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摘要：BIM技术作为土木工程行业的一个充满活力的发展方向，会逐步被业内者接受并发展。当前计算机、互联网等高新技术发展迅速，BIM也会联合其他信息技术，提高土木工程行业的信息化程度。在我国，土木工程行业需求量庞大，对BIM技术的应用也会日益增加，我国土木工程行业将会在信息化的道路上迈出重要一步。
关键词：BIM技术；土木工程；应用
前言
BIM技术对于了解建筑业来说是一个很好地切入软件，可省时、省力，又可安全、高效、快速、实用地完成一个建筑。能更好地掌握建筑工程中的绘图、识图能力、增强创新能力、提高实践动手能力，能够为早日进入建筑业的的工作中打下坚实的基础。
1BIM技术及其应用的研究现状
BIM理念最早于20世纪70年代提出，ChuckEastman关于“BuildingDescriptionSystem”的构想为BIM奠定了基础。2002年，Autodesk公司提出并解释了BIM的概念。JerryLaiserin于2011年对BIM进行了真正地推广与应用，它用CAD技术同BIM进行比较，在建筑行业进行了BIM术语的推广。
在BIM技术发展的初级阶段，工作大多集中于怎样进行BIM技术框架的构建以及BIM技术应用平台的搭设之上。Porwal对BIM技术在项目的计划、模型设计、早期协作以及施工等各个阶段的工作要点进行了清楚的分析。如今，BIM技术已经同遥感与信息等技术产生了融合，对RFID与BIM技术结合而成的新的技术框架进行把握。Anderson则对COBieBIM技术予以实施，提出COBie数据结构能够直接在施工方的BIM软件以及建设方的信息系统中进行信息数据交换的观点，并认为这有利于信息传输效率的提高。
我国国内的BIM技术较之国外而言起步相对较晚，但发展速度很快。对BIM技术的主要特征进行了概括，包括项目可视化、模拟化与执行性、协调性与优化性等，并对BIM技术在施工与管理环节的主要应用展开了较为细致的分析。Chen和Wang对BIM技术在施工投资以及进度管理过程中的应用进行了研究。对BIM技术的主要应用价值进行分析，并指明了现阶段BIM技术在我国施工领域的应用过程中所存在的各项待解决问题。除了上述理论研究之外，BIM技术还得到了我国部分大型建筑工程（例如：“水立方”、世博会德国馆、上海中心大厦等）的应用，对多项建筑工程的施工难题予以解决。
2BIM技术的优势
传统土木工程不管是在教学还是在实际工程项目中，侧重于采取二维绘图工具绘制二维建筑结构施工图，存在很多弊端。在运用BIM技术之后，在三维技术的基础上搭建一个综合性系统平台，着重将全部施工信息聚集在一起，建成三维数字化建筑信息模型，向项目投资者、规划设计者、施工建设者等不同的业内者提供足以覆盖工程项目的整个周期性的各类信息。
在BIM系统中，可以将Sketchup、Rhino和FromZ的信息输入BIM核心建模软件之中，也可以直接使用BIM核心建模软件实现模型的建立。多种建模软件联合使用，将在不影响单个软件使用灵活性的同时，提供更全面的信息，有益于创建完整的工程项目信息模型，保证工程项目信息的一致性和完整性。除此之外，综合运用多种建模软件，能够使三维模型在建筑设计中，实现能耗分析智能化。
3BIM技术在土木工程中价值
前国内已有许多成功应用BIM的案例，如上海中心大厦、奥运“水立方”场馆、世博场馆等大型复杂建设项目，都取得了不错的应用效果。
（1）BIM的应用首先它是实现建筑全生命期的信息共享，然后能够使项目所有的参与方能够协同工作，实现工程项目的精细化管理，实现全生命期的信息共享。
（2）它位的预测和控制。
（3）能够促进建筑业生产方式的改变，因为BIM技术可以支持设计、施工以及管理的一体化，所以说能够促进建筑业生产方式的变革。
（4）BIM的应用可以推动建筑行业的工业化发展。刚才我们说了，BIM能够连接建筑生命期不同阶段的数据、过程和资源，所以它是能够支持建筑行业产品链的贯通，为工业化建造提供技术的保障，能够支持这个建筑行业的工业化发展。
3.1三维渲染，全面展示
BIM技术可以达到视觉上逼真的效果。根据施工企业的施工计划逼真地展示出场地及大型设备布置情况，复杂节点施工方案，具体的施工顺序选择等实现4D模拟，对比选择不同施工方案等。BIM模型建好以后可用作二次渲染开发的模型基础，能够有效提高三维渲染效果效率及精度，方便更直观地向业主宣传介绍，提升中标几率。
3.2快速算量，提升精度
创建BIM数据库时，可以通过建立6D关联数据库来实现准确快速计算工程量，提升施工预算效率及精度的目的。因BIM数据库相关数据粒度达到构件级，能够实现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。通过BIM模型提取材料用料，设备统计，管控造价，预测成本造价，可以给施工单位项目投标以及施工过程造价控制提供科学依据。
3.3精确计划，减少浪费
之所以施工企业精细化管理实现较难，主要是因为海量工程数据不能快速准确地获取以支持资源计划，导致经验主义泛滥。BIM技术实现了快速准确地获得工程基础数据的效果，能够为施工企业制定精细化管理提供有效支撑，使资源、物流及仓储浪费等大大降低，通过该技术可以实现限额领料、消耗控制的目标。
3.4虚拟施工，有效协同
BIM技术的三维可视化功能，综合时间维度就能实现虚拟施工。可以随时随地实现直观快速地把施工计划和实际进展进行对比，并且能够进行有效协同，施工方、监理方以致业主领导都能对工程项目相关问题和情况做到了如指掌。因此，BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，就能够确保建筑施工的质量和安全。
3.5碰撞检查，减少返工
BIM技术具有三维可视化的优点，利用BIM三维技术能够进行前期碰撞检查，优化工程设计，降低建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工等问题，并且能够优化净空和优化管线排布等。利用碰撞优化后的三维管线方案，施工人员可以进行施工交底、施工模拟，从而提高施工质量以及与业主的沟通能力等。
4BIM技术在土木工程中使用中存在的问题
（1）人员投入不足，由于土木工程行业很少会用到计算机相关的工作人员，所以这样从某种意义上会限制BIM技术的发展，我们需要转变观念，培养一批技术和知识相统一的人才。特别是既懂计算机技术、又懂建筑专业技术的复合型人才更为缺乏，难以满足企业信息化建设的需要。
（2）资金投入不到位，从软件系统到硬件设施上都需要大量的资金投入来作为企业发展的支撑。目前一些企业还处于观望状态，还没有彻底从传统的发展理念中走出来，意识跟不上，所以不愿意有太大的投入。通过机房改造、硬件升级、软件开发和采购等，才能形成企业信息系统和发挥效用。但建筑施工企业是微利行业，产值利润率、资产利润率均远远低于其他产业，难以筹措大量资金进行信息化建设和维护。
（3）政府的支持不够，土木工程行业本身就是一个微利行业，单靠企业自己去支撑发展还不够，和世界上这一技术应用相对比较成熟的美国和日本等国家相比还相差甚远。迄今为止，对于施工企业信息化建设工作，政府和行业主管部门只提要求，不提政策扶持，所有的资金投入（包括硬件升级、软件开发和系统维护等）均由企业自筹，严重打击了企业开展信息化建设的积极性。
5目前专家对BIM研究已经从以下几个方面展开
（1）充分认识BIM技术在建筑里面应用的重要意义，把它归纳、提炼了它的价值、作用。
（2）明确了指导思想和规定了基本的原则，就是推进BIM应用的。
（3）明确了发展的目标，目标分成了近期目标、中期目标和长期目标进行了明确。
（4）保障的措施。保障措施主要是从技术的研究、人才的培养等各个方面提供了一些具体的措施。
（5）确定了工作重点，主要是针对企业，包括建设单位、勘察设计企业、施工企业、工程总承包企业、运营维护企业，分成了这么五个方面的企业，在这些企业的工作重点中，关于组织和管理的一些共性的重点我们把它提炼出来，同时又细化了不同的企业，根据他的特点、他的主要应用需求确定了他们的工作重点、应用内容进行了一些明确。
6企业如何开展BIM技术应用
（1）BIM快速发展的热潮中，国家相关政策的不断出台和建设企业决策者要及时转变方向提出策略，施工企业也应主动地投入到BIM技术的研究和应用中。
（2）BIM需要软件和硬件的协同合作，所以广联达等软件厂家在开发研究软件的同时可以向施工企业提供配套的咨询和培训服务。
（3）目前对于BIM技术的应用还处于探索应用阶段，主要在一些一线城市的大型建筑、复杂建筑、综合市政配套项目中有所应用，还没有太多的实际工程经验，我们需要花时间去积累经验。
6基于BIM技术的绿色建筑设计方法及具体内容
6.1基于BIM的绿色建筑设计方法――集成化设计
集成化设计是将工程学的相关知识与建筑设计过程交织整合的整体设计方法，从而对优化建筑性能形成全新的、综合的策略。绿色建筑设计作为一种新的设计形式，需要纳入设计范围进行思考的方面也相应增加，尤其是各种复杂的分析模拟，如此繁琐的工作，光靠传统的设计方法和思路，不利于高效准确的进行设计。BIM技术的介入，可极大提升设计效率和信息准确性，将传统的依靠建筑师经验完成的定性分析，转换为依靠准确数据逻辑形成的定量分析。
基于BIM的绿色建筑设计，以BIM模型为核心展开，将整个设计作为一个统一的整体，减少传统设计分头独立工作模式对效率的影响。在设计过程中，与各种性能分析对接，避免重复建模，方便直观的对建筑性能进行精确模拟，并能针对模型，快速全面修改，最终自动生成各类图纸以及分析。另一方面，以BIM模型为基础的绿色建筑设计，可以有效的整合各专业之间的工作，利用同一个模型完成各自任务，避免重复建模，同时也增加各专业之间的兼容性和协调性。
6.2基于BIM的绿色建筑设计具体内容
基于BIM技术的绿色建筑设计具体内容主要有以下几个方面：
6.2.1场地设计与规划布局
利用BIM模型数据为基础，对场地条件、气候情况、景观条件等进行综合分析，充分利用土地资源，对建筑进行整体布局。以结合环境气候为原则，对日照、通风、景观、场地等因素加以模拟分析，从整体上优化建筑布局、建筑体量、道路关系、景观系统。
6.2.2建筑物理光环境分析与设计
基于BIM建筑模型以及当地日照数据，真实模拟出全年建筑阴影遮挡关系、建筑各处日照时间，动态可视化的显示出任意时间任意点的日照效果及遮挡关系，再结合当地标准规范，进行合理优化调整。同时，对有需要的部分进行遮阳设计分析，确定遮阳形式、构件尺寸及遮阳效果。
利用BIM技术采集到的日照条件、周边环境关系、房间自身信息等，可分析计算出任意房间的天然采光效果。再根据分析结果，以及照明的相关规范，进行辅助照明设计。通过输入照明设备的相关信息，合理布置，仿真模拟出房间内部的光环境情况，并对照明能耗进行监控。这对绿色建筑设计开窗位置、尺寸的确定，照明设备的选择与设置有很大的辅助作用。
7运用BIM技术需要解决的问题
7.1土木工程作为一个传统产业，在现代高速发展的社会中，其转型升级迫在眉睫。以BIM技术为代表的信息化和数字化，成为土木工程行业的发展方向。技术的创新，将土木工程行业由二维向三维数字化转变。就BIM技术在中国的发展情况而言，从接受新理念到在实践中普及，是需要经历一个漫长的过程。我们对待新技术，不应该将其束之高阁，而应该采取积极的态度加以推广。上海市曾颁发“上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知”，要求做好工程项目对BIM技术的应用、交流和技术推广。所以，在我们的教学和实际工程项目中，都要循序渐进地引入BIM技术，做好BIM技术培训与应用经验的交流；
7.2现如今的土木工程行业，普遍适应二维设计的思路，并且将二维图纸作为建筑行业最终交付的设计成果也已经成为常态。二维设计存在的不足，也已经被当前市场所容忍。解决二维设计缺陷导致的施工问题，所需成本也相对较低。综合各种原因，业内者更偏向于二维设计。所以，要加快BIM技术在中国的推广，让业内者更加清楚地了解BIM技术对工程施工的作用；
7.3运用BIM技术，通常需要用到Revit、ArchiCAD、Tekla等新型软件，这就需要设计院引进相应的的技术人员，或者对已有的设计师进行相应软件培训，对于设计院来说，这也是一次革新。但是多数设计院很难实现这些条件，也成为国内BIM技术实施的一个不利因素；
7.4运用BIM技术，是将项目设计、工程施工、项目运营和后期维护等各个方面的信息汇总到一起，也就是从不同专业角度，把数据汇总后进行分析，对于工程项目设计初期，是有一定难度的，实施时间也比传统设计所需时间长，这种现象恰好与业内者追求高效率相反。
8BIM技术在土木工程行业的前景
BIM技术的理念正逐步为土木工程行业所了解，而从全球化的发展角度来看，BIM技术已经成为一种发展主流。当前，正在大规模地推进城市化进程，土木工程行业将会迎来前所未有的发展。随着工程项目规模日益扩大，结构形式愈加复杂，尤其是超大型工程项目层出不穷，使企业和项目都面临着巨大的投资风险、技术风险和管理风险。应用BIM技术，从根本上解决建筑生命期各阶段和各专业系统间信息断层问题，从设计、施工技术到管理全面提高信息化水平和应用效果，已成为建设企业的迫切需求。
结语
随着土木工程中引入BIM技术，能够弥补土木工程专业传统工作的不足，同时也能够提高工作效率。BIM技术的应用范围可以在建筑、结构、施工，以及后期维护中，建筑物的整个生命周期之内都可以应用BIM技术。通过参加BIM类相应的比赛，能更好地掌握土木工程中的绘图、识图能力、增强自我创新能力、提高实践能力，从而为建筑业的发展提供一份微薄之力。
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