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盤點BIM在城市建設中的應用優(yōu)勢
BIM技術在設計、施工、運維、管理等多領域發(fā)揮巨大價值，變革了傳統(tǒng)工作方式，其可視化、協(xié)調性、模擬性、優(yōu)化性等突出優(yōu)勢，助力各專業(yè)更加高效、便捷地開展日常工作。
本文帶大家解讀下BIM在城市建設中的作用與影響，以下分別從城市規(guī)劃、工程造價、施工管理、設備運維等四大方面的BIM應用分析。
城市規(guī)劃
BIM在城市規(guī)劃的三維平臺中，可以完全實現目前三維仿真系統(tǒng)無法實現的多維應用。特別是城市規(guī)劃方案的性能分析，可以解決傳統(tǒng)城市規(guī)劃編制和管理方法無法量化的問題，諸如舒適度、空氣流動性、噪聲云圖等指標。BIM的性能分析通過與傳統(tǒng)規(guī)劃方案的設計、評審結合起來，將會對城市規(guī)劃多指標量化、編制科學化和城市規(guī)劃可持續(xù)發(fā)展產生積極的影響。
城市規(guī)劃微環(huán)境模擬是建立在城市規(guī)劃是三維信息模型的基礎上，通過微環(huán)境模擬平臺，對城市規(guī)劃控制性詳細規(guī)劃和修建性詳細規(guī)劃進行微環(huán)境指標模擬評估，并以此評估結果來對控制性規(guī)劃用地指標進行修正和對修建性詳細規(guī)劃的建筑空間布局進行調控，輔助城市規(guī)劃管理和城市規(guī)劃設計。
(一)日照采光分析
建筑物日照間距是城市規(guī)劃管理部門審核建設工程的重要指標，也是規(guī)劃設計的主要參考標準。它直接關系到城鎮(zhèn)居民的生活環(huán)境質量，也是控制建筑密度的有效途徑之一。
利用BIM相應建模和分析軟件，可以對模擬區(qū)域建立3D模型，然后通過輸入模擬區(qū)域的氣象數據等信息資料，對該模擬區(qū)域內建筑的日照進行模擬和分析，從而為規(guī)劃設計提供參考依據。
(二)建筑微環(huán)境的空氣流動分析
通過BIM技術與CFD技術的結合運用，可以方便、快捷地對建筑內、外環(huán)境的氣流流場進行仿真模擬，可以形象直觀地對建筑內外環(huán)境的氣流流動形成的流體環(huán)境做出分析和評價，并及時地調整方案。這樣，有利于規(guī)劃師、建筑師在方案設計時全面、直觀地對環(huán)境影響的因素進行把握。同時，利用不同技術的綜合運用來使規(guī)劃設計更加科學、合理。
(三)城市規(guī)劃可視度分析
通過BIM技術，可以對取樣內地標建筑進行可視度分析模擬，從分析結果可以清晰地看到城市道路上對該地標建筑的可視度分布。軟件會統(tǒng)計不同可視程度類型的面積，而道路上網格的顏色區(qū)域變化則顯示了能看到的景觀建筑的區(qū)域變化。
(四)城市建筑群熱工分析
主要是分析規(guī)劃建筑空間形成后，在自然狀態(tài)下得到太陽熱量的自然分布，通過這種熱量分布計算，可以很清楚地看到建筑群內部熱量集中的地方。得到該結果后，在深化規(guī)劃方案設計過程中，可通過各種措施調整，如增加綠地、水系或者引入自然通風廊道等方法減少高溫區(qū)域。
工程造價管理
BIM在工程造價管理信息化方面具有不可比擬的優(yōu)勢，對于提升工程造價管理信息化水平、改進工程造價管理流程、提高工程造價管理效率，都具有積極意義。
(一)提高工程量計算的準確性
BIM的自動化算量方法比傳統(tǒng)的計算方法更加準確。工程量計算是編制工程預算的基礎，但計算過程非常繁瑣和枯燥，容易因人為原因造成計算錯誤，影響后續(xù)計算的準確性。此外，由于各地定額計算規(guī)則不同，也是阻礙手工計算準確性的重要因素。每計算一個構件要考慮哪些相關部分要扣減，需要具有極大的耐心和細心。
BIM的自動化算量功能可使工程量計算工作擺脫人為因素的影響，得到更加客觀的數據。無論是規(guī)則或者不規(guī)則構件，均可利用所建立的三維模型進行實體扣減計算。
(二)合理安排資源計劃
工程建設周期長，涉及人員多，管理復雜，沒有充分合理的計劃，容易導致工期延誤，甚至發(fā)生工程質量和安全事故。
利用BIM模型提供的基礎數據可以合理安排資金計劃、人工計劃、材料計劃和機械計劃。在BIM模型所獲得的工程量上賦予時間信息，可以知道任意時間段的工作量，進而可以知道任意時間段的工程造價，據此來制定資金使用計劃。此外，還可根據任意時間段的工程量，分析出所需要的人、材、機數量，合理安排工作。
(三)控制工程設計變更
對于工程設計變更，傳統(tǒng)的方法是靠手工先在圖紙上確認位置，然后計算工程設計變更引起的量的增減。同時，還要調整與之相關聯的構件。這樣的過程不僅緩慢，耗費時間長，而且難以保證可靠性。加之工程設計變更的內容沒有位置信息和歷史數據，查詢也非常麻煩。
利用BIM模型，可以將工程設計變更內容關聯到模型中，只需將模型稍加調整，就會自動反映出相關的工程量變化。甚至可以將工程設計變更引起的造價變化直接反饋給設計人員，使其能清楚地了解工程設計方案的變化對工程造價的影響。
(四)對工程項目多算對比進行有效支持
利用BIM模型數據庫的特性，可以賦予模型內的構件各種參數信息。例如，試件信息、材質信息、施工班組信息、位置信息、工序信息等。利用這些信息，可以將模型中的構件進行任意的組合和匯總，從而可以快速地進行統(tǒng)計，對未施工項目進行多算對比提供有效支撐。
(五)歷史數據積累和共享
以往工程的造價指標、含量指標等數據，對今后類似工程的投資估算和審核具有非常重要的價值，工程造價咨詢單位視這些數據為企業(yè)核心競爭力。利用BIM模型可以對相關指標進行詳細、準確的分析和抽取，并且形成電子資料，方便存儲和共享。
施工進度管理
好的施工進度計劃可以使工程項目各參建方達到“協(xié)調一致”。因此，不管是業(yè)主方還是施工方，做好施工進度計劃的編制與管理工作非常重要。
BIM從3D模型發(fā)展到4D建造模擬功能，使工程項目相關人員都能夠更加輕松地預見到施工進度。由此方式產生的相關任務可以自動地關聯到BIM軟件上，調整施工進度圖后，進度安排也會自動變化，并在4D施工模擬時體現。BIM可以在工程建設前期形成可視化的進度信息、可視化的施工組織方案以及可視化的施工過程模擬，在建設過程中可對工程變更結果及風險事件結果進行模擬。
在工程施工中，利用4D模型可以使全體參建人員很快理解進度計劃的重要節(jié)點;同時，進度計劃通過實體模型的對應表示，有利于發(fā)展施工過程中的問題，及時采取措施，進行糾偏調整;遇到設計變更、施工圖更改時，也可以快速地聯動修改進度計劃。
需要指出的是，4D模型所承擔的分析推理工作離不開使用者的介入，這就要求使用者具有一定程度的操作經驗和足夠的專業(yè)知識。
4D模型在施工過程中可以應用到進度管理和施工現場管理等多個方面，主要表現為進度管理的可視化、監(jiān)控、記錄、進度狀態(tài)報告和計劃的調整預測等功能，以及事故現場管理策劃可視化、輔助施工總平面管理、輔助環(huán)境保護、輔助防火保安等功能。
同時，還可應用到物資采購管理方面，表現為輔助編制物資采購計劃、物質現場管理及物資倉庫可視化管理等功能。通過4D模型的應用，可以在整個工程建設過程中實現工程信息的高度共享，提高信息的利用價值，提高施工技術水平。
設施運行維護
維護保養(yǎng)是一種針對設施全壽命期的操作，確保建筑設施在全壽命期內性能良好。維護保養(yǎng)做得不好，會導致設備壽命縮短，直接后果就是增加成本。BIM技術對設施管理企業(yè)提高運作和維護水平、設法利用設施提供舒適安全的工作場所、改善員工的工作強度和提高生產率等方面發(fā)揮積極作用。
設備設施出現故障而進行的恢復性能的維護活動需要的是快速查找故障根源，此時，可用到BIM的分析和可視化功能。比如，搶修時的快速定位和信息查詢;還有，一臺設備經常出故障，其原因可能是與附近的另外一臺設備有關，這在三維空間視圖上，很容易看到這種關聯性。
預測性維護與BIM的結合是一個富有挑戰(zhàn)性的課題。在我國已經有一些橋梁和大型工程項目中使用了結構檢測技術，其目的是為了對部件進行連續(xù)或定期的檢測和診斷，從而對故障做出預測。
所有這些模擬都可以在工程設計的早起、設計進行過程中以及運營期間進行，其輸入的參數和輸出的結果可能不同，但都有其利用價值。整合到CAFM，就能夠進行建筑績效分析，尤其是將運行維護成本和一系列性能指標引入。
本文帶大家解讀下BIM在城市建設中的作用與影響，以下分別從城市規(guī)劃、工程造價、施工管理、設備運維等四大方面的BIM應用分析。
城市規(guī)劃
BIM在城市規(guī)劃的三維平臺中，可以完全實現目前三維仿真系統(tǒng)無法實現的多維應用。特別是城市規(guī)劃方案的性能分析，可以解決傳統(tǒng)城市規(guī)劃編制和管理方法無法量化的問題，諸如舒適度、空氣流動性、噪聲云圖等指標。BIM的性能分析通過與傳統(tǒng)規(guī)劃方案的設計、評審結合起來，將會對城市規(guī)劃多指標量化、編制科學化和城市規(guī)劃可持續(xù)發(fā)展產生積極的影響。
城市規(guī)劃微環(huán)境模擬是建立在城市規(guī)劃是三維信息模型的基礎上，通過微環(huán)境模擬平臺，對城市規(guī)劃控制性詳細規(guī)劃和修建性詳細規(guī)劃進行微環(huán)境指標模擬評估，并以此評估結果來對控制性規(guī)劃用地指標進行修正和對修建性詳細規(guī)劃的建筑空間布局進行調控，輔助城市規(guī)劃管理和城市規(guī)劃設計。
(一)日照采光分析
建筑物日照間距是城市規(guī)劃管理部門審核建設工程的重要指標，也是規(guī)劃設計的主要參考標準。它直接關系到城鎮(zhèn)居民的生活環(huán)境質量，也是控制建筑密度的有效途徑之一。
利用BIM相應建模和分析軟件，可以對模擬區(qū)域建立3D模型，然后通過輸入模擬區(qū)域的氣象數據等信息資料，對該模擬區(qū)域內建筑的日照進行模擬和分析，從而為規(guī)劃設計提供參考依據。
(二)建筑微環(huán)境的空氣流動分析
通過BIM技術與CFD技術的結合運用，可以方便、快捷地對建筑內、外環(huán)境的氣流流場進行仿真模擬，可以形象直觀地對建筑內外環(huán)境的氣流流動形成的流體環(huán)境做出分析和評價，并及時地調整方案。這樣，有利于規(guī)劃師、建筑師在方案設計時全面、直觀地對環(huán)境影響的因素進行把握。同時，利用不同技術的綜合運用來使規(guī)劃設計更加科學、合理。
(三)城市規(guī)劃可視度分析
通過BIM技術，可以對取樣內地標建筑進行可視度分析模擬，從分析結果可以清晰地看到城市道路上對該地標建筑的可視度分布。軟件會統(tǒng)計不同可視程度類型的面積，而道路上網格的顏色區(qū)域變化則顯示了能看到的景觀建筑的區(qū)域變化。
(四)城市建筑群熱工分析
主要是分析規(guī)劃建筑空間形成后，在自然狀態(tài)下得到太陽熱量的自然分布，通過這種熱量分布計算，可以很清楚地看到建筑群內部熱量集中的地方。得到該結果后，在深化規(guī)劃方案設計過程中，可通過各種措施調整，如增加綠地、水系或者引入自然通風廊道等方法減少高溫區(qū)域。
工程造價管理
BIM在工程造價管理信息化方面具有不可比擬的優(yōu)勢，對于提升工程造價管理信息化水平、改進工程造價管理流程、提高工程造價管理效率，都具有積極意義。
(一)提高工程量計算的準確性
BIM的自動化算量方法比傳統(tǒng)的計算方法更加準確。工程量計算是編制工程預算的基礎，但計算過程非常繁瑣和枯燥，容易因人為原因造成計算錯誤，影響后續(xù)計算的準確性。此外，由于各地定額計算規(guī)則不同，也是阻礙手工計算準確性的重要因素。每計算一個構件要考慮哪些相關部分要扣減，需要具有極大的耐心和細心。
BIM的自動化算量功能可使工程量計算工作擺脫人為因素的影響，得到更加客觀的數據。無論是規(guī)則或者不規(guī)則構件，均可利用所建立的三維模型進行實體扣減計算。
(二)合理安排資源計劃
工程建設周期長，涉及人員多，管理復雜，沒有充分合理的計劃，容易導致工期延誤，甚至發(fā)生工程質量和安全事故。
利用BIM模型提供的基礎數據可以合理安排資金計劃、人工計劃、材料計劃和機械計劃。在BIM模型所獲得的工程量上賦予時間信息，可以知道任意時間段的工作量，進而可以知道任意時間段的工程造價，據此來制定資金使用計劃。此外，還可根據任意時間段的工程量，分析出所需要的人、材、機數量，合理安排工作。
(三)控制工程設計變更
對于工程設計變更，傳統(tǒng)的方法是靠手工先在圖紙上確認位置，然后計算工程設計變更引起的量的增減。同時，還要調整與之相關聯的構件。這樣的過程不僅緩慢，耗費時間長，而且難以保證可靠性。加之工程設計變更的內容沒有位置信息和歷史數據，查詢也非常麻煩。
利用BIM模型，可以將工程設計變更內容關聯到模型中，只需將模型稍加調整，就會自動反映出相關的工程量變化。甚至可以將工程設計變更引起的造價變化直接反饋給設計人員，使其能清楚地了解工程設計方案的變化對工程造價的影響。
(四)對工程項目多算對比進行有效支持
利用BIM模型數據庫的特性，可以賦予模型內的構件各種參數信息。例如，試件信息、材質信息、施工班組信息、位置信息、工序信息等。利用這些信息，可以將模型中的構件進行任意的組合和匯總，從而可以快速地進行統(tǒng)計，對未施工項目進行多算對比提供有效支撐。
(五)歷史數據積累和共享
以往工程的造價指標、含量指標等數據，對今后類似工程的投資估算和審核具有非常重要的價值，工程造價咨詢單位視這些數據為企業(yè)核心競爭力。利用BIM模型可以對相關指標進行詳細、準確的分析和抽取，并且形成電子資料，方便存儲和共享。
施工進度管理
好的施工進度計劃可以使工程項目各參建方達到“協(xié)調一致”。因此，不管是業(yè)主方還是施工方，做好施工進度計劃的編制與管理工作非常重要。
BIM從3D模型發(fā)展到4D建造模擬功能，使工程項目相關人員都能夠更加輕松地預見到施工進度。由此方式產生的相關任務可以自動地關聯到BIM軟件上，調整施工進度圖后，進度安排也會自動變化，并在4D施工模擬時體現。BIM可以在工程建設前期形成可視化的進度信息、可視化的施工組織方案以及可視化的施工過程模擬，在建設過程中可對工程變更結果及風險事件結果進行模擬。
在工程施工中，利用4D模型可以使全體參建人員很快理解進度計劃的重要節(jié)點;同時，進度計劃通過實體模型的對應表示，有利于發(fā)展施工過程中的問題，及時采取措施，進行糾偏調整;遇到設計變更、施工圖更改時，也可以快速地聯動修改進度計劃。
需要指出的是，4D模型所承擔的分析推理工作離不開使用者的介入，這就要求使用者具有一定程度的操作經驗和足夠的專業(yè)知識。
4D模型在施工過程中可以應用到進度管理和施工現場管理等多個方面，主要表現為進度管理的可視化、監(jiān)控、記錄、進度狀態(tài)報告和計劃的調整預測等功能，以及事故現場管理策劃可視化、輔助施工總平面管理、輔助環(huán)境保護、輔助防火保安等功能。
同時，還可應用到物資采購管理方面，表現為輔助編制物資采購計劃、物質現場管理及物資倉庫可視化管理等功能。通過4D模型的應用，可以在整個工程建設過程中實現工程信息的高度共享，提高信息的利用價值，提高施工技術水平。
設施運行維護
維護保養(yǎng)是一種針對設施全壽命期的操作，確保建筑設施在全壽命期內性能良好。維護保養(yǎng)做得不好，會導致設備壽命縮短，直接后果就是增加成本。BIM技術對設施管理企業(yè)提高運作和維護水平、設法利用設施提供舒適安全的工作場所、改善員工的工作強度和提高生產率等方面發(fā)揮積極作用。
設備設施出現故障而進行的恢復性能的維護活動需要的是快速查找故障根源，此時，可用到BIM的分析和可視化功能。比如，搶修時的快速定位和信息查詢;還有，一臺設備經常出故障，其原因可能是與附近的另外一臺設備有關，這在三維空間視圖上，很容易看到這種關聯性。
預測性維護與BIM的結合是一個富有挑戰(zhàn)性的課題。在我國已經有一些橋梁和大型工程項目中使用了結構檢測技術，其目的是為了對部件進行連續(xù)或定期的檢測和診斷，從而對故障做出預測。
所有這些模擬都可以在工程設計的早起、設計進行過程中以及運營期間進行，其輸入的參數和輸出的結果可能不同，但都有其利用價值。整合到CAFM，就能夠進行建筑績效分析，尤其是將運行維護成本和一系列性能指標引入。
無論是能源消耗，還是維修費用、人員開支，都錄入到一個集成的BIM系統(tǒng)中，通過分配計算，能夠得到很多關于建筑設施的績效指標，用于衡量運營管理工作成果。這種衡量，是在運營過程中控制成本的基本工作。
