在一个三维模型信息数据库中,并通过数字化模型为管理者提供一个虚拟的科学协作管理平台,从而使整个工程项目在各个阶段都能够有效地节约资源、降低成本、提高效率和防止污染来促进实现可持续发展。
2BIM技术的运用优势
BIM技术是以建筑工程项目的各种相关信息数据作为基准,运用数字信息可以模拟目标建筑物的真实信息,BIM技术的运行过程反映了该技术的几大特点:第一具有完整的信息数据库,可保证各信息间的一致性及关联性;第二可实现信息的可视化;第三还体现了协调性、模拟性、优化性和可出图性等特征。而由于这些特点,使其在建筑工程管理中具有了以下的运用优势。
2.1建筑模型三维可视化
BIM技术可以基于二维图纸构建三维建筑模型。该功能将传统的平面设计变为三维立体设计,便于设计者把握模型设计上的细节并且可以直接观察出三维建筑模型外观设计上的错误,在很大程度上减少了建筑设计难度,从而增加了建筑设计的安全性。
2.2建筑工程信息集成化
目前使用的BIM技术的核心是信息数据库,而该数据库是通过构建一个三维立体的建筑模型来建立的,不仅包含了建筑的设计信息,还囊括了从项目设计到具体施工的信息资料,更甚于可以囊括整个建筑全过程的各种信息资源。各个阶段可以利用交互插件转化为数据模型来模型数据交换,保证建设全过程工程项目的基本模型信息一致。
2.3优化建筑方案
BIM软件及与其配套的各种优化工具可以对复杂的工程项目进行优化并给出合理的优化结果。BIM结合5D技术实现工程项目的方案优化,把项目设计和投资收益分析相结合,通过计算得到设计变化对投资回报的影响关系,在后续工程建设中建筑方案随时能够修改,并得到相应的反馈结果。
3BIM技术在建筑工程中的应用
3.1决策阶段的运用
决策时期是建设项目管理的基础阶段,对后续工程建设有着非常重要的意义。该阶段决策者可以利用BIM技术导入环境和气候参数、设置相关施工因素以及项目所在地的地形地势等数据信息,在一定程度上降低工作进行的复杂程度,能够对现场的影响因素有着比较精确的数据分析,为项目工程的管理工作提供了可靠依据。将数据信息与现场实际情况结合,做出正确的决策,提升工程项目的可行性。
3.2设计阶段的运用
BIM技术利用可视化的特点在设计阶段可以给出三维的设计成果,这样增加了项目建设的信息共享交流。不仅如此,BIM技术不局限于模型设计还能运用到工程结构设计、水电工程设计、模板脚手架设计和装饰装修工程设计等。利用工程项目信息参数,设计出建筑三维模型再进行碰撞检测后优化设计模型,可见利用BIM进行建筑设计,不仅可以减少设计误差,保证建筑设计的合理性和安全性,而且可以降低工程造价。
3.3施工阶段的运用
由于建筑工程项目的施工阶段周期普遍较长,有很多不确定因素,可控程度不高。利用BIM软件可以计算出建筑工程量并制定施工进度计划,也可以利用BIM场布软件对施工现场进行布置。在3D建筑模型基础上加上时间和成本两个维度也就形成了5D建筑模型,可以通过BIM5D技术进行建筑工程的虚拟施工,对工程划分流水段关联进度计划就可以形成虚拟施工,该过程不仅可以合理地分配所有资源和监控施工现场,而且可以有效地缩短施工周期,控制施工成本。
3.4运维阶段的运用
在建筑工程竣工之后就进入到长时间的运维阶段,该阶段主要任务就是建筑的管理和维护,但由于维护管理过程中会产生大量设备、安全、空间等数据信息该过程更加难以管理。BIM技术具有将项目前半部分有关的各种信息资料集合在一起进行分类总结,为项目后半部分的各项工作提供数据支持的功能,能够对建筑物进行全面实时监测,并根据实际情况及时更新设备维护信息和建筑物使用信息。
4结语
综上分析,BIM技术在项目工程管理中运用渗透到了全寿命周期,对每个阶段准确的建筑数据信息,保证了项目工程的安全和质量,控制了工程的进度和成本,促进了建筑各单位的建筑信息共享交流。BIM技术促使工程管理趋向科学合理化,是未来建筑业的主要应用趋势之一,对我国建筑业的发展有着长远的意义。
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BIM技术应用现状综述?
bim技术应用现状是什么?应该如何应用?请看中达咨询编辑的文章。
随着信息技术和建筑产业的高速发展及业主对建筑日新月异的外观和功能要求,显然传统的建筑模式已经无法满足需要。信息建筑模型技术BIM应运而生。本文主要介绍BIM技术在建筑工程设计、建造、运维阶段的应用。在设计阶段,设计方通过BIM技术进行方案比选、优化、决策从而实现最优设计;在建造阶段,施工方主要用其进行虚拟施工来预先发现并解决问题,保证工程质量,实现绿色施工;在运维阶段,管理方通过它进行多元化交流,使信息的传递更快速真实,实现对工程的有效控制。
科技信息革新技术的浪潮在全世界蔓延开来,数字化在各个领域都得到很好的应用,改变了传统的工作模式,大大提高了工作效率。在此背景下,建筑信息模型技术(Building Information Modeling,BIM)迅速发展。它有机地结合了计算机仿真技术、计算机辅助设计、计算机科学技术、计算机图学及虚拟现实等技术,彻底改变了传统建筑行业在二维平面图纸下,面对大量繁杂的文字及表格的工作模式,取而代之的是一种更加形象立体的模型方式。
它可以真实并全面地将一项建筑工程物理的及功能方面的所有建筑信息进行形象表达。确切地说,它更是其在整个建设生命周期内时刻进行修整、补充、完善的动态信息储备中心。各专业领域参与方均可以通过该信息交互平台较为自由地发布、传达及提取各自所需的准确信息。从某种意义上而言,它改变了建筑行业以往单一的交流模式,使信息传达趋向于多元化,高效率地提升了建筑行业各参与方的工作质量,成为了建筑领域的一大革新,并从根本上促进建筑行业向前发展,具有极高的价值。
BIM的概念早在30年前就已经出现。国外BIM技术发展较早,各国学者都对其有着高度的重视并在进行不间断地研究开发,目前基于BIM技术的代表性软件有Bentley公司的TriForma、匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD软件。而在2002年我国才正式提出BIM技术的概念,随后2004年Autodesk公司实施“长城计划”,首次系统介绍BIM技术,得到各方相关建筑企业的重点关注。相关领域部门先后举办“与可持续设计专家面对面”的BIM主题研讨会、“BIM建筑设计大赛”、“勘察设计行业BIM技术高级培训班”等。
Autodesk等随后推出了Revit等一系列应用软件,上海现代建设集团等公司也在一些项目上使用了BIM技术。我国住建部在“十五”科技攻关计划、“十一五”科技支撑计划、“十二五”信息化发展纲要中都在强调BIM技术的推广运用。相关部门也频频举办全国性的BIM大赛,国内许多高校也已经对这一领域进行了开拓研究,最早在国内开展BIM技术试验研究的是挂靠在西北工业大学电子工程系的西安虚拟现实工程技术研究中心,该中心的成立对学校电子信息工程学院等其他院系和研究所在虚拟现实、虚拟仿真、虚拟制造方面具有积极性的影响[1]。近几年来国家也要求大型的复杂建筑项目必须采用BIM技术,这将有利于BIM技术在建筑行业的后续发展,相信随着对BIM技术的日益成熟,它将成为未来建筑市场不可或缺的一种新技术。
在各国学者的共同努力研究下,BIM技术已经日渐成熟。由许多实际工程案例表明BIM技术已经能基本较为完整地应用于工程项目的全生命周期,包括设计决策阶段、施工建造阶段及运营管理阶段。1 BIM技术在设计阶段的应用
对于设计人员而言,BIM技术的出现是实现从运用AutoCAD进行手工绘图到不用画结构图的一大解放。此外,它可以将较为抽象的二维平面图形立体化,从而预先看到整个建筑工程竣工后的实际效果,并可对不符合自己预先构想之处进行反复调整,准确定位,直到制定最佳设计方案。另外,由于各数据参数与模型进行关联后,即使在工程实施后期施工环境发生改变或其他不确定因素产生,在设计师进行单处操作调整处理后,建筑模型其他地方也将自动调整尺寸并更新所有相关信息。
因此通常只需对一种类型的建筑项目建模一次,后期就只需要调用该模型而无需再次进行编辑修改,这是对设计人员工作的便捷之处,节省了人力时间,缓解了制图压力,大幅度地提高了工作效率。目前很多建筑公司的设计单位也会利用BIM技术,尤其是对于大型工程项目,以此来更清晰直观地向业主展示自己所设计产品的理念、功能情况等,在这个过程中,它很好地克服了传统由于业主方专业知识背景匮乏而不能参与的问题,使其真正意义上地参与协同设计,从而达到令各方均满意的效果。
如杭州奥体中心主体育馆项目的设计就采用了BIM技术,它改变了传统意义上地运用纸盒、泡沫等手工模型进行展示,建筑师将构思的草图导入BIM技术相应软件环境中,进行参数化设计荷花瓣外观和花瓣数量,并不断进行调整对比直至确定最终方案,整个过程实现精准、高速、形象的高度同步。另外由于体育场馆的设计对防火、疏散、温度、声音等功能的要求较高,通过使用BIM技术模拟预测体育馆在83Hz、125Hz、250Hz各个频带观众坐席区声压极差分布分析,证明体育馆的声环境分布均匀并保证整个工程项目的无声场缺陷。
随着BIM技术的出现发展,“绿色建筑”的概念也逐渐被人们所熟悉。绿色建筑即在一项实际工程的整个生命建筑周期内因地制宜、就地取材,最大化地节约能源,并减少污染,给人们提供一个健康舒适实用的环境。绿色建筑主要通过建筑设计的方法来改变建筑的声光热环境。它避免了传统二维图纸可视化差、信息量不全的特点,设计师可以很便捷地获得有关工程的成本、进度、几何图形的信息,从而更快速地进行决策设计。如南宁市规划展示馆的设计即结合了BIM技术。
本项目外形为异性曲面,若采用传统的二维图纸则难以表达出设计师的思想意图,但运用BIM技术则有效地解决了这个问题。项目使用数字建模软件,把展示馆的信息参数化、数字化后形成一个模型,设计师以此为平台将设计中发现的问题反馈到平台中并加以解决。它分别对太阳辐射、室内采光、声环境、室内外风环境进行分析优化设计,贯彻节能减排的可持续发展绿色理念,最大化地使用有限的资源,是一种全新的高水平的设计模式。同样中铁二院在宝兰客专石鼓山隧道的铁路路线规划以及世博会中的德国馆、奥地利馆,北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁等项目都运用了BIM技术,其他还有很多类似工程项目都是通过与BIM技术的相互结合才能顺利快速地完成。
虽然BIM技术对设计阶段的影响很大,但是目前并未全面普及。主要是目前国内大多计算机硬盘配置都还有待提高,其次不论是对设计系统研制及专业软件的开发都还不够完善;国内尚未形成专门的BIM技术的规范使其存在责任归属不明确的问题。由于涉及的各领域各方都可以接触模型,如果出现模型信息的泄漏等情况将无从追究责任。而国外相关软件对我国的建筑标准规范又存在一定的差异。
此外,由于思维方式的不同,我国设计人员对该三维模型的接受能力还有待提高,有些甚至存在抵触心理;在另一方面由于软件价格相对昂贵,且培训专门的人员需要花费一定的财力物力及时间,对于一些小型公司企业会造成一定的经济压力;而对于小型项目,则更多公司偏向采用传统的设计方法。这些都导致BIM技术在我国建筑工程中的实践运用例子还处于少数,获得的经验也较为匮乏,处于起步摸索阶段。
2 BIM技术在建造阶段的应用
对于建设单位来说,建筑施工现场不确定因素及突发情况繁多,特别对于一些大型项目,建设方利用BIM技术主要是进行虚拟施工,即在计算机上虚拟仿真实际的施工过程。虚拟现实技术属于一种二次开发技术,它可以运用仿真系统在多维空间构建出建筑物所在地周围的场景如真实般存在的环境,利用计算机图学、传感器等三维数字技术实现一种更为真实的交互体验,使人有着身临其境的感觉。同时运用计算机仿真技术模拟建筑物受到加载、撞击时的情况,来模拟工程在全真环境下的效果,分析其所受到的影响及破坏程度。
对于整个施工过程而言,内力及外力的仿真分析及模拟加载是保证后期工程质量安全不可或缺的步骤。在这个过程中,施工方也可以提前发现并排除在实际操作中存在的缺陷或潜在的隐患,如管线碰撞,在直观地看到整个建造过程后,施工方可以对其施工工艺进行调整改进,通过对不同施工方案的比较,实现最优的施工方案。通过BIM技术,一方面为实际工程项目的建造提供经验,有利于施工技术和施工方案的选定,避免了施工过程中的返工现象,提高了施工水平,使后期实际工程的质量受到保证,减少了工程事故的发生。另一方面它可以有效指导施工方进行施工进程的合理规划布置,减少工期,节约成本,具有很好的经济性,实现绿色建筑。
就上海虹桥枢纽工程而言,该工程运用BIM技术仅一项管线碰撞就减少5000多万的损失,而北京世界金融中心项目由于采用BIM技术使工期缩短了一半,并且及时准确地发现各种碰撞问题6000多处[8],避免了不必要的损失,从而提高了企业的核心竞争力。
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