基于BIM的大型建设项目优化技术研究

发表时间：2019-07-31T13:50:01.637Z 来源：《建筑模拟》2019年第24期 作者： 张君娜1 张聪玲2

[导读] 目前，中国建筑业存在着技术基础薄弱、产业化程度低、管理落后等诸多问题，这与当前建筑业的蓬勃发展大不相同。同时，建筑业现代化的产业机制还没有完全建立和形成。 张君娜1 张聪玲2

1.杭州南方九域建筑设计有限公司 浙江省杭州市 310000 2.浙江大合检测有限公司 浙江省杭州市 310000

摘要：目前，中国建筑业存在着技术基础薄弱、产业化程度低、管理落后等诸多问题，这与当前建筑业的蓬勃发展大不相同。同时，建筑业现代化的产业机制还没有完全建立和形成。因此，在建筑业推广应用新技术、新材料、新工艺，对于提高建筑业的效率、促进传统技术水平的创新，培育和重塑建筑业的核心竞争力具有重要意义。 关键词：建设工程项目；BIM技术；优化设计；价值工程

1 BIM技术的特征

BIM技术集成了数字技术、可视化技术和虚拟施工仿真技术，它是所有建筑信息数据的集成模型，它为数据交换和共享提供了一个基于计算机的集成平台。它可以优化建筑工程的规划设计、结构计算、施工模拟和维护，直到建筑竣工。在管理阶段，对数据信息和资源进行优化设计和高效管理，提高项目效率。与传统的设计、施工或预算软件相比，BIM技术相关软件具有以下显著特点： 1.1信息集成化

BIM技术的信息集成主要体现了设计过程与设计信息的集成。信息模型是建筑信息集成的重要载体，即所有专业信息都输入到一个模型中，而传统的CAD软件只是建筑构件的简单信息表示。因此，在协同设计中，所有专业的设计师都可以参与，实现设计过程的一体化，建立基于计算机的信息数据库是BIM技术的核心内容。此外，建筑信息模型还包括各种几何信息，如建筑结构的空间关系、某些构件的尺寸等。建筑信息模型还包括建筑材料、建筑构件的数量及其属性。BIM技术的设计过程集成和设计信息集成依赖于数据信息，摒弃了传统的CAD绘图模式，特别是在设计方面具有明显的实质性效果。 1.2模型可视化

所谓的可视化，就是“所见所得”。对于建筑业来说，可视化是建筑设计中最早的应用，并取得了巨大的效益。近年来，建筑形式不同，造型复杂独特，建筑功能复杂多样。如果这些项目的建筑效果仅仅是基于二维平面图，那么显示效果可能不理想。BIM技术可视化是一种三维虚拟实体显示，它可以在组件之间形成交互和反馈，可以显著提高施工项目参与者之间的沟通能力。 1.3建模参数化

面向对象信息模型是BIM技术最显著的特点之一，它是在建模过程中确定几何参数和约束条件的信息模型。例如，在创建模型时，门、窗和墙之间有一个公式化的结构关系和扣减关系。这种关系不会因为墙壁的移动而改变，这是在所有专业之间实现协作设计的统一基础。在建筑信息模型中，最基本的建筑构件表示也是数字信息，如门窗、屋顶、幕墙等，充分体现了它们相应的物理特性和功能特征。 1.4信息输出的多元化

建立基于特定标准和规则的信息模型数据库，可以导出各种形式的数据和信息。例如，我们可以直接从BIM模型中提取平面图、立面图和剖面图，还可以导出各种形式或文件的数据输出类型，如建筑结构预留洞口图、机电管线综合图、碰撞检测报告、材料设备表、工程量清单等，对各专业进行分析、比较和修改，非常方便。 2 BIM技术的应用价值 2.1协同设计

将各专业的模型信息数据导入专业的协同设计与施工仿真软件中，进行碰撞检测，提前发现设计缺陷，有效减少施工过程中的设计变更，促进施工方案优化，合理配置场地资源。在杭州奥林匹克体育场、江苏大剧院、天津永利大厦等大型复杂建筑工程中都进行了碰撞检测，提高各专业协同设计效果，减少设计误差。 2.2工程深化设计

利用建筑信息模型深化工程设计是建筑信息模型技术在复杂工程中应用的重要方向。应用点可以细分为：（1）使用专业软件进一步优化建筑外观设计或建筑空间效果，如使用Rhino深化复杂曲面结构的设计；（2）调整和重新排列模型设计中不合理的硬碰撞现象，对施工难度较大的复杂节点进行深度调整。 2.3建设项目施工模拟

BIM技术采用可视化技术对拟建工程进行模拟，将建筑信息数据与时间信息相结合，建立了一个虚拟的施工现场模型，能够高效、合理地布置现场施工机械设备，合理地布置施工现场，保证施工进度、施工质量和施工完整性。BIM技术实现了基于计算机和网络的施工进度、现场布置、人力资源、材料设备、成本控制和质量安全的综合管理，4D动态施工过程有助于实现施工项目的目标。 2.4运维管理

基于BIM技术的运行维护管理系统将建筑信息模型与传统的运行维护管理模式相结合，将建筑模型与存储在运行维护管理系统中的大量建筑相关数据相结合，重复使用数据以提高操作和维护管理的效率。同时，基于BIM技术的运行维护管理系统可以将维护记录存储在施工作业过程中，以便对后期的运行维护管理进行综合分析，解决运行维护管理中存在的问题。此外，在建筑物的改扩建过程中，基于BIM技术的数据存储技术可以快速地找到改扩建部分隐藏管道的方向，或者只在信息模型中找到相应的部分，以获取信息，不需要经过大量的二维图纸，大大提高了管理效率。建筑物三维可视化的信息模型管理，也可以使操作人员对操作维护对象有直观、清晰的了解。 3 施工设备技术优化

虚拟施工技术可以模拟工程项目施工前施工活动中人力、机械、材料等信息的流动过程，有助于施工现场机械的合理布置和施工材料的补充控制。它能保证设计的可施工性，实现整个工程的可控性。它还可以降低成本，缩短工期，降低风险。在高层、超高层等大型复杂建筑工程的施工中，合理的场地布置和科学的施工组织方案有助于工程按期竣工，其辅助设备当然也是影响施工的关键因素。尤其是随着

建设项目的复杂性和施工构件产业化程度的提高，对施工辅助设备的要求也日益提高。根据不同的需要调整施工设备或施工工艺，有助于提高施工的可实现性和效率。

4 BIM技术在施工模拟中的应用

建设项目的施工是一个高度复杂和动态的过程。随着建设项目规模的扩大和建筑功能要求的日益复杂，建设项目的施工过程越来越难以控制，施工组织设计也越来越复杂，如何有效地实施施工过程变得越来越复杂，合理的规划和控制是实现施工目标的关键。传统的建设项目施工组织计划往往采用网络计划来表达进度计划，专业性强，形象性差，难以表达施工进度中的复杂关系。一旦发生设计变更，需要重新规划，动态驱动能力低。BIM技术可以将时间信息和建筑信息相结合，形成一个可视化的4D（3d+time）模型，准确直观地反映建筑工程的施工过程和虚拟进度。4D施工模拟技术能根据施工现场的实际情况，在施工项目的施工过程中，通过制定合理的施工方案，准确掌握施工进度，控制材料资源。 5 总结

BIM技术可以在规划、设计、施工、运营和维护管理的整个生命周期中实现建设项目信息的全共享和无损传输。从建设项目概念的产生到整个生命周期的完全拆除，也可以实现建设项目所有参与者的信息和模型的完善。协同工作处理从根本上改变了传统的二维图纸审核和工程建设管理模式，提高了工作效率。BIM技术的应用提高了建设项目设计和施工阶段的生产效率和管理水平。随着建筑业的不断发展和建筑工程的日益复杂，建筑信息管理技术已成为研究建筑工程全生命周期综合管理的基本工具。 参考文献：

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