BIM论文参考:浅析BIM技术的应用现状及未来发展前景展望

2022年3月4日BIM科技5阅读模式

摘 要

BIM,一种基于智能模型的流程,作为一种信息化应用工具。在西方发达国家及日本、新加坡等国,在工程建设领域的取得了良好的发展。不可否认,BIM信息化工具与装配式建筑建造方式的融合,是时代发展的产物,是现代建设工程领域的需要。

基于BIM应用技术的装配式建筑,其优越性是传统建造方式不可比的。实现了标准化设计,克服了传统CAD图的一些弊端;实现了构件工厂化生产,改善劳动强度和劳动环境,减少劳动力;基于BIM的构件精细化安装,确保工程了质量、降低产品成本,缩短了工期;现场作业量减少、大部分机械化生产,降低了劳动力成本,减少了风险;改变了传统现场施工的脏乱差现状,减少污染、节能环保;在运维阶段,基于BIM平台信息化管理,其便捷性、有效性、完备性、更加体现了BIM技术应用的优势和强大。

历史的原因,在我国,BIM技术认知和运用有待探索研究。近年来,国家及建设主管部门非常重视BIM技术在工程建设领域中的运用,随着政府的大力扶持和推广,更多的相关企事业单位对BIM技术在工程领域中的运用建立新的理念、克服当前市场困难,在建设工程生产运用愈来愈多,BIM技术的运用必然对国家、社会和企业不可限量的回报。

关键词:BIM技术、装配式建造、现状与前景

引 言

近年来。世界科技的迅猛发展以及全球生态环境(节水、节材、节地、节能-环境保护)保护的需要,在建设工程领域正进行着一场历史性的革命,改变建筑工程传统建造方式落后的现状。逐步被一种更先进,更符合时代特征的建造方式替代。那就是基于BIM信息模型的装配式建筑的研发和普及。

装配式建筑:建筑构件在工厂预制化生产、现场装配式安装为模式。标准化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修。为确保工程质量和结构安全、减少不必要的浪费、节约工程成本,必须以“构件标准化设计、构件精细化加工、安装精细化管理”为基础,因此诞生了BIM信息化模型.

BIM,非简单的信息化模型,在工程建设领域,信息化模型是动态管理应用,基于其模型可视化、建造模拟化、信息完备性等特点。与装配式建筑建造方好的融合。可以说,BIM是是装配式建造发展的基础。没有BIM技术的应用,装配式建筑就不能健康、可持续发展。

在我国,人口众多、幅员辽阔。基础设施建设及“安居工程”市场广大,由于历史原原因,工程建设领域大部分采用的还是传统式现浇结构建筑。近年来,国家政府部门对BIM技术在工程建设中的应用高度重视及引领,众多研究机构或企业,利用BIM技术在建设工程全生命周期内的深入探索和研究,已取得了初步进展。五年、十年或者更长一段时间,BIM技术在我国工程领域的运用将完全得到普及。

重点需要说明的是,在建筑工程领域,传统现浇方式变革为预制装配式建筑,预制装配式建筑是基于BIM信息模型基础之上,可以说,没有BIM应用技术,就没有装配式建筑的发展。

BIM(Building Information Modeling或Building Information Model),在工程领域,更体现了前者(Building Information Modeling)的优势,即BIM在建设领域的运用是一个动态的过程,是贯穿建筑工程从规划设计至运营维护阶段全生命周期的运用。

笔者,作为一个建设工程领域管理界一个普通人士,深知BIM在我国建设工程中的运用还很少。由于过去的传统建造方式,设计上,很多设计单位人员在BIM建模技术上培养不足,适应了二维CAD出图,甚至很多“套图”,错漏碰缺时有发生;施工上,吸收了大量的“农民工”,整体文化素质较低,不便接受新鲜事务;建筑市场长期以来不正当竞争等乱象,个别企业甚至低价中标......由此,不能有效确保工程质量,安全隐患多以及资源的浪费和建筑产品成本较高。

1.BIM技术在我国应用的现状

基于BIM技术应用的装配式建造方式前期发展资金投入较多;市场装配式建筑产业链发展不完善,国家相关标准规范不完善......随着政府对基于BIM的装配式建造的重视和推广,大部分央企、国企在实践中做做样子、喊喊口号,而对于部分民营企业,上至企业负责人、下至项目管理团队、作业工人、对BIM理念一概不知。故此,作为一个建筑领域建造方式历史性的革命--基于BIM应用技术的装配式建筑的发展,在我国还需做很大努力。

政府政策层面

1.1.1国家BIM发展计划未落到实处

我国自2003年引进BIM技术,国家“十一五”科技支撑计划、“十二五”建筑信息化发展纲要等文件的诞生,近二十年,BIM在我国建设工程领域发展趋势仍不乐观。笔者所知,从各级建设行政主管部门、质安站、备案部门等相关建筑领域人员适应了传统建造方式,对BIM技术应用理念较差甚至不太接受,BIM技术及应用管理团队的建设还有很长的路要走。一种新的建造理念让大多数人接受并适应,不可纸上谈兵,需要全社会共同努力。

1.1.2相关标准、规范制定不完善。

目前我国对相关BIM模型标准还在制定、完善过程中,对基于BIM的装配式建筑还有待研究和探索;实践过程中,由于对BIM技术理解和认知的不同,会存在很多争议和分歧,阻碍其发展。工程建设领域从建设规划、招投标、BIM模型创建和应用、标准化构件生产、基于BIM施工建设质量、进度和成本控制、基于BIM安全与环境健康管理、合同管理、信息管理,都需要相关规范和标准去引领。

1.2.3 BIM模型应用需政府大力推进

基于BIM技术应用在建筑市场未形成一定规模,尤其在如今经济转型时期,很多企业商家猜测国家政策导向,且近来国家系列的宏观调控政策,不可避免的给国内的民营、私营建筑企业的发展造成了危机,对于应用BIM技术还处于观望阶段,没有投入实际运用,同时,标准化预制构件厂的建立,前期需要投入大量的资金和资源,需要国家政策扶持。以国家支撑为其规避风险促其健康发展。可以说,BIM技术的运用,没有国家明确的政策和态度,就没有BIM技术的健康发展和应用。

1.2业主方的障碍

业主的需求是推动BIM在建设行业发展的主要动力之一。他们的终极目标是以最少的资金成本获取自已想要的产品。而BIM技术应用处于摸索实践阶段,市场不成熟,初期实施成本高,甚至在建筑产品生产上高于传统建造方式。这种情况下,没有政策的约束和支持。BIM技术运用很难实现。这是BIM技术应用于施工阻碍的重要原因,

同时,目前多数业主对BIM技术知识缺乏。缺少BIM模型创建技术团队和管理班子、在进行BIM应用平台的建立和维护、利用BIM技术进行招投标,更需要一批对BIM技术经验丰富的团队作为组织上的支撑,否则得不偿失。

1.3设计层面

当前,许多设计单位为了追求利润,在设计上,骋用临时工,对房屋建筑设计进行图纸“类似项目套用”据项目实际情况作修改、补充,很大节省了设计成本,成就了设计老板。而设计单位使用BIM技术需要投入的时间和资金来建设新的设计流程,且培养有BIM理念的技术的设计人员,同时还要配备大量的设施,需大笔资金投入;

传统上,已然形成了一个不合理的规则,设计人员较施工人员地位高,形成了内部非平等的关系的常态。设计方对同一工种的协作基本能实现,而BIM,是建设方、施工方、设计方、构件生产方等各工程参与方协作,实现起来难度较大,需要改变他们本身的理念。

1.4施工单位层面

1.4.1项目投标方面:

国家推行“EPC”工程总承包多年,但实际上在招投标方面各种限制,并非实质性的”EPC”工程总承包模式,更多的“总承包商”没有相关资质和劳动力资源,管理团队缺乏,利用各种关系,背地里进行转包、违法分包模式。投标企业为了追求中标,特别是民营企业,想尽一切办法,“围标”、“串标”资质不足“挂靠”.......产生大量额外费用,竞争企业多,甚至低价中标。这种模式成就了太多不劳而获的人,而应用BIM技术进行多方协作,相关信息透明化,不便于“暗箱”操控,他们内心就拒绝其发展。可以讲,BIM技术的应用,仅靠政策引导和鼓励是不行的,是没有发展的,须带一定的法律强制色彩。

1.4.2施工方面

施工组织结构薄弱,长期以来,各工程项目的诞生,利益相关者经常是临时聘用部分较有文化和经验的所谓“农民工”组建项目管理班子,整体技术力量差,科学施工理念差,更别说他们应用BIM这一新的理念,不妨试试,很多企业的项目管理班子,他们对BIM究竟是什么都无从所知,更别说应用于管理了;传统施工模式长期运行的过程中,不可避免的产生:社会乱象多,基层建设行政主管部门、监理单位、甚至于检验试验单位等,送收红包已成潜规则,笔者在四川一工地任项目经理期间,施工过程中,上至建设行政主管部门、环保局、执法局,下至建设单位代表、设计单位人员、监理单位人员、检测部门、规划测绘人员进入工地就代表收红包,施工单位成被啃的对象,甲方与施工方协同,以各种方式减小项目施工的实际成本,甚而不按图施工,从中获取非法利益,见到这一乱象,我去年底就辞去了项目经理的职务。受疫情影响,现在还赋闲在家。对于对政府部门的工程项目,过程中的签证、设计变更事项多,但对施工企业,经常以各种理由,最终不得落实;再者,当前建筑工地现场作业人员、大部分为五、六、七十年代人员,由于历史原因,他们文化素质较低,甚至于有些连自个的名字都不会写,也很少经过培训;

上述描述情况,如何让BIM技术应用落地,这是耐人寻味的问题。它的产生,让多少人损失了既得利益。

1.4.3工程款支付方面

笔者曾做过一个项目,EPC总包模式,15年底组织了竣工验收,然后在办理决算过程中、经过审计、设计单位核实变更事项、甲方现场再次核量等等系列问题,决算办理完毕已然到2018年底,2019年底工程欠款才完全到位。近几年,国家一再强调各项目实行实名制,不能拖欠农民工工资一个月以上,又有几家企业执行了。施工合同明确的注明工程预付款约定发放,工程进度款按月工程量70-85%执行月结,而业主方一拖再拖,对于施工企业,还只能默默忍受着,表面哈哈哈的应承着。否则,业主就会给你好看,放弃你这个利益团体合作的机会。垫资施工成为一种常态。接踵而至的便是拖欠农民工工资。年底想尽办法能拿到手就算OK.

基于上述原因,对于施工企业讲,怎么会意愿性的、主动的投入BIM应用技术建造理念中去。一个建造方式的变革,前期要投入大量的设施、人力,增加成本。故此,上述因素阻碍了BIM推进的进程。

1.5基于BIM预制构件生产方

1.5.1对于预制构件厂,资金投入大

传统的市政工程上的构件单一、制作工艺简单,有较成熟的发展。而对于基于BIM技术应用的协同深化设计的装配式建筑工程来讲,构件来种类多,体量大、做工要求精细、工艺较为复杂。需要新一批具有一定文化素质、专业技术水平的产业工人,同时,要投入大量的设备资金,在市场装配式建筑未形成规模化,国家没有统一的标准和分类,建厂资金风险极大。这就需要政策和市场促其发展。

1.5.2缺乏有经验的人才

对于BIM技术人才,大部分原始厂是一片空白。基于BIM构件生产,需要协同深化设计人才,他们必须要有丰富的经验,从制作到运输再到售后服务。购入大量设备,需要有知识的人经过严格的培训。从劳动型向技术型转变,也需要投入资金和时间。

此类种种原因,当然还有历史、社会原因等等。成为BIM技术应用的阻碍。一种生产理念的改变、一种建造方式的变革,有如一个新生事务的产生,要突破重重妨碍,都要经过起萌、发展、兴衰的过程。

但是,纵观历史、着眼现实、放眼未来。BIM技术在建筑工程领域的应用是现代社会的要求,它的发展是必然的。就像1992小平同志南巡,是在怎样一个环境下,冲突了保守派的重重阻力,解放观念、进一步解放生产力,才有今天祖国的强大。

2.BIM发展的必然性和前景

2.1建筑工人的工作方式改变是全社会的需求

诸位:你们应当观察到一个现象。步入建筑工地,细心一些的人会发现,建筑工人几乎是年龄偏大的人,年轻人愈来俞少,而且工资越来越高,企业迫于无奈,为降低劳动力成本,违法招用60岁以上的人,比例也不少。今年可能不一样了,国家几乎全面强制实行实名制管理(工地上不允许用60周岁以上的农民工)。

自2008年汶川地震伊始,中国建筑业是真正火了近十年。建立了大片的高楼大厦,房地产业已逐步趋于饱和状态,为阻止市场盲目发展,国家对建设工程领域调控严了,工程相对少了,但是,就是在当前疫情影响,经济形式不乐观的情况下,产生了大量失业人员。而几乎全国各地在招建筑工人,模板工、钢筋工、水电工等。

国家改革开放的同时,作为九十后的人来说,他们的观念也随之变化,传统的建筑工地,在脏、乱、差的环境下、劳动强度大,作业时间长、无规律。很大一部分,因为长期与老人、子女分离,产生很多社会问题,很多家庭,甚至走向婚姻的边缘;他们的父母从建筑工地回家的样子,在他们的头脑中留下了阴影,这辈子、下辈子也不搞建筑。也就是说,正在做“农民工”的这一部分人,一个个“退休”,数量逐年在递减, 劳动力缺乏正在成为当前建筑业发展的制约。

基于BIM技术运用的装配式建筑,产生了大量的机械化生产代替了人工作业,劳动力大大减少,同时,增加了工厂化作业,作业人员的工作及生活环境也有了很大的提高,可以把部分有知识、有文化的年轻人吸引进来。传统的劳动型逐步被技术型工作替代。BIM技术的应用,劳动环境差、劳动强度大的工作将慢慢消失在历史长河中。顺应了时代的发展。

2.2生态环境的需求

如今,科技发展了,人们生活水平提上了新台阶,全民奔向小康。然而,生态环境却日益恶化了。北京、天津、成都等大城市很难见到蓝天。建筑工程领域传统现场现浇混凝土施工方法,以及耗费大量的水资源和木材资源,产生大量垃圾,以及大面积临时施工用地,是破坏生态环境的生态恶化的重要原因之一。

中国,乃至世界愈来愈重视节能、节材、节水、节地,保护生态环境,而基于BIM技术应用的装配式建筑顺应了这一要求。有效地改善大自然环境,还给我们蓝天。

2.3建筑业精细化发展的需求

传统建造方式,设计、施工、运维相对分离,不利于工程成本控制。施工过程中,由于设计不当、施工单位不能正确的理解设计意图等,导致的工程变更、返工现象很多,还存在互相扯皮现象。造成了大量的资源浪费,给国家、企业带来较大的经济损失。

传统式建造方式,施工期限较长,主体施工及二次结构装修分离,部分地区雨水多、个别地区冬期施工量大,导致建设周期较长。

传统的建造方式,不利于控制工程质量。虽然相关规范规程、国家标准建立健全,但由于各相关单位分离管理,以及社会上的不良风气,对建筑工程质量是一个极大隐患。

传统的建造方式,安全隐患多。高处作业、交差作业、湿作业、现场大量露天作业,隐藏了大量的安全隐患。

基于BIM技术的装配式建筑,有效的克服以上问题。各参建方协同,通过方案的优化设计,通过各方的建议和探讨、合作,有效解决了工程中的变更、图纸上的错漏碰缺问题,节约资源和建设成本;基于BIM的装配式建筑,结构装修一体化,雨天、冬季也可以在工长进行构件施工,大大缩短了工期;基于BIM的装配式建筑,相关参与方在图纸理解、施工工艺透明化、协同处理平等化,利于工程质量;基于BIM的装配式建筑,大部分作业机械化,在工厂就能完成,高处作业及交差作业范围缩小,减少了露天湿作业,安全隐患很大降低。

虽然,基于BIM应用技术装配式建筑的普及化,目前还存在很多困难,前期发展阶段投入资金较大,但后期给企业、给社会带来不可估量的效益。

2.4信息化产业发展是建筑工程运维阶段的需求

一座大楼的诞生,方案规划至竣工验收,短则几个月,长则两三年。而投入使用的管理,少则数十年,多则上百年。所以,建筑工程全生命周期的管理,重在运营维护阶段,能更好的为人类社会服务。运维管理的质量,是控制建设周期成本的关键。

基于参数化的BIM技术,包囊建筑从方案设计阶段到工程峻工验收、以及各相关参与方的所有信息,集成在一个信息库中,方便运维阶段的管理及服务。提高服务质量、降低管理成本、减少安全隐患,通过运维阶段的可视化监控,对资源的使用(节电、节水、有效利用空间)进行有效管理。对建筑本身结构安全也有效控制,利于国家、利于社会。

可以说,基于参数化的BIM信息技术,在运维管理中,产生的资金效益巨大。对于当前大的投资来讲,尤如春天播中,秋天收获一样。

3.大力发展,使BIM信息化为人类服务

BIM信息化技术应用在工程建设领,是现代化生产的必然产物。但BIM的健康正常发展,需要国家、企业、参建各方及个人付出努力。

3.1政策推广和支持

以国家城乡建设部为中心,可进入大企业实地调研BIM技术应用的发展现状,制定系列BIM信息技术措施和规划。

督促相关建筑科研单位,深入探索基于BIM的装配式建筑的相关技术研究,完善系列的符合中国国情的技术标准、规范、使BIM信息化建筑有章可循。

鼓励相关企业带头发展,并不限于放眼于央企国企。也要让一部分民营企业发展BIM.基于中国的国情,在建筑施工领域,民营企业的贡献还是有目共睹的。以一些优惠措施给于扶持。

加强高校、职业技术学校BIM的教育,培育建筑领域BIM技术应用为基础的信息、智能建筑的生力军。

3.2引领企业的重视

信息化建筑,是历史发展的必然。企业应该着眼于未来,积极响应国家、政府的号召,落到实处。在信息化领域加大投入,培养一批BIM建模团队和应用管理团队。从实践中获取实践经验。施工企业、预制构件厂,可以分阶段开办BIM知识讲座,培养一批又一批产业化工人。只有这样,企业才能占据未来建筑市场,使企业可持续发展。

3.3引导社会的重视

国家应借助社会力量,鼓励并支持相关培训机构的设立,严格考试制度(类似建造师考试一样),赋予并明确培训机构证书的认知度。让社会为当前BIM技术应用的发展培养一批中坚力量。目前、市场上的培训机构纷繁复杂,以“图学会的、工信部的、邮电中心的联合机构等等。让想要培训的个人无所适从,分不清哪好哪坏。笔者就因为想学习BIM建模及应用,不知道在哪家机构考试更权威,认可度高,差点放弃了考试培训。毕竞培训要投入资金和时间。

再者,鼓励BIM信息化建筑相关咨询机构的诞生。设立相关制度。让社会力量促进并监督BIM在实际中的运用,使其稳健发展。

4.结束语

BIM信息化建筑,是人类社会发展的必然结果,是现代化建设的需要,是人类生存环境保护的需要。在我国,建设工程领域BIM信息化发展尚处于初级阶段。国家、企业、个人要认清形势,采取系列措施、克服当前困难,争取用较短的时间,让BIM信息化建设的发展迈上新台阶。使其为人类社会服务。

5.致谢:

[1]国家邮电通信人才交流中心

[2]优路教育.教学研究中心编审委员会及优路教育BIM培训中心全体员工

[2]中国教育建设协会.编审委员会

6.参考文献:

【1】中国建筑施工行业信息化发展报告(2014)--BIM应用与发展[M].北京:中国城市出版社,2014.

【2】尹亚辉.BIM技术在项目全生命周期的应用研究[D].北京建筑大学硕士论方,2011.

【3】马智亮,追根溯源看BIM技术的应用价值和发展趋势[J],施工技术.2015(6):1-3

【4】中国建教育协会:全国应用技能考试培训教材.

【5】优路教育.教学教研中心-土建实操建模技能培。

【6】张建平,BIM在国内的研究、应用及发展[R].

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  • 本文由 发表于 2022年3月4日
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