BIM技术在模块化钢结构建筑中的应用研究

王丽英 骆文进 郭盈盈

(重庆建筑工程职业学院，重庆 400072)

BIM技术应用对项目建筑施工质量及效率提升影响颇大，更对日后整体工程安全问题作用颇深。然而现阶段有关BIM技术在模块化钢结构建筑中的应用相对研究较少，本文对行之有效的措施进行了分析研究，如对项目建筑设计方案进行确定、采用多专业协同一体化设计方式、强化三维碰撞检查、提升虚拟施工指导等。本次研究对BIM技术在模块化钢结构建筑中的应用进行分析，有十分重要的理论意义。

1 BIM技术理论概述

随着我国市场经济建设迅猛发展，工程建筑施工作为城市发展重要手段，其关键性不言而喻。如何更为快速、精准及严控进行工程施工，一直备受诸多学者关注。BIM技术诞生及应用有效解决工程施工效率低、返工多、成本高、复杂大等情况。BIM技术，即building information modeling缩写。翻译为建筑信息模型。BIM技术是通过对建筑工程项目中的各种信息、数据等进行汇总分析，将其作为建模的核心基础。该建筑模型建立后与以往的图纸设计不同，将三维效果、模拟仿真、立体视觉等进行呈现。BIM技术具有以下特点。第一，真实性，从建筑项目信息数据获取方面都是严谨执行“真实原则”，确保建模后各信息反映的真实精准。第二，完备性，建筑建模中信息具有完备性特点，即数据全、模型全、结构全、物料全、设计全。第三，立体性，立体性是BIM技术独有重要独有特色。立体性主要是指建模的可视化呈现，立体三维效果加上可视调控，让整个建筑模型更加清晰、立体，对全面掌握建筑工程项目施工及科学优化施工管理起到积极作用。

2 模块化钢结构建筑主要特点

建筑工程施工逐渐由传统模式向技术层面转变，从项目施工设计、施工物资筹备、施工机械投入等都从复杂化向简单式推进。模块化钢结构建筑是“模块式建筑”范畴的一种。其主要是通过预先结构设计制造，将现场施工流程进行全面优化，只需将预先设计制造好的模块进行组装便可[1]。钢结构建筑顾名思义是指该建筑整体材料为钢，即模块化钢结构设计、拼装、搭建。首先，模块化钢结构建筑施工较为环保，杜绝了传统现场施工的复杂性、涉及性，将污染源降至最低。其次，从施工效率及质量层面分析，通过采用模块化建筑施工可极大缩短工期，同时，可对预先建工构件进行快速检测，将施工质量迅速提升。最后，降低施工成本、保障安全稳定。通过该模式应用，有效降低设备、人工、材料等成本投入，并将施工风险降至最低，进而起到双重功效。

3 BIM技术在模块化钢结构建筑中的应用分析

3.1 对项目建筑设计方案进行确定

在进行BIM技术模块化钢结构建筑应用前，需对该项目建筑整体设计方案进行明确，即开始初步设计。首先，采用BIM软件当中的REVIT平台对该钢结构建筑进行初级设计，在该阶段一定要将钢结构相关数据信息进行搜集，确保数据信息的真实性、精准度。主要以REVIT钢结构建筑BIM模型为主，在完成钢结构建筑模型后采用第三方插件进行虚拟现实模拟，即采用lumion软件。该阶段主要以3D可视化呈现为主，将该钢结构建筑整体方案进行动画效果演示。最后，将该项目模拟动画演示展现在客户面前，并与其进行沟通研究，对其设计方案是否满意，如客户建议或想法可根据具体情况进行设计改动[2]。

3.2 采用多专业协同一体化设计方式

在完成上述工作后，已经项目建筑设计方案进行最终敲定。首先，利用Revit工作平台中各种专业对该项目进行协同化设计。通过分析后发现Revit工作平台中的“工作集”模式对协同设计十分重要。即为设计者提供共享工作方式。例如在进行钢结构建筑设计当中，往往涉及诸多因素，从工序及环节上不免出现误差冲突。通过利用工作集，可以将自身设计分享到其他专业设计中去，让不同专业设计之间可快速协调、解决问题。其次，要根据具体钢结构建筑实际情况进行工作开展，比如某钢结构项目建筑中包括：水电暖、结构、建筑等。如采用工作集设计方法，水电暖在专业设计及建模过程中可点击项目文件之中的“查看”，就可以及时掌握另外两个专业设计建模情况。如三者出现协调不同步或存在问题等情况，可通过文件同步与实时交流进行处理。对整个BIM建模小组工作整体进度优化尤为重要。

3.3 强化三维碰撞检查

BIM技术应用在于将钢结构建筑设计中的问题进行及时发现，传统二维图纸设计中通常缺乏立体感，在设计理念及流程上往往无法从建筑结构综合层面考虑，这样就导致不同专业之间出现碰撞等情况[3]。在模块化钢结构建筑中更为突出，由于模块化搭建与衔接施工流程的特殊性，极易发生钢结构与综合管线之间的干涉碰撞。该问题则往往在施工过程中才会发现，导致急需返工，对人力、成本等造成较大损失。通过在模块化钢结构建筑中应用BIM技术，将所有结构模型、数据信息、不同专业设计进行融合展现，包括三维碰撞检查、优化三维管线、规避管线碰撞等。这样可在避免返工与降低成本上起到积极推动作用[4]。

3.4 提升虚拟施工指导

采用BIM技术通过虚拟三维建模可对整个施工过程进行交底指导。传统设计方案与技术方案无法实现施工流程精细化、精准化。往往都在施工过程中不断改进、加强[5]。这样就直接对模块化钢结构建筑成本、安全、人力等造成影响。BIM模型实现了虚拟呈现、可视化分析，将模块化钢结构建筑施工中的模块搭建、合理拼接、专业应用等进行快速细化，让施工管理者可直接明了的发现工程难点、重点，在进行施工指导过程中不再盲目、困惑，极大提升了施工效率及成本降低。其次，在施工指导过程中管理者通过建模可视化，对各工种、专业及流程的协同性进行掌握，模块化钢结构建筑不再是单一化的搭建施工，而是将水电暖、结构、装修等进行统一协调指导，管理过程也不再分节、孤立，则是快速反馈、快速沟通、快速处理。最后，实现全程施工流程模拟，BIM建模将模块化钢结构建筑施工流程进行全程模拟，通过一次又一次的演示模拟，让管理者更为清晰的掌握管理流程，如施工材料管理、施工技术管理、施工机械调度、施工成本预算、现场安全监测等。将质量问题、安全问题、成本问题、设备问题等进行全面优化。在模块化钢结构建筑得以顺利开展之上进一步提升效率。因此，从工程施工精细化管理层面分析，通过采用BIM技术进行建模模拟，推动建筑工程施工形式现代化进程[6]。

4 结 论

综上所述，通过对BIM技术在模块化钢结构建筑中的应用研究进行分析研究，主要包括对项目建筑设计方案进行确定、采用多专业协同一体化设计方式、强化三维碰撞检查、提升虚拟施工指导等，从多方面、多角度对BIM技术在模块化钢结构建筑中的应用进行分析，为下一步工作开展奠定坚实基础。