学科前沿|你知道什么叫BIM吗？
建筑业数字化、网络化、智能化是大势所趋，互联网、大数据和人工智能在行业中深度融合与广泛运用，特别是建筑信息模型技术的集成应用，实现了项目全生命周期数据共享和信息化管理。
《建筑信息模型应用统一标准》GB/T51212-2016中对建筑信息模型解释如下：Building Information Modeling and/or Building Information Model，简称BIM，其概念为在建设工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此进行设计、施工、运营的过程和结果的总称。
一
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建筑信息模型的特点可视化即“所见所得”的形式，近几年建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的解决方法，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行，无论通过三维模型或者动画视频，直接提高沟通与交流的效率。有力地弥补了设计者、施工者、使用者因缺乏对传统建筑图纸的理解能力而造成的交流鸿沟。
也称一致性。在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说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。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如：电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。
模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。基于BIM的优化可以做下面的工作：
（1）项目方案优化：把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。
（2）特殊项目的设计优化：例如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助出图纸。
二
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建筑信息模型的应用传统应用
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三维渲染，宣传展示
三维渲染动画，给人以真实感和直接的视觉冲击。建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础，大大提高了三维渲染效果的精度与效率，给业主更为直观的宣传介绍，提升中标几率。
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快速算量，精度提升
BIM数据库的创建，通过建立5D关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。BIM技术能自动计算工程实物量，这个属于较传统的算量软件的功能，在国内此项应用案例非常多。
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精确计划，减少浪费
施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据，无法快速准确获取以支持资源计划，致使经验主义盛行。而BIM的出现可以让相关管理条线快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确人材计划提供有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。
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多算对比，有效管控
管理的支撑是数据，项目管理的基础就是工程基础数据的管理，及时、准确地获取相关工程数据就是项目管理的核心竞争力。BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。
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虚拟施工，有效协同
三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。
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碰撞检查，减少返工
BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。
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冲突调用，决策支持
BIM数据库中的数据具有可计量的特点，大量工程相关的信息可以为工程提供数据后台的巨大支撑。BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享，工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等，保证工程基础数据及时、准确地提供，为决策者制订工程造价项目群管理、进度款管理等方面的决策提供依据。
前沿应用
（1）安全管理
对于施工现场存在的安全隐患, 可通过RFID技术进行辅助监测, 并将监测反馈数据与BIM基础数据联动, 统一汇集到加载了BIM模型的监控平台中, 既直观显示了预警信息, 又便于施工现场的统一化管理。例如在施工现场重要区域 (如搅拌站、塔吊危险区域等) 安装RFID读取设备, 对现场施工人员安全帽或标识牌进行识别, 实现施工现场重要区域的人员定位、跟踪及管理, 及时采取措施, 避免事故的发生。
（2）资产管理
BIM与物联网技术相结合, 可在设施与设备现场为每个设施设备分配一个指定的RFID标签或二维码。在进行运维检修、定位查看时, 使用智能终端设备获取现场设施设备对应的电子标签并与BIM模型数据进行数据交换, 在可视化环境下显示对应的BIM模型, 还可查询相应设备的属性、状态及运维信息, 进而更加有效地制定维护计划, 避免过度维修或维修不足, 降低维修成本, 提高维修质量。
（1）工程勘察
不管在勘察设计阶段还是在施工阶段都需要测绘，传统的测绘方式耗时长、劳动量大。利用无人机进行地形测绘，日益成为一项新兴且重要的测绘手段。其具有采集效率高、成本低、机动灵活等优点，能够有效减少测绘工作量并极大地缩短工期。为施工团队提供细致、准确的测绘数据，以及评估工地现场及周边情况。
（2）过程管理
依托无人机及BIM+GIS管理平台、实时监测系统、信息系统。根据现场管理需求，计划监测时间，获取监测图像、处理无人机成果数据，通过信息存储到数据服务器，载入建筑信息管理平台平台然后进行查看、判断、存档记录，为现场管理人员提供管理决策建议，具体可以应用在前期准备工作、安全管理、进度管理、质量管理、文明施工及形象宣传等工作中。
三维激光扫描技术与 BIM 模型的集成在施工领域得到了越来越多的应用：在工程质量检测与验收、建筑物改造、变形监测、工业化精装修、辅助实际工程统计、钢结构预装配等方面具有重要的应用价值。例如，将三维激光扫描的结果与BIM模型进行比较，可以检查现场施工情况与模型和图纸的差异，有助于发现现场施工中的问题。
图文来源|工程管理系
排版|微博协会 周新园
指导老师|严欢 黄滔
审核|裴玮
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