2019年整理BIM技術在施工企業(yè)中的應用文獻綜述資料

1、BIM 技術在施工企業(yè)中的應用文獻綜述摘要：近年來，隨著我國BIM (建筑信息模型)技術的研究和推廣，BIM在我國工程建設領域的應用越加廣泛 ,在追求低能耗、低污染、可持 續(xù)發(fā)展的大背景下， BIM 已經成為建筑變革的關鍵性技術，在施 工企業(yè)中逐步得到普及和應用， 一些大型施工企業(yè)率先在項目實踐 中，開始引進和應用 BIM ，掀起了行業(yè) BIM 應用的一股熱潮。關鍵詞：BIM (建筑信息模型)；施工；碰撞丄、八1 前 言BIM 的英文全稱是 Building InformationModeling ，國內較為認可翻譯為： 建筑信息模型。 BIM 的概念最早由美國喬治亞技術學院 (Georgia

2、Tech College) 建筑與計算機專業(yè)的查克-伊斯曼博士(Dr. Chuck Eastman)在30年前提出：“建 筑信息模型集成了所有的幾何模型信息、 功能要求及構件性能， 利用一個單獨的 建筑模型涵蓋建筑項目全壽命周期內的所有信息，包括過程信息，如施工進度、 建造過程、維護管理過程等。 ”國際標準組織設施信息委員會 (Facilities InformationCouncil) 對 BIM 的定義是：“建筑信息模型，是在開放的工業(yè)標準 下對設施的物理和功能特性及其相關的項目生命周期信息的可計算或運算的形 式表現(xiàn)，與建筑信息模型相關的所有信息組織在一個連續(xù)的應用程序中， 并允許 進行獲

3、取、修改等操作。 ”近幾年， BIM 已經成為建筑變革的關鍵性技術，在施工企業(yè)中逐步得到普 及和應用，一些大型施工企業(yè)率先在項目實踐中應用。2.我國在施工階段對BIM技術的應用2.1 BIM 技術在施工階段的應用的研究 部分學者在對 BIM 技術在施工階段應用中的研究： 學者周春波在 2013年總結出 BIM 技術在施工階段的應用價值有以下五個方 面。(1) 三維渲染，宣傳展示，給人以真實感和直接的視覺沖擊。 (2) 快速算量， 大幅提升精度。 (3) 精確計劃，減少浪費。 (4) 虛擬施工，有效協(xié)同。 (5) 碰撞檢 查，減少返工。學者焦安亮，張鵬在 2013 年總結中建七局 BIM 技術實

4、施案例中總結出在 施工中應用 BIM 技術的方面。( 1)模型漫游，可以比較全面地評估任意位置景 觀可視度，從而為項目的整體評估提供全面、科學的依據(jù)。 (2)管線碰撞檢查， 發(fā)現(xiàn)部分管線標高錯誤， 橋架與結構發(fā)生碰撞以及管線與管線發(fā)生碰撞。 ( 3)技 術交底，針對某些節(jié)點復雜，構件空間關系定位等問題，建立模型，指導施工。( 4)仿真施工模擬，針對施工難度較大工作，通過建立BIM 模型，對施工進行模擬，驗證施工方案的可行性。(5)基于 BIM 模型，開展遠程“圖紙”會審， BIM 模型能夠直觀反映會審中暴露的問題，便于實時變換角度進行全方位、多 角度觀察，便于各專業(yè)協(xié)調溝通、同步調整，實時反饋

5、，討論修改。( 6)施工現(xiàn)場配合 BIM 模型提供了三維交流環(huán)境，便于施工現(xiàn)場各方交流的平臺，方便各 種方案論證，提高協(xié)同能力。學者王陳遠于 2012 年在基于 BIM 的深化設計管理研究中對基于 BIM 的深 化設計管理流程進行了深入剖析，充分考慮了深化設計和 BIM 的技術特點，建 立了以施工企業(yè)為主體的深化設計管理流程， 闡述了深化設計的具體內容， 明確 了項目各個參與方的責任， 建立的管理流程能夠保證深化設計的質量， 為解決施 工中因設計與現(xiàn)場產生的諸多沖突提供了切實可行的管理流程和方法。 通過基于 BIM 的深化設計管理， 得到經過復核的深化設計 BIM 模型、相應的碰撞檢查報 告和

6、優(yōu)化建議報告， 對協(xié)助建設單位及設計單位進行深化設計的審核， 保證施工 單位深化設計質量具有重要意義。學者張笈瑋，樊博瑯等在 2014 年關于某異形薄壁混凝土風洞工程施工中關 于 BIM 的應用進行了詳細闡述。異形薄壁混凝土風洞工程主體結構復雜，施工 難度大，基于實際工程，闡述了 BIM 在異形薄壁混凝土風洞工程施工階段的應 用，提供了風洞工程 BIM 施工模型的創(chuàng)建方法以及模型服務于具體施工過程的 實踐內容和路徑，為 BIM 模型指導風洞工程施工打下基礎。學者張建平，余芳強于 2014 年針對高速公路點多線長特點，提出了多細度 BIM 施工模型以及相應的多層次 4D 施工管理技術，開發(fā)了“基

7、于 BIM 的邢汾 高速公路 4D 建設管理系統(tǒng)”，并應用于實際工程中。通過創(chuàng)建邢汾高速公路整 體線路、工程標段、重點橋隧 /路段等不同細度的 BIM 施工模型，實現(xiàn)了基于 BIM 的宏觀、中觀和精細化管理相結合的多層次 4D 施工管理和可視化模擬。 為高速公路工程建設的 BIM 應用提供了方法、技術、系統(tǒng)和應用示范，可明顯 提高工程建設管理的信息化水平和效率。2.2 BIM 技術在施工階段的工程實例應用2.2.1 BIM 技術在地鐵施工過程周邊建筑加固中的應用 【5】（1）模型創(chuàng)建首先 輸人既有建筑物的模型信息，包括外輪廓、基礎情況（ 樁基位置、深 度， 箱形基礎尺寸、位置等） ，以便在加固

8、處理時進行位置判斷， 即圖形判斷 上的碰撞檢測， 避免后添加的加固構筑物與既有建筑、地圖關鍵點累積沉降值 下設施發(fā)生空間上的碰撞。其次，輸入當前地鐵工程的空間信息，包括隧道、車站位置及空間尺寸；也 可以直接從其他設計圖中導入圖形信息（三維 CAD 圖形信息），在三維顯示中進 行位置檢查。最后輸人加固措施中要創(chuàng)建的構筑物隔離樁、隔離墻注漿孔等尺寸及位置。 在此過程中也要對建設地鐵附近的既有地下管線、 電纜等進行空間位置信息 輸入，避免在加固措施實施時對其造成破壞。所有建筑物、 構筑物信息化輸人后， 對信息的空間合理性進行判斷， 查看 是否符合空間碰撞要求隔離措施與建筑物保持的安全距離是否符合要求

9、， 打孔 位置是否與已知基礎相交， 并獲取碰撞列表， 以便對有問題位置進行調整。（2）檢測流程 把肘間信：息添加到軟件中并按照：工程進度， 輸入檢測數(shù)據(jù)到空聞糢塑中； 軟件自動更新圖形， 顯示加固措施下形成的建筑物沉降、變形、檢測點的沉降 累積等信息。并把最不利位置以特殊顏色顯示出來以便改進措施， 防止破壞加 劇。對加固的效果進行預測判斷提前采取預防技術手段處置， 避免更大的危害 情況發(fā)生， 從而減少對地鐵鄰近建筑物的影響與破壞， 同時降低處置費用， 節(jié) 約成本。（3）獲取結果 通過使用基于 BIM 技術并結合相對應軟件的開發(fā)利用， 地鐵施工過程中對周邊 建筑物的影響都可以掌握在可控范圍之內。

10、 利用軟件可以對周邊建筑及基礎等構 筑物所要發(fā)生的趨勢提前預知，做到BIM的4D虛擬施工，模擬在建地鐵與加固 的相關建筑物的空間位置， 判斷各個構件之間位置關系是否合理； 控制施工進度； 監(jiān)控施工質量； 對施工材料進行自動化管理； 在施工過程中檢測建筑物沉降變形 數(shù)據(jù)并輸入軟件， 用軟件仿真模擬建筑物、 地基等的變化趨勢， 判斷當前措施是 否能夠滿足加固要求， 從而及時提出改進措施， 實現(xiàn)高效施工， 保證安全的同時 節(jié)約成本。2.2.1 BIM 技術在指導鋼筋混凝土環(huán)梁施工中的應用 【6】 中航紫金廣場中鋼筋混凝土環(huán)梁的尺寸高度大小不一， 且每個混凝土環(huán)梁與 多條直線混凝土框架梁連接， 單節(jié)點

11、處最多有 6 條直線混凝土框架梁交接， 因此 對于鋼筋混凝土環(huán)梁節(jié)點的施工， 在搭設支撐腳手架、 環(huán)形模板制作、 模板拼接 加固、環(huán)形鋼筋加工制作、 現(xiàn)場鋼筋綁扎、 混凝土澆筑等方面的都將給施工造成 一定的難度。該工程鋼筋混凝土環(huán)梁的施工采用 BIM軟件中的R evit2013進行建模，GJ2013 鋼筋三維算量進行鋼筋安裝步驟分解，并采用 3Dmax 渲染效果，模擬出混凝土 環(huán)梁的整個施工過程，包括精確定位腳手架、模板、鋼筋等布置及安裝、鋼筋安 裝至混凝土澆筑、 拆模等過程把握施工要點， 攻克施工技術難點， 從而使鋼筋混 凝土環(huán)梁質量得到保證、 施工進度上也得到了提升。 此項技術的應用， 讓

12、整個施 工過程具備了可視性和直觀性，更便于指導施工。2.2.1 基于 BIM 技術的地鐵風水電安裝碰撞檢測 【11】在上海軌道交通 11 號線石龍路站碰撞檢測實例。使用Revit MEP構建通風空調系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和動力照明系統(tǒng)三個專業(yè)的 BIM 模型，構建模型根據(jù)每個專業(yè)的不同系統(tǒng)進行區(qū)分。為使得 BIM 模型更加 便于現(xiàn)場分析和效果逼真， 除去風水電三個專業(yè)之外， 在進行碰撞試驗之前還須 建立站前土建專業(yè)結構圖及各系統(tǒng)專業(yè)圖紙， 便于完成管線與結構之間的碰撞檢 測。實際操作中， 數(shù)據(jù)分析人員根據(jù)施工圖紙將圖紙中各專業(yè)管線、 支吊架、 空 調設備、風機、水泵等各類信息通過R evit MEP

13、進行構建，經過分析核對后通 過Navisworks Manage軟件進行管線結構綜合分析，建立 BIM石龍路站模型。首先通過 Navisworks Manage 軟件中的數(shù)據(jù)信息處理工具來設置管線之間 容差值，考慮到管線操作空間及保溫層厚度后， BIM 模型對車站建筑、結構、 風水電轉業(yè)及各類系統(tǒng)專業(yè)模型進行碰撞分析， 根據(jù)軟件提示全車站共有碰撞點 1 000 余處。其次，剔除已經完成施工的建筑和結構中的碰撞沖突， 在對土建信息修正后， 核對碰撞點。經過統(tǒng)計分析，約有 13% 為噴淋系統(tǒng)支管和各專業(yè)管線碰撞沖突， 通過調整標高可以避免這類沖突。 經與設計溝通， 在消防允許范圍內將噴淋系統(tǒng) 支管

14、高度進行調整，將碰撞檢測沖突進一步減少通過BIM碰撞檢測后，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的碰撞點，在管線綜合優(yōu)化中采取調整不 同專業(yè)標高、 調整風管規(guī)格或者橋架結構等方式來避免碰撞， 在施工過程中進行 實時記錄，減少了各專業(yè)之間由于施工不同步造成的摩擦， 避免安裝后出現(xiàn)返工、誤工的情況，節(jié)省費用 30%左右，經濟效益明顯。2.2 BIM 在綠色節(jié)能中的應用2.2.1 BIM 在綠色節(jié)能中的應用研究學者肖良麗，吳子昊于 2013 年提出 BIM 技術在為綠色建造方帶來的價值 有以下三個方面。（1）利用 BIM 技術應用軟件創(chuàng)建好的 BIM 模型，軟件可自 動檢查碰撞情況，甚至是軟碰撞情況（低于規(guī)定間距即報警） ，提

15、供碰撞檢查報 告，尋找出最佳的解決途徑， 從而根本上杜絕因碰撞引發(fā)的資源浪費、 能耗和工 期損失。（2）利用 BIM 技術，進行精確斷料、裝飾塊體的排版、模板的木工翻 樣，進行優(yōu)化下料，可大為減少廢料，減少材料損耗。在計劃上，可以通過虛擬 的施工來判斷所需要的資源及配備情況， 從這個意義來講， 大大節(jié)約了資源， 避 免了浪費。（ 3）利用 BIM 技術、信息共享的原理，大家都向最新的 BIM 實時 獲取準確數(shù)據(jù)的能力大為提升， 項目協(xié)同能力提高， 在一定程度上加快了工期推 進，降低了資源消耗。2.2.2 BIM 在綠色節(jié)能中的應用實例 【12】學者管昌生， 張海華等以位于武漢地區(qū)的一棟 10層

16、的典型辦公樓為背景， 將 建立的 BIM 模型導入到節(jié)能分析軟件中， 通過對該建筑的太陽輻射、 建筑遮擋和 建筑能耗等分析對該項目進行建筑節(jié)能分析。通過對建筑的太陽輻射分析和最佳朝向分析，測算出最佳朝向和最差朝向， 并得出標出了最佳朝向16 5°,最差朝向75°。同時還分析出了全年平均輻 射量，最多的朝向（110°），過冷期輻射量最多的朝向（162.5°），過 熱期內輻射最多的朝向（8 5°），以及各個朝向的曝射量。該項目主要是根據(jù)建筑所處武漢地區(qū)的環(huán)境的空氣濕度溫度、 流速等來確定 一個相對舒適的區(qū)域，為建筑的被動設計策略提供依據(jù)。通過設置人

17、的活動量、 窗墻的比例，以及太陽能采暖效率，根據(jù)氣候數(shù)據(jù)對模型進行分析，并得出，當 將窗墻比例提咼到4 0%時，35月間的室內熱舒適度都有很大提咼。除了對單獨的某種策略進行分析之外， 還對這些策略進行組合， 以找到最佳 的節(jié)能、舒適的組合方案。 并得出被動太陽能采暖在4月份和10月份的效果最 好，分析出了被動設計前后的舒適度，可以提高建筑舒適度35倍，效果顯著。EcotectAnalysis遮擋分析主要是根據(jù)太陽運行軌跡圖，相關的氣候條件， 建筑周圍的環(huán)境， 以三維模型的效果圖來直觀顯示建筑的遮擋 及投影情況。 該項目中用大小、 形狀、咼度等相近的塊體來表示小咼層辦公樓周 圍的建筑， 并且與要

18、研究的辦公樓之間的距離是相同的。 通過模擬來確定辦公樓 的遮擋及投影情況。根據(jù)規(guī)范，按照普通辦公樓的人均占有面積、 常規(guī)的在室率及不同房間電器 的功率，對該棟建筑進行的空調系統(tǒng)能耗分析。 得出，該建筑中在1、 2、11、 12月的制冷所耗的能源最多， 在7、8月份空調制冷時的耗電量較大， 與實際 情況相吻合。2.3 BIM 在項目安全管理中的應用學者王世全于 2014 年 BIM 技術在項目安全管理工作中應用于以下幾點。（ 1）主體建模與重大危險源辨識。 （ 2）安全防護安裝模擬與 3D 漫游。（ 3）現(xiàn) 場平面管理。（ 4）專項方案編制和優(yōu)化。 （ 5）三維可視化安全技術交底。 （ 6）安

19、全防護用品采購計量和復核。 （ 7）關于安全區(qū)域界定和現(xiàn)場安全引。 （ 8）導應急 預案虛擬演練。（ 9）安全事故模擬視覺體驗和虛擬案例還原分析。3 BIM技術在應用中存在的問題：學者周春波在2013年總結出施工企業(yè)BIM 應用中存在的主要問題有一 下四個方面。（1）對信息化建設的認識和信息化意識有待加強。（2）對信息化建 設的資金投入不足。（3）專業(yè)技術人員數(shù)量不足、質量不高。（4）政府和行業(yè)主 管部門的政策支持缺失。學者焦安亮，張鵬在2013年提出目前BIM在建筑業(yè)中的應用還存在以下不 足。（1） BIM推廣應用大環(huán)境尚不成熟，政府和行業(yè)應完善建筑業(yè) BIM技術相 關標準、規(guī)范、政策，積極

20、引導和激勵建筑企業(yè)推進BIM。 （2） BIM應用軟件之間缺乏交互性，兼容性不強，軟件功能性有待加強。（3）項目運作缺少協(xié)同，BIM應用過程中缺少統(tǒng)籌管理，項目不同階段、不同專業(yè)及參與方信息缺少統(tǒng) 籌規(guī)劃，導致信息孤島，影響 BIM應用效果。學者潘佳怡，趙源煜在2012年通過對比中外建筑業(yè)BIM發(fā)展的關鍵阻礙因 素，發(fā)現(xiàn)中國的阻礙因素具有如下 5個特點。（1）在BIM發(fā)展過程中，與政府、 業(yè)主以及建筑業(yè)的團體或者組織有密切關系的阻礙因素較其他國家多。（2）與法律相關的因素對于中國建筑業(yè) BIM發(fā)展的影響力比較大。（3）從業(yè)人員的心理 和思維方式對BIM在中國建筑業(yè)發(fā)展產生的阻力比較突出。（4）

21、中國建筑業(yè)重 視研究和開發(fā)本國的BIM軟件。但是目前國產軟件缺乏的現(xiàn)狀，嚴重阻礙BIM在中國的發(fā)展。（5）雖然經濟因素對于中國建筑業(yè)來說不是最關鍵的阻礙因素， 但是對于BIM的發(fā)展有一定的阻力。在經濟阻礙因素方面，中國更重視對于BIM 帶來的經濟效益問題，而國外更關注軟件購買和硬件升級的費用。學者何清華，張靜于2012年通過BIM實施障礙進行總結，再結合施工企 業(yè)本身的特點，歸納得出以下影響因素對以上BIM實施障礙進行總結，再結合施工企業(yè)本身的特點，歸納得出以下影響因素：（1）業(yè)主未對施工單位提出明 確的使用BIM的要求缺乏客戶需求；（2）政府推行BIM力度不夠缺少政府的 指導/方向；（3）

22、BIM實施未得到高層領導的鼓勵和支持要求高級管理層統(tǒng)一認 識，用足夠的時間來評價BIM的應用效果；（4） BIM軟件本身存在技術問題， 不能很好地為施工單位所用BIM軟件的可操作性與易操作性差，數(shù)字設計資料 的可計算性，有意義的數(shù)據(jù)互操作性，現(xiàn)有的BIM軟件過于復雜，不能同時追蹤進度和成本，缺少應用接口 ；（ 5）實施BIM的成本太高軟件成本高昂；（6）從業(yè)主、設計到施工對模型的信息共享度太低最終的BIM模型需要行業(yè)各專業(yè)人員的共同努力和投入，承包商沒有從設計方得到BIM模型，而是從傳統(tǒng)的設計方拿到資料自己去建立模型；（7）現(xiàn)有的業(yè)務流程制約了 BIM應用；（8） 與BIM相關的行業(yè)規(guī)程及法律

23、責任界限不明不能明確BIM數(shù)據(jù)的所有權及如何通過版權和法律保護這種所有權，缺乏相應的法律和保險框架，當前的職業(yè)責 任保險條款不完善，對數(shù)據(jù)所有權和責任存在不確定性；（9）建筑行業(yè)缺乏針BIM模型、建立和完BIM受益程度相對較對BIM應用的標準合同語言缺乏 BIM過程的標準性和BIM實施的指南方針， 對AEC行業(yè)由誰（業(yè)主、設計師和承包商）來建立和完善 善BIM模型的費用如何分配沒有定論；（10）施工單位的 低；SfflBIM在施工單位沒有得到廣泛推廣。技術應用。（1）施工 技術的研究和4 BIM技術的前景：學者周春波在2013年總結出施工企業(yè)如何開展BIM - 企業(yè)決策者要及時轉變方向提出策略，積極主動地投入到BIM 應用中。（2）BIM 技術對軟硬件的要求較高，需要投入較大的資金進行計算 機硬件的升級換代。（3） BIM軟件的使用，需要一整個團隊協(xié)同工作才能完 成.（4）目前施工單位對于BIM 技術的應用還處于探索應用階段，沒有太多的 實際工程經驗.（5），組建成熟的BIM 技術應用團隊，應對各種不同項目任務 的挑戰(zhàn).學者焦安亮，張鵬在 2013年認為 BIM 將在以下幾個方面取得突破。 （1） 智慧建筑。（ 2）智能協(xié)同平臺。（3）智能化施工與綠色建造。5 結語施工企業(yè)目前對 BI M 的理解還有待