基于BIM的施工模拟应用现状分析

　　1、BIM简介

　　BIM一词起源于上个世纪70年代，但是BIM技术的日益发展与成熟却是从本世纪开始的。其有两层含义，一是为建筑信息建模；另一者为建筑信息模型，建筑工程与之相关的工作都可以从这个建筑信息模型中拿出各自需要的信息，用于指导相应的工作。BIM技术具有以下特点；

　　（1）、可视化：即"所见所得"。BIM提供的可视化的思路，将直接把建筑物的三维模型展示在人们的面前。

　　（2）、协调性，BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。

　　（3）、模拟性：BIM可以在设计阶段对设计上需要进行模拟的要素进行实验模拟，在招投标和施工阶段可以进行4D模拟。

　　（4）、优化性：BIM模型为我们提供了建筑物的几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的模型。BIM技术的应用提供了对复杂项目进行优化的可能。

　　（5）、可出图性：BIM是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，得出如下图纸：

　　a）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；

　　b）综合结构留洞图（预埋套管图）；

　　c）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

　　目前，随着我国建筑业的快速发展和信息技术的极大提高，BIM技术在我国建筑工程业的影响也是越来越大。

　　2、BIM技术在施工模拟中的运用

　　据统计，全球建筑业普遍存在生产效率低下的问题，其中30%的施工过程需要返工，60%的劳动力被浪费，10%的损失来自材料的浪费。BIM信息模型中集成了材料、场地、机械设备、人员甚至天气情况等诸多信息，并且以天为单位对建筑工程的施工进度进行模拟。通过4D施工进度模拟，可以直观地反映施工的各项工序，方便施工单位协调好各专业的施工顺序、提前组织专业班组进场施工、准备设备、场地和周转材料等。同时，4D施工进度的模拟也具有很强的直观性，即使是非工程技术出生的业主方领导也能快速准确地把握工程的进度。

　　当下，随着BIM技术的不断发展，越来越多的大型项目开始选择使用BIM技术这一平台。由于造型独特，异形构件较多，2010年世博会中国馆的建造过程中就使用了BIM技术，2010年上海世博会的中国馆模型是利用鲁班算量软件建立的，主要分为结构部分和建筑部分。其所建立的BIM模型在其异形构件的计算、设计变更调整，及后期的审核对账中起到了至关重要的作用，大大的减小了工作量，提高了工作效率。上海中心大厦项目从2008年底开始全面规划和实施BIM技术，借力华为的BIM云技术支持，施工方可以只需要十几个工人，三天左右完成一层，此外，上海中心大厦还将计划将BIM技术营运到运营阶段，即建筑的全生命周期的管理。深圳平安金融中心幕墙工程，幕墙总面积逾17万平方米，单元板块几何形状十分复杂。其施工难度巨大，性能指标要求极高。面对大量的异型构件，。面对如此庞大的工作量，远大中国项目组在整个项目策划、设计和施工，到交付运营全过程均应用BIM（建筑信息模型软件）系统。

　　BIM技术的4D施工模拟在高、精、尖特大工程中正发挥着越来越大的作用，大大提高了建筑行业的工作效率，减少了施工过程中出现的问题，为越来越多的大型，特大型建筑的顺利施工提供了可靠地保证，为建设项目工程各方带来了可观的经济效益和社会效益。

　　3、BIM技术在施工模拟中的障碍

　　3.1、成熟的4D施工模拟软件较少

　　目前，能够运用于建筑工程4D施工模拟的软件较少，尤其缺乏一些操作便捷，工作效率高的软件。下表对现阶段主流的BIM核心软件及其相关联的软件进行了统计，其中大部分以建模软件和设计软件居多，发展也较为成熟，而关于4D施工模拟的软件却极少。基于BIM的施工进度模拟，在这方面国内外尚无成熟的商业软件，清华大学4DBIM-GCPSU实现了基于BIM和网络的进度、安全、资源和场地布置的4D动态集成管理，以及施工过程的4D可视化模拟。

　　3.2、软硬件设备投入较大

　　BIM技术对软硬件要求较高，参建各方需要投入大量的资金对计算机硬件设备进行更新换代，购买功能齐全、运行稳定的正版软件，以及招聘精通计算机技术的专业人才。但是建筑业是微利行业，参建各方难以筹措大量资金对BIM信息模型进行建设和维护。以上海国际金融中心为例，它要求的是全生命周期管理，这个项目花费1000万建设BIM工作室。如此巨大的资金投入，对于绝大部分建项目，BIM技术的使用便不具有明显的经济效益。

　　3.3、BIM人才整体缺乏

　　近年来，随着BIM概念的升温，越来越多的专家学者开始关注和研究BIM，在理论研究层面也取得了一定的成果，但是在BIM应用的第一线，渗入建设工程现场和技术管理的很少。此外，一支成熟的BIM技术团队需要有合理的人才结构，既要精通计算机知识，又要有良好的建筑工程专业技术，目前高等院校人才的培养无法适应BIM技术应用的要求，工作一线的技术人员也不能在短时间内掌握BIM技术。而且，一支BIM技术团队的成长，也需要不断在真实工程案例中进行磨砺，现阶段的BIM技术应用环境显然不利于这样专业技术团队的成长。

　　4、前景展望

　　在我国香港，BIM技术已经广泛地应用于各个类型的房地产项目开发过程中，2009时香港成立了BIM学会。在大陆地区，大部门的技术人员对BIM技术的施工进度的模拟应用上尚处于大致知道的阶段，并没有深入的了解，绝大多数的人对BIM的认识停留在软件阶段。但是，越来越多的大型项目对BIM技术的使用也让更多的人有了了解，应用BIM的渠道。BIM技术在国内的发展呈现一片欣欣向荣之势。在国家层面：BIM已经进入"十一五"国家科技支撑计划重点项目，在"十二五"期间，预计国家还会大力支持BIM技术在国内的发展；在行业协会方面，中国房地产业协会商业地产专业委员会已经在2010年组织研究并发布了《中国商业地产BIM应用研究报告》，用于指导和跟踪商业地产流域BIM技术的应用与发展；越来越多的软件公司开始涉及BIM相关软件的开发与应用，BIM咨询公司和科研院校的相关研究机构也相继成立。相信在不久的将来BIM技术在施工模拟领域的应用会如今天的CAD一般普及。

　　5、结语

　　BIM技术的发展给传统的建筑行业带来了一次信息技术技术革命，正对建筑业产生着深刻的影响。目前，BIM技术和BIM相关软件逐渐被一些设计院接受和使用，开始运用于建筑设计、方案展示和碰撞检查等。作为将工程项目实现的重要环节，施工环节的BIM运用前景将更加广阔。科研单位将要继续大力研发BIM软件和相关协议标准，施工单位将要逐步组建、培养自己的BIM技术团队。在整个行业氛围的带动下，基于BIM技术的4D施工进度模拟必将得到蓬勃发展。

　　参考文献：

　　[1]吴保平，邓佳.BIM离施工单位有多远.建筑，2013（3）：7-12

　　[2]刘献伟，高洪刚，王续胜.施工领域BIM应用价值和实施思路.施工技术2012（11）：84-86

　　[3]刘占省，赵明，徐瑞龙.BIM技术在建筑设计、项目施工及管理中的运用.建筑技术开发.2013（3）：65-71

　　[4]张建平.BIM在施工中的运用.特别关注.2012（10）：18-21

　　[5]BIM中国官方网站

　　[6]上海世博会官方网站

　　[7]BIM技术与中国城市建设数字化.2010.5