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摘要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，bim技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。BIM是一種用于整合某一工程設(shè)計(jì)、施工階段所有建筑數(shù)據(jù)的工具，在項(xiàng)目過程管理中發(fā)揮著重要作用。文章以常熟市某圖書館土建工程為例，應(yīng)用Revit、GTJ、平面布置軟件、模板腳手架軟件、斑馬夢(mèng)龍以及BIM5D，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討，闡述BIM軟件在應(yīng)用過程中的存在的問題，并提出解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：BIM；施工過程管理；模型；技術(shù)

1緒論

BIM———建筑信息模型，是一種用于整合某一工程設(shè)計(jì)、施工以及全過程管理中所有建筑數(shù)據(jù)的工具。在整個(gè)項(xiàng)目的規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)中起到了共享和溝通信息的作用。BIM技術(shù)的出現(xiàn)引發(fā)了建筑業(yè)的大變革，方便工程師正確理解各種建筑信息，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和參與建設(shè)、運(yùn)營(yíng)單位的所有利益相關(guān)者提供合作的基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)方式相比提高了生產(chǎn)效率。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)也一直在創(chuàng)新突破。從最初的3D模型發(fā)展到了如今的BIM5D。BIM5D施工過程管理不僅有利于實(shí)現(xiàn)建筑資源的優(yōu)化配置，還有利于實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的科學(xué)化管理。一方面，可以通過軟件及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，使建筑資源以合理的成本、在合理的時(shí)間使用在合理的位置，從而有條不紊地完成施工目標(biāo)。而另一方面，施工單位能夠通過軟件進(jìn)行進(jìn)度控制，有效調(diào)節(jié)各個(gè)班組在不同建筑工程項(xiàng)目的作業(yè)時(shí)間，使項(xiàng)目管理人員有效率地組織施工生產(chǎn)活動(dòng)，完成項(xiàng)目施工既定目標(biāo)。

2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

BIM的發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。從BIM概念被提出開始，它的應(yīng)用就在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家中迅速推進(jìn)，并且得到了政府和行業(yè)的大力支持。近幾年，發(fā)達(dá)國(guó)家的一般大型企業(yè)都擁有了應(yīng)用BIM技術(shù)的能力，BIM技術(shù)專業(yè)咨詢公司也大范圍涌現(xiàn)，他們?yōu)橹行⌒推髽I(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)提供了有力的支持。同時(shí)，BIM應(yīng)用軟件越來越多也越來越成熟，具有代表性的有Revit、Magicad等。在BIM的應(yīng)用日趨成熟的前提下，以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始關(guān)注環(huán)境保護(hù)問題，著手打造綠色BIM。學(xué)者張星遠(yuǎn)、臧元（2018）指出，從2005年到2015年期間，綠色建筑在美國(guó)建筑市場(chǎng)的比重在不斷的擴(kuò)大，且美國(guó)制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，要求建筑工程在施工過程中要提高建筑效能和資源利用率，同時(shí)降低建筑物碳排放[1]。

2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

與國(guó)外相比，我國(guó)對(duì)于BIM技術(shù)的研究開始的比較晚。最初，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)BIM的研究熱情并不高，2008年之前國(guó)內(nèi)介紹BIM的文章寥寥無幾。學(xué)者紀(jì)博雅、戚振強(qiáng)（2015）指出，2008年和2009年，為響應(yīng)“十一五”發(fā)展建筑信息化的要求，《中華建筑報(bào)》、《建筑時(shí)報(bào)》和《中國(guó)房地產(chǎn)》先后報(bào)道了約30篇與BIM技術(shù)相關(guān)的文章。幾乎同一時(shí)間，數(shù)十篇學(xué)術(shù)論文以BIM作為篇名發(fā)表。突然涌現(xiàn)的大量報(bào)道和文章引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注，BIM研究進(jìn)入學(xué)者們的視線[2]。除學(xué)術(shù)界的關(guān)注之外，政府也將BIM協(xié)同技術(shù)列為“十二五”中國(guó)建筑業(yè)重點(diǎn)推廣技術(shù)，陸續(xù)了各種意見綱要。當(dāng)前，我國(guó)BIM技術(shù)在施工項(xiàng)目管理中的應(yīng)用仍然處于探索時(shí)期，多見于大型工程項(xiàng)目，例如國(guó)家會(huì)展中心工程、廣州周大福金融中心工程等等。

3BIM應(yīng)用案例

3.1工程概況

常熟市某圖書館項(xiàng)目建筑面積10931平方米。其中地上3層，建筑面積9497平方米；地下室1層，建筑面積1434平方米。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度。

3.2BIM建模

3.2.1Revit建模

Revit建模是BIM技術(shù)應(yīng)用的第一步，可以導(dǎo)入GTJ、模板腳手架設(shè)計(jì)、BIM5D等軟件中，進(jìn)行綜合應(yīng)用。除此之外，該軟件還可以生成構(gòu)件明細(xì)表，使用者可根據(jù)自己的需要導(dǎo)出某種類別的構(gòu)件明細(xì)表，以便工程量的查看與核對(duì)。本工程Revit模型見圖1。

3.2.2GTJ建模

廣聯(lián)達(dá)GTJ綜合了土建算量和鋼筋翻樣兩個(gè)軟件的功能。該軟件除逐層繪制構(gòu)件之外，還可以通過識(shí)別CAD圖紙或?qū)隦evit模型等方式建立計(jì)量模型，能夠大大提高工作效率。本工程主體工程部分采用導(dǎo)入Revit模型，裝飾裝修工程采用繪制的方式建立模型，獲得建筑物各分部分項(xiàng)工程的工程量，為預(yù)算編制所需工程量做準(zhǔn)備。

3.3造價(jià)編制

本次采用廣聯(lián)達(dá)計(jì)價(jià)軟件GBQ對(duì)圖書館進(jìn)行造價(jià)編制。GBQ是一款集計(jì)價(jià)以及招投標(biāo)管理于一體的計(jì)價(jià)軟件，可以直接導(dǎo)入BIM5D對(duì)工程進(jìn)行成本管理。圖書館的土建工程（包含樁基工程）經(jīng)過人工費(fèi)、材料費(fèi)、施工機(jī)具使用費(fèi)、管理費(fèi)和措施費(fèi)等費(fèi)用的調(diào)整，最終編制所得投標(biāo)總價(jià)為23661771.76元，單方造價(jià)為2164.64元。

3.4施工過程管理

3.4.1平面布置

應(yīng)用廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場(chǎng)布置軟件對(duì)圖書館工程進(jìn)行施工場(chǎng)地的布置。該軟件可以通過直接繪制或?qū)氩⒆R(shí)別CAD圖紙、GCL文件來建立施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置模型。軟件中所有模型都是仿真建立的，可以給設(shè)計(jì)者提供直觀的三維模型，從而判斷場(chǎng)地布置是否合理。本次建立三個(gè)模型，分別為基礎(chǔ)施工階段、主體施工階段以及裝修階段的施工現(xiàn)場(chǎng)布置模型。

3.4.2模板腳手架設(shè)計(jì)

該軟件可以直接導(dǎo)入建好的Revit模型，根據(jù)多重規(guī)則以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行拼模，生成三維效果圖，同時(shí)還可以提供下料單以及材料統(tǒng)計(jì)表等。軟件操作簡(jiǎn)單，模型直觀，可以完美的替代設(shè)計(jì)人員手工設(shè)計(jì)模板。

3.4.3進(jìn)度計(jì)劃安排

設(shè)計(jì)者可以利用斑馬夢(mèng)龍軟件繪制網(wǎng)絡(luò)圖，在項(xiàng)目施工過程中通過輔助關(guān)鍵線路和前鋒線對(duì)工期進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，使項(xiàng)目進(jìn)度變得可控。施工進(jìn)度計(jì)劃編制依據(jù)有施工任務(wù)委托合同、工程的初步設(shè)計(jì)、施工圖預(yù)算、合同工期、施工組織設(shè)計(jì)以及建設(shè)地區(qū)調(diào)查資料等等。本工程開工日期為2019年1月1日，竣工日期為2020年1月30日，總工期為395個(gè)日歷天。

3.4.4BIM5D應(yīng)用

BIM5D是基于3D建筑信息模型整合“時(shí)間進(jìn)度信息”和“成本造價(jià)信息”形成的五維建筑信息模型，將建筑模型、進(jìn)度計(jì)劃、預(yù)算等信息綜合起來，使建筑施工各流水段與建筑模型中的各構(gòu)件關(guān)聯(lián)，進(jìn)行施工流程模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的進(jìn)度管理。并能將預(yù)算與模型進(jìn)行清單匹配查看資金曲線，進(jìn)行成本管理。最后生成各類工程所需圖表、信息，對(duì)工程進(jìn)行全過程的計(jì)劃、進(jìn)度、質(zhì)量管理。①計(jì)劃管理。BIM5D能夠根據(jù)使用者的不同需要生成不同的工程量報(bào)表，我們可以從時(shí)間范圍、施工樓層、流水段、構(gòu)件類型等不同的方面進(jìn)行準(zhǔn)確的查量。例如，表1材料采購(gòu)計(jì)劃表為本工程基礎(chǔ)及地下室土建施工階段所需部分材料列表。從表格中我們可以得到每種材料的進(jìn)場(chǎng)時(shí)間及其各時(shí)間段的計(jì)劃數(shù)量，同時(shí)可以看到表格還提供了計(jì)劃單價(jià)。材料采購(gòu)人員就可以根據(jù)這張表來按期按量購(gòu)買材料，可以避免材料購(gòu)買過早、過多的閑置情況，同時(shí)可以以該表提供的單價(jià)作為參考，控制成本支出。除表1外，軟件還可以根據(jù)模型、進(jìn)度計(jì)劃以及工程量清單生成的混凝土、鋼筋用量資源曲線圖，便于管理者核實(shí)每月的資源消耗量。②進(jìn)度管理。在施工模擬界面，可以對(duì)整個(gè)工程的施工流程進(jìn)行推演。通過將進(jìn)度計(jì)劃與模型流水段相關(guān)聯(lián)，使模型中的每個(gè)構(gòu)件都有它自己的進(jìn)度信息。在視圖中打開進(jìn)度計(jì)劃就可以對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)度管理。③成本管理。預(yù)算文件導(dǎo)入并全部匹配完畢后生成資金使用曲線。除資金曲線外，可以看到本工程每層建造所需成本，在合約規(guī)劃中有各項(xiàng)資源的明細(xì)，可以在軟件中進(jìn)行分包合同維護(hù)。另外還有清單三算對(duì)比以及資源三算對(duì)比。通過對(duì)比可以看到各個(gè)清單的中標(biāo)價(jià)、預(yù)算成本以及實(shí)際成本。同時(shí)表格中還有盈虧列，在施工過程中工程負(fù)責(zé)人可以通過5D生成的盈虧情況對(duì)工程投資進(jìn)行控制，若表格中出現(xiàn)虧損清單則要分析原因、采取措施，在保證工程質(zhì)量的前提下縮減投資額。④問題跟蹤管理。在工程實(shí)際建設(shè)過程中，可以通過BIM5D將工程數(shù)據(jù)共享到云端，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)的施工人員可以通過手機(jī)端將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)融入進(jìn)項(xiàng)目，從而實(shí)施項(xiàng)目的問題跟蹤和資源管理。

4BIM存在問題分析及對(duì)策

4.1存在問題

目前，BIM的發(fā)展與推廣仍然存在著非常多的阻礙。首先便是建筑業(yè)全能型人才的缺乏，BIM的應(yīng)用要求從設(shè)計(jì)階段開始，某些通常在后期由專業(yè)人士深化的問題需要在設(shè)計(jì)階段就體現(xiàn)出來。這大大增加了設(shè)計(jì)師們的工作難度，也擴(kuò)大了設(shè)計(jì)師必須學(xué)習(xí)的專業(yè)范圍。同時(shí)，企業(yè)缺乏大量的專業(yè)技術(shù)人員，由于人員以及BIM技術(shù)水平的限制，企業(yè)對(duì)于BIM的應(yīng)用也有限，因此BIM的推廣也受到了限制。其次便是軟件自身的問題，例如運(yùn)行速度慢、各軟件之間的兼容性差等等，本文將重點(diǎn)介紹Revit、GBQ以及BIM5D在應(yīng)用過程中的一些問題。

4.1.1Revit應(yīng)用問題

①隨著建筑模型的逐漸完整，Revit所占內(nèi)存也越來越大，這對(duì)使用者電腦的內(nèi)存要求較高。內(nèi)存不足的電腦會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)不過來，出現(xiàn)無法繼續(xù)繪圖的情況，文件很大時(shí)甚至影響整個(gè)電腦的運(yùn)作。②Revit在導(dǎo)出R5D時(shí)，會(huì)出現(xiàn)自己新建的族無法進(jìn)行圖元匹配的情況，此時(shí)需要自己一個(gè)一個(gè)手動(dòng)匹配，并且該匹配規(guī)則不能永久保存，如果將文件發(fā)送至另外一臺(tái)設(shè)備就需要重新匹配，造成大量的時(shí)間浪費(fèi)。

4.1.2GBQ應(yīng)用問題

①清單計(jì)價(jià)規(guī)范單一，一般采用2013清單計(jì)價(jià)規(guī)范。若計(jì)價(jià)過程中所用的工程量清單中部分工程量并沒有按該計(jì)價(jià)規(guī)范給定，就會(huì)造成計(jì)價(jià)錯(cuò)誤。②與實(shí)際施工應(yīng)用貼合度有待提高，部分施工方案復(fù)雜或應(yīng)用材料不常見的工程難以確定套用的定額子目。

4.1.3BIM5D應(yīng)用問題

①模型互導(dǎo)過程相對(duì)而言較為繁瑣，并且BIM5D沒有修改模型的功能。如果在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)模型存在問題需要重新回到建模軟件中修改，修改完畢后再重復(fù)互導(dǎo)過程，造成了時(shí)間與精力的浪費(fèi)。②BIM5D3.5版本的進(jìn)度計(jì)劃中，工程各流水段的實(shí)際開始時(shí)間和實(shí)際結(jié)束時(shí)間不能在軟件中直接輸入，需要通過斑馬夢(mèng)龍軟件導(dǎo)出Project，在Project中修改實(shí)際開始時(shí)間再導(dǎo)入BIM5D。這一系列操作相對(duì)來說比較麻煩，并且Project軟件的安裝對(duì)電腦配置要求較高。③問題跟蹤板塊具有一定的局限性，它僅僅只能起記錄作用，并不能提供問題可能的起因以及合理的解決方式，仍舊需要人工解決問題。④在施工模擬過程中，存在一些與現(xiàn)實(shí)施工順序不符的情況，例如它弱化了梁、板、柱三者之間鋼筋綁扎與支模板的順序，只是單純的按構(gòu)件逐一出現(xiàn)。而在實(shí)際施工時(shí)，梁、板、柱的施工應(yīng)是先綁扎柱子的鋼筋，接著三者同時(shí)支模，支完模再綁扎梁和板的鋼筋，最后進(jìn)行砼澆筑。相應(yīng)的，此施工階段的勞動(dòng)力、材料統(tǒng)計(jì)也會(huì)出現(xiàn)誤差。⑤由于軟件中需要將模型與進(jìn)度計(jì)劃、預(yù)算文件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，因此要求文件內(nèi)容必須與模型構(gòu)件相匹配，多專業(yè)之間的協(xié)同配合需求較高，也就要求軟件應(yīng)用人員必須要有較強(qiáng)的綜合能力。

4.2解決對(duì)策

4.2.1人才培養(yǎng)

人才缺乏是阻礙BIM技術(shù)發(fā)展的重要因素之一，要想推廣BIM技術(shù)就必須培養(yǎng)專業(yè)人才。一般來說，人才培養(yǎng)有兩個(gè)途徑，一是企業(yè)培養(yǎng)，二是高校增設(shè)課程。相對(duì)于高校而言，企業(yè)培養(yǎng)人才需要投入的成本和承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)都很大，難以推廣。因此，高校增設(shè)課程以培養(yǎng)專業(yè)人才在推廣BIM技術(shù)的過程中有著舉足輕重的地位。除了基本知識(shí)和軟件的學(xué)習(xí)之外，學(xué)生不能拘泥于形式上的學(xué)習(xí)，他們更應(yīng)該深入到工程中去，切實(shí)了解、學(xué)習(xí)工程的施工過程和專業(yè)技術(shù)。

4.2.2軟件優(yōu)化

企業(yè)應(yīng)積極配合軟件開發(fā)人員，統(tǒng)計(jì)工作人員在軟件使用過程中發(fā)現(xiàn)的普遍問題，向?qū)I(yè)程序員提出優(yōu)化意見，并給出合理的報(bào)酬。

4.2.3政府引導(dǎo)

政府可以加強(qiáng)政策的推廣力度，一方面鼓勵(lì)、引導(dǎo)程序員優(yōu)化現(xiàn)有的BIM軟件，甚至開發(fā)新型應(yīng)用軟件；另一方面可以采用提供補(bǔ)貼的方式鼓勵(lì)建筑行業(yè)內(nèi)的各大中小型企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)。

5結(jié)束語

BIM的出現(xiàn)是工程建設(shè)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，它實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、精細(xì)化管理。將建筑模型可視化，設(shè)計(jì)階段便于設(shè)計(jì)者提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不合理之處，施工階段便于業(yè)主、施工方、監(jiān)理三方信息交流，有利于提高工程質(zhì)量。將來，BIM的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，BIM技術(shù)會(huì)發(fā)展的越來越好，最終應(yīng)用于整個(gè)建筑行業(yè)。

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作者:呂航 閆晶 李楊 彭歡 單位:常熟理工學(xué)院