1 前言

我国经济已经从高速增长阶段转向高质量发展阶段，为更好地满足人民群众多样化、多层次、多方面的需求，建筑工程行业的建设也提出了更高的建设标准。随着数字化时代的到来，国务院《“十四五”数字经济发展规划》和住建部《“十四五”建筑业发展规划》中均把建筑业与数字经济融合作为建筑行业高质量发展的重要举措，建筑行业的发展必将以数字化信息形式为人民群众提供更好的服务体验。BIM 技术作为一种新兴的技术，由于它的可视化、模拟性、协调性、信息共享等特点，自从引入到国内后发展日趋成熟，逐渐受到行业的青睐。

2 BIM技术的应用前景

建筑信息模型（BIM）的概念早在20世纪70年代就已经出现，随着最近20多年计算机应用和数字技术的快速发展，BIM技术日趋完善，能够有效解决建筑业长期面临的生产方式落后、技术创新不足、跨专业协同不强等实际问题。随着BIM技术及其价值在我国逐渐取得广泛认同，如今国内不仅一些规模较大、设计复杂的标志性建筑开始应用BIM技术服务于工程建设，部分中小型建筑也开始积极地探索应用BIM技术，其多元化的表现形式及方便快速的协同方式，可以有效地提高了每个阶段的工作效率，也能为建筑整个生命周期中各个阶段的信息共享提供保障。目前BIM 的使用已经超越了项目的规划和设计阶段，开始延伸到建筑的全生命周期，包括成本管理、施工管理、设施运维等各个阶段。

3 BIM技术在设计阶段的应用价值

在过去主要依靠CAD软件平台进行设计的传统方式中，信息传递效率低、共享方式较差、协调性不强，无法更好地满足业主和社会对工程项目更加精细化的高质量要求。BIM技术的应用便于各专业之间实时协同处理设计过程中遇到的问题，可以更加直观高效地了解到各专业的设计调整，减少设计过程中反复套图、不断改图的循环过程，提高了设计成果的准确度和出图效率。

方案设计阶段，BIM技术可以动态模拟展示建筑模型及周边场景。过去几十年来，传统的设计展示效果单一，空间尺度难以感知，只能静态地向业主展示设计意图，难以预先决策。利用BIM技术中的各种建模软件，可以通过前期对建筑进行1：1仿真建模，绘制出接近于实物的虚拟模型，然后配合虚拟现实（Virtual Reality）、增强现实（Augmented Reality）等技术和相关设备，实现让建筑设计师在一个“虚拟”的建筑空间中对设计方案进行多维度比较。突破传统模式，可以更加直观、准确、全方位地向业主动态展示建筑功能及周边场景，给参观人员带来全新的感官效果，快速体验细节，高效的传递设计主旨和内容。还可以在可视化的立体环境中进行方案讨论、调整和决策，根据业主的具体需求来调整建筑空间，帮助业主等非专业人士更加高效、明确地找到最优的设计作品。 

初步设计阶段，BIM技术可以实现各专业同时在线协同设计。初步设计是一个处于方案设计与图纸设计的中间环节，是对项目的进一步完善，并配合结构、设备建模进行验证。在初步设计时使用二维设计技术由于没有实物进行参考，仅凭设计人员在大脑中自主进行三维复原，设计调整过程中难度较大，而且容易忽视各专业之间的设计条件交叉影响的问题。利用 BIM 技术建立建筑立体模型，对模型进行相应的参数设置，切割生成平面、立面和剖面，构成了建筑的初步结构、结构、设备模型和平面图，可以便捷地解决各专业各图纸对应不上的问题。设计过程中，通过对设计中心文件和客户端的专业模型数据进行及时更新，模型参数的变动将同步显示对其他专业地影响，从而大大减少各专业之间交流障碍，及时有效地消除工程项目中的设计隐患。BIM技术在初步设计阶段的应用还可通过结构分析、性能分析和计算验证，来保证项目的安全性和合理性，提高各专业之间数据链地完整性。

施工图设计阶段，BIM技术可以实时检测各专业之间的冲突碰撞，提高图纸成果的准确性。施工图设计是将建筑设计师的想法通过具体举措进行落地的过程，直接性指导后期工程的各项建设。传统的方式是在二维的图纸设计软件中逐步细化图纸，分不同专业对建筑内各部分的功能不断进行完善，这种方式对设计制图者的三维空间想象能力有较高的要求。由于实际项目中建筑平面功能多样，配套的设备管线错综复杂，施工图阶段往往很容易出现图纸对应不上，或各专业之间互相挤占空间等问题。BIM在建筑图纸设计中的运用，通过建立各专业（包括建筑、结构、给排水、暖通、电气等）的实体三维模型，然后根据各专业规范等知识架构，进行节点设计、碰撞检查、三维管线综合设计等，从而实现了对工程设计的多项最优设计。比如在考虑设备管线对建筑净高所产生的影响，就需要在空间管线比较密集复杂的关键区域进行详细的研究，配合各专业调整，对其管线进行更加合理的空间布局。

（妇幼保健院地下室负二层综合管线模型局部）

4 BIM技术在施工阶段中的应用价值

传统建筑行业粗放式、碎片化的生产方式，使得建筑行业面临生产效率低下、资源浪费较大、环境污染严重等诸多亟待解决的问题。安全、高效、质量等问题的存在促使以人力为主的传统施工模式向系统化的阶段转变，以期实现高质量发展。BIM技术在施工阶段的应用和实施，帮助施工企业更加科学地分析和决策，在施工组织、协同管理、质量监管等方面进行更精细化的管理，全面提升建设施工的效率、质量和成本控制。

施工准备阶段将建筑模型用于施工计划，有助于提前安排好施工进度。BIM可以提供更为全面的工程设计信息，其中包括完整的建筑模型，以及更多的系统信息。这有助于施工员更好地理解建筑模型，同时方便对施工现场人员的综合管理，以及现场设备和物料进行高效管理。利用BIM模拟演示功能对总体施工进度计划进行三维模拟。通过模拟，能看得出其中的各道工序的安排是否合适。如果有不合适的部分也能及时调整，保证各个工序都能够顺利进行。然后利用BIM技术，把施工进度计划与实际的进度计划，以及对于材料、人力等进行比较，通过比较能够发现实际进度计划的不合理之处，然后进行科学调整，将有效提升施工现场的高效运作和精细化管控，保证工程项目如期完成。

BIM在施工阶段可以将建筑模型用于施工过程，有助于提升施工质量。BIM技术的应用还可以帮助施工企业更好地及时解决解决施工中出现的问题，清楚施工过程中的各种安全隐患，保证施工质量和施工人员的生命财产安全。以BIM模型为载体，数字化集成质量检查项维护、质量检查计划制定、过程实测实量数据采集、质量问题生成及整改、检查数据统计查询、分析预警等管理内容，贯穿质量问题的检测、分析、整改、复查等环节，对施工全过程质量进行严格监控和可视化展示。在土建支模阶段或者机电进场之前，利用土建 BIM 模型中的预埋套管、预留洞口，对土建施工过程中的墙体、楼板、穿梁洞口的位置、尺寸、数量等进行校核。保证 BIM 机电管综的设计成果及安装基础得到保证。对发现的土建问题施工问题，及时纠正，避免安装过程受到影响。建筑工程项目施工规模较大、工序复杂，借助数字建筑可强化施工关键环节的质量控制，确保施工过程满足质量管理要求。

BIM在施工阶段可通过模拟施工过程，更加准确地判断出项目总体费用。施工中的预算超支现象十分普遍，缺乏可靠的基础数据支撑是造成超支的重要原因。在以前传统的工程建设中，施工过程往往会发现图纸中一些不符的地方，导致需要联系设计单位出具设计变更，不仅费时长耽误工期，同时还会增加建设成本。通过BIM建立的项目模型，可以在项目实施的各个阶段进行检查，发现与实际有差异的地方，可通过实时数据初步告知设计师，然后设计师更具具体的需求和可行性，将变更后的内容接要求及时传达给工程师，最终经过各方确认无误后再继续进行安全施工。BIM技术的应用可以大大提高奖助项目的设计变更效率，减少设计变更所产生的误差和风险，减少因项目变更而导致的成本增加，帮助工程师和设计师更好的控制项目的进度和建设成本。

5 BIM技术在后期运维及改造的应用价值

建筑工程项目运维阶段平均需要进行半个多世纪，是项目全生命周期中最长的阶段。过去的楼宇控制系统集成度低，建筑隐蔽工程无从得知，对于专业人员的依赖性太强。在将项目交付给使用单位后，如果能将包含准确设计信息、施工过程信息等能够反映项目真实实施过程的BIM模型交付给使用单位，对已经投入使用的建筑物的空间、资产、设施及环境进行设计、运行、评价和改进，充分提高建筑的使用率，降低经营成本，通过BIM竣工模型辅助快速检修并分享楼宇的资产管理方案，这必将给使用单位带来非常可观的经济效益。

BIM技术的运用可以实现建筑运维的数字化、智能化。BIM运维通过实时监测和收集建筑设备数据，将其与历史数据进行对比分析，帮助管理人员及时发现问题并做出精准决策。例如，在一个大型商业综合体中，当某个楼层空调系统出现异常能耗时，BIM运维系统可以自动识别问题，并向工作人员发送警报，工作人员可以迅速定位问题，并采取相应措施修复故障。借助BIM运维，使建筑设备的维护变得更加科学。系统会根据设备的工作状态和使用情况，可以及时发现设备的潜在故障并智能地生成维护计划，提供具体的操作指南进行修复，从而延长设备的使用寿命。保障建筑运行过程中定期、分阶段的持续维护、再次评估，提升建 筑整体品质和人居环境的舒适度、感知度和幸福度。

BIM技术的运用可以帮助建筑改造更加合理高效。我国在二十世纪末期就开始进行大规模城市建设，很多八九十年代建造的房子，目前主体结构还没有达到设计使用年限，但由于装饰材料和工艺的耐久年限较短，已经开始在不同程度上出现损坏，严重影响人们的使用体验，已经远远不能满足人民生活的需求。而这些既有的建筑项目，建成运营多年了，大多存在建筑信息遗失不完整，甚至一些设计已不能满足现在的规范，现场与图纸不一致，项目改造施工难度大，设备进出场困难等诸多问题。借助BIM技术信息数据整合及协同优势，结合现场实地测量数据，或者结合激光扫描的点云模型等进行分析，建立反应真实现场全专业的BIM模型，从拆改工程量统计、碰撞检测、机电管线综合、净高控制等方面进行三维辅助设计。也进一步指导改造施工人员对于项目里的所有结构、系统的了解，避免改造过程的误施工，乱拆改情况，最大程度的减少改造成本，减少建筑垃圾。

6结语

当前，国家高度重视城乡建设绿色发展和高质量发展，加快数字建筑创新布局，对于推动新型建筑工业化、数字化、绿色化发展至关重要。BIM 等新兴技术集成化创新作为核心驱动，正在引领建筑行业信息化变革，利用统一的三维模型贯穿建筑全流程，打破信息孤岛问题，实现建筑多专业协同设计、一体化建造、标准化交付和智能化维护等，推进工程项目提质增效。随着我国推动BIM平台以及相关软件在建筑全生命周期中的集成应用，并不断打造示范项目、完善生态体系，必将不断助力于推进我国建筑业转型升级，让我国建筑工程建设质量迈上新的台阶。

参考文献：

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[4] 纪博雅，戚振强，国内BIM技术研究现状，科技管理研究，2015(6):184-190

[5] 数字建筑发展白皮书（2022年），中国信息通信研究院