BIM在城市建设中的应用优势

本文带大家解读下BIM在城市建设中的作用与影响，以下分别从城市规划、工程造价、施工管理、设备运维等四大方面的BIM应用分析。

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城市规划

BIM在城市规划的三维平台中，可以完全实现目前三维仿真系统无法实现的多维应用。特别是城市规划方案的性能分析，可以解决传统城市规划编制和管理方法无法量化的问题，诸如舒适度、空气流动性、噪声云图等指标。BIM的性能分析通过与传统规划方案的设计、评审结合起来，将会对城市规划多指标量化、编制科学化和城市规划可持续发展产生积极的影响。

城市规划微环境模拟是建立在城市规划是三维信息模型的基础上，通过微环境模拟平台，对城市规划控制性详细规划和修建性详细规划进行微环境指标模拟评估，并以此评估结果来对控制性规划用地指标进行修正和对修建性详细规划的建筑空间布局进行调控，辅助城市规划管理和城市规划设计。

(一)日照采光分析

建筑物日照间距是城市规划管理部门审核建设工程的重要指标，也是规划设计的主要参考标准。它直接关系到城镇居民的生活环境质量，也是控制建筑密度的有效途径之一。

利用BIM相应建模和分析软件，可以对模拟区域建立3D模型，然后通过输入模拟区域的气象数据等信息资料，对该模拟区域内建筑的日照进行模拟和分析，从而为规划设计提供参考依据。

(二)建筑微环境的空气流动分析

通过BIM技术与CFD技术的结合运用，可以方便、快捷地对建筑内、外环境的气流流场进行仿真模拟，可以形象直观地对建筑内外环境的气流流动形成的流体环境做出分析和评价，并及时地调整方案。这样，有利于规划师、建筑师在方案设计时全面、直观地对环境影响的因素进行把握。同时，利用不同技术的综合运用来使规划设计更加科学、合理。

(三)城市规划可视度分析

通过BIM技术，可以对取样内地标建筑进行可视度分析模拟，从分析结果可以清晰地看到城市道路上对该地标建筑的可视度分布。软件会统计不同可视程度类型的面积，而道路上网格的颜色区域变化则显示了能看到的景观建筑的区域变化。

(四)城市建筑群热工分析

主要是分析规划建筑空间形成后，在自然状态下得到太阳热量的自然分布，通过这种热量分布计算，可以很清楚地看到建筑群内部热量集中的地方。得到该结果后，在深化规划方案设计过程中，可通过各种措施调整，如增加绿地、水系或者引入自然通风廊道等方法减少高温区域。

工程造价管理

BIM在工程造价管理信息化方面具有不可比拟的优势，对于提升工程造价管理信息化水平、改进工程造价管理流程、提高工程造价管理效率，都具有积极意义。

(一)提高工程量计算的准确性

BIM的自动化算量方法比传统的计算方法更加准确。工程量计算是编制工程预算的基础，但计算过程非常繁琐和枯燥，容易因人为原因造成计算错误，影响后续计算的准确性。此外，由于各地定额计算规则不同，也是阻碍手工计算准确性的重要因素。每计算一个构件要考虑哪些相关部分要扣减，需要具有极大的耐心和细心。

BIM的自动化算量功能可使工程量计算工作摆脱人为因素的影响，得到更加客观的数据。无论是规则或者不规则构件，均可利用所建立的三维模型进行实体扣减计算。

(二)合理安排资源计划

工程建设周期长，涉及人员多，管理复杂，没有充分合理的计划，容易导致工期延误，甚至发生工程质量和安全事故。

利用BIM模型提供的基础数据可以合理安排资金计划、人工计划、材料计划和机械计划。在BIM模型所获得的工程量上赋予时间信息，可以知道任意时间段的工作量，进而可以知道任意时间段的工程造价，据此来制定资金使用计划。此外，还可根据任意时间段的工程量，分析出所需要的人、材、机数量，合理安排工作。

(三)控制工程设计变更

对于工程设计变更，传统的方法是靠手工先在图纸上确认位置，然后计算工程设计变更引起的量的增减。同时，还要调整与之相关联的构件。这样的过程不仅缓慢，耗费时间长，而且难以保证可靠性。加之工程设计变更的内容没有位置信息和历史数据，查询也非常麻烦。

利用BIM模型，可以将工程设计变更内容关联到模型中，只需将模型稍加调整，就会自动反映出相关的工程量变化。甚至可以将工程设计变更引起的造价变化直接反馈给设计人员，使其能清楚地了解工程设计方案的变化对工程造价的影响。

(四)对工程项目多算对比进行有效支持

利用BIM模型数据库的特性，可以赋予模型内的构件各种参数信息。例如，试件信息、材质信息、施工班组信息、位置信息、工序信息等。利用这些信息，可以将模型中的构件进行任意的组合和汇总，从而可以快速地进行统计，对未施工项目进行多算对比提供有效支撑。

(五)历史数据积累和共享

以往工程的造价指标、含量指标等数据，对今后类似工程的投资估算和审核具有非常重要的价值，工程造价咨询单位视这些数据为企业核心竞争力。利用BIM模型可以对相关指标进行详细、准确的分析和抽取，并且形成电子资料，方便存储和共享。

施工进度管理

好的施工进度计划可以使工程项目各参建方达到“协调一致”。因此，不管是业主方还是施工方，做好施工进度计划的编制与管理工作非常重要。

BIM从3D模型发展到4D建造模拟功能，使工程项目相关人员都能够更加轻松地预见到施工进度。由此方式产生的相关任务可以自动地关联到BIM软件上，调整施工进度图后，进度安排也会自动变化，并在4D施工模拟时体现。BIM可以在工程建设前期形成可视化的进度信息、可视化的施工组织方案以及可视化的施工过程模拟，在建设过程中可对工程变更结果及风险事件结果进行模拟。

在工程施工中，利用4D模型可以使全体参建人员很快理解进度计划的重要节点;同时，进度计划通过实体模型的对应表示，有利于发展施工过程中的问题，及时采取措施，进行纠偏调整;遇到设计变更、施工图更改时，也可以快速地联动修改进度计划。

需要指出的是，4D模型所承担的分析推理工作离不开使用者的介入，这就要求使用者具有一定程度的操作经验和足够的专业知识。

4D模型在施工过程中可以应用到进度管理和施工现场管理等多个方面，主要表现为进度管理的可视化、监控、记录、进度状态报告和计划的调整预测等功能，以及事故现场管理策划可视化、辅助施工总平面管理、辅助环境保护、辅助防火保安等功能。

同时，还可应用到物资采购管理方面，表现为辅助编制物资采购计划、物质现场管理及物资仓库可视化管理等功能。通过4D模型的应用，可以在整个工程建设过程中实现工程信息的高度共享，提高信息的利用价值，提高施工技术水平。

设施运行维护

维护保养是一种针对设施全寿命期的操作，确保建筑设施在全寿命期内性能良好。维护保养做得不好，会导致设备寿命缩短，直接后果就是增加成本。BIM技术对设施管理企业提高运作和维护水平、设法利用设施提供舒适安全的工作场所、改善员工的工作强度和提高生产率等方面发挥积极作用。

设备设施出现故障而进行的恢复性能的维护活动需要的是快速查找故障根源，此时，可用到BIM的分析和可视化功能。比如，抢修时的快速定位和信息查询;还有，一台设备经常出故障，其原因可能是与附近的另外一台设备有关，这在三维空间视图上，很容易看到这种关联性。

预测性维护与BIM的结合是一个富有挑战性的课题。在我国已经有一些桥梁和大型工程项目中使用了结构检测技术，其目的是为了对部件进行连续或定期的检测和诊断，从而对故障做出预测。

所有这些模拟都可以在工程设计的早起、设计进行过程中以及运营期间进行，其输入的参数和输出的结果可能不同，但都有其利用价值。整合到CAFM，就能够进行建筑绩效分析，尤其是将运行维护成本和一系列性能指标引入。

无论是能源消耗，还是维修费用、人员开支，都录入到一个集成的BIM系统中，通过分配计算，能够得到很多关于建筑设施的绩效指标，用于衡量运营管理工作成果。这种衡量，是在运营过程中控制成本的基本工作。

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