1.2.1 BIM在建设项目各阶段的应用

基于项目全生命期的BIM技术应用是以BIM服务器为基础，以建模为输入，以协同为方向，实现项目各阶段、不同专业、不同软件产品之间的数据交换、集成与共享，为实现建设项目目标提供有力支撑。

1. BIM在项目规划阶段的应用

帮助业主把握好产品和市场之间的关系是项目规划阶段至关重要的一点，BIM能够为项目各方在项目策划阶段做出使市场收益最大化的工作。在项目规划阶段，BIM技术对于建设项目在技术和经济上的可行性论证提供了帮助，提高了论证结果的准确性和可靠性。在项目规划阶段，业主需要确定建设项目方案是否既具有技术与经济可行性，又能满足类型、质量、功能等方面的要求。但是，只有花费大量的时间、金钱与精力，才能得到可靠性高的论证结果。BIM技术可以为广大业主提供概要模型，对建设项目方案进行分析、模拟，从而降低整个项目的建设成本，缩短工期并提高项目建设的质量。

2. BIM在项目设计阶段的应用

BIM在设计阶段的主要应用包括施工模拟、设计分析与协同设计、可视化交流、碰撞检查及设计阶段的造价控制等。传统CAD时代的在建设项目设计阶段存在的诸如2D图纸冗繁、错误率高、变更频繁、协作沟通困难等缺点都将被BIM化解，从而能够实现学科专业的协同工作，BIM带来的优势是巨大的。

（1）保证概念设计阶段的决策正确

在概念设计阶段，设计人员需对拟建项目的选址、方位、外形、结构形式、耗能与可持续发展问题、施工与运营概算等问题做出决策，BIM技术可以模拟和分析各种不同的方案，并且为集合更多的参与方投入该阶段提供了平台，使做出的分析决策在早期得到反馈，保证了决策的正确性与可操作性。

（2）更加快捷与准确地绘制3D模型

不同于CAD技术，3D模型需要由多个2D平面图共同创建，BIM软件可以直接在3D平台上绘制3D模型，并且所需的任何平面视图都可以由该3D模型生成，准确性更高且直观快捷，为业主、施工方、预制方、设备供应方等项目参与人的沟通协调提供了平台。

（3）多个系统的设计协作进行、提高设计质量

在传统建设项目设计模式中，各专业包括建筑、结构、暖通、机械、电气、通信、消防等设计之间的矛盾冲突极易出现且难以解决。而BIM整体参数模型可以对建设项目的各系统进行空间协调、消除碰撞冲突，大大缩短了设计时间且减少了设计错误与漏洞。结合运用与BIM建模工具相关的分析软件，可以分析拟建项目的结构合理性、空气流通性、光照和温度控制、隔音隔热、供水、废水处理等多个方面，并能够基于分析结果不断完善BIM模型。

（4）可以灵活应对设计变更

BIM整体参数模型自动更新的法则可以让项目参与方灵活应对设计变更，减少如施工人员与设计人员所持图纸不一致的情况。对于施工平面图的每一个细节变动，Revit软件将自动更新修改立面图、截面图、3D界面、图纸信息列表、工期、预算等所有相关联的地方。

（5）提高可施工性

设计图纸的实际可施工性（Constructability）是国内建设项目经常遇到的问题。由于专业化程度的提高及国内绝大多数建设工程采用的设计与施工分别承发包模式的局限性，设计与施工人员之间的交流甚少，加上很多设计人员缺乏施工经验，极易导致施工人员难以甚至无法按照设计图纸进行施工。BIM可以通过提供3D平台加强设计与施工的交流，让有经验的施工管理人员参与到设计阶段早期并植入可施工性理念，还可以推广新的工程项目管理模式，如一体化项目管理（Integrated Project Delivery，IDD）模式，以解决可施工性的问题。

（6）为精确化预算提供便利

在设计的任何阶段，BIM技术都可以按照定额计价模式根据当前BIM模型的工程量给出工程的总概算。随着初步设计的深化，项目各个方面如建设规模、结构性质、设备类型等均会发生变动与修改，BIM模型平台导出的工程概算可以在签订招投标合同之前给项目各参与方提供决策参考，也为最终的设计概算提供基础。

（7）利于低能耗与可持续发展设计

在设计初期，利用与BIM模型具有互用性的能耗分析软件可以为设计注入低能耗与可持续发展的理念，这是传统的2D工具不能实现的。传统的2D技术只能在设计完成之后利用独立的能耗分析工具介入，这就大大减小了修改设计，以满足低能耗需求的可能性。除此之外，各类与BIM模型具有互用性的其他软件都在提高建设项目整体质量上发挥了重要作用。

在项目的设计阶段，让建筑设计从二维真正走向三维的正是BIM技术，对建筑设计方法来说，这是一次重大变革。使用BIM技术，建筑师们不再困惑于如何用传统的二维图纸表达复杂的三维形态这一难题，深刻地拓展了复杂三维形态的可实施性。而BIM的重要特性之一——可视化，使设计师不仅能对自己的设计思想做到“所见即所得”，而且能够让业主捅破技术壁垒的“窗户纸”，随时了解自己的投资可以收获什么样的成果。

3. BIM在项目施工阶段的应用

正是由于BIM模型能反映完整的项目设计情况，所以BIM模型中的构件模型可以与施工现场中的真实构件一一对应。BIM在施工阶段的主要应用包括虚拟施工及施工进度控制、施工过程中的成本控制、三维模型校验及预制构件施工等。针对传统CAD时代存在的在建设项目施工阶段的2D图纸可施工性低、施工质量不能保证、工期进度拖延、工作效率低等劣势，BIM技术都体现出了巨大的价值优势。

（1）施工前改正设计错误与漏洞

在传统CAD时代，各系统间的冲突碰撞极难在2D图纸上识别，往往直到施工进行到了一定阶段才被发觉，最后只能返工或重新设计；而BIM模型将各系统的设计整合在了一起，系统间的冲突一目了然，在施工前改正解决，加快了施工进度，减少了浪费，甚至从很大程度上减少了各专业人员间出现纠纷和不和谐的情况。

（2）4D施工模拟、优化施工方案

BIM技术将与BIM模型具有互用性的4D软件、项目施工进度计划与BIM模型连接起来，以动态的三维模式模拟整个施工过程与施工现场，及时发现潜在问题和优化施工方案（包括场地、人员、设备、空间冲突、安全问题等）。4D施工模拟还包含了临时性建筑，如起重机、脚手架、大型设备等的进出场时间，为节约成本、优化整体进度安排提供了帮助。

（3）BIM模型成为预制加工工业化的基石

细节化的构件模型（Shop Model）可以由BIM设计模型生成，可用来指导预制生产与施工。由于构件是以3D的形式被创建的，这就便于数控机械化自动生产。当前，这种自动化生产模式已经成功运用在钢结构加工与制造、金属板制造等方面，从而生产预制构件、玻璃制品等。这种模式方便供应商根据设计模型对所需构件进行细节化的设计与制造，准确性高且缩减了造价与工期，同时消除了利用2D图纸施工由于周围构件与环境的不确定导致构件无法安装，甚至重新制造的尴尬。

（4）使精益化施工成为可能

由于BIM参数模型提供的信息中包含了每一项工作所需的资源，包括人员、材料、设备等，所以其为总承包商与各分包商之间的协作提供了基石，最大化地保证资源准时制管理（Just-in-Time），削减不必要的库存管理工作，减少无用的等待时间，提高生产效率。

在项目的施工阶段，施工单位通过集成BIM建模和进度计划的数据，实现了BIM在时间维度基础上的4D应用。BIM技术4D应用的实施，使施工单位既能按天、周、月看到项目的施工进度，又可以根据现场实时状况进行实时调整，在分析对比不同施工方案的优劣后得到最优的施工方案；也可以对项目的重难点部分按时、分，甚至精确到秒进行可建性模拟，如优化土建工程的施工顺序、材料的运输堆放安排、建筑机械的行进路线和操作空间、设备管线的安装顺序等施工安装方案。

4. BIM在项目运营阶段的应用

BIM在建筑工程项目的运营阶段也起到非常重要的作用。建设项目中系统的所有信息对于业主实时掌握建筑物的使用情况，及时有效地维修、管理建筑物起着至关重要的作用。那么是否有能够将建设项目中的所有系统信息提供给业主的平台呢？BIM的参数模型给出了明确的答案。在BIM参数模型中，项目施工阶段做出的修改将全部实时更新并形成最终的BIM竣工模型（As-Built Model），该竣工模型将作为各种设备管理的数据库为系统的维护提供依据。

建筑物的结构设施（如墙、楼板、屋顶等）和设备设施（如设备、管道等）在建筑物使用寿命期间，都需要不断维护。BIM模型可以充分发挥数据记录和空间定位的优势，通过结合运营维护管理系统，制定合理的维护计划，依次分配专人做专项维护工作，从而使建筑物在使用过程中出现突发状况的概率大为降低。

伴随建筑工程复杂程度的增加，各学科专业的交叉合作已经成为必然趋势，BIM技术能够让建筑、结构、电气、给排水等各学科专业实现相同模型上的协同工作，以便更新传递建筑设计信息。还可实现不同地区的不同设计人员在网络基础上进行协同工作。BIM是信息化技术在建筑业的直接应用，服务于建设项目的设计、建造、运营维护等整个生命周期。BIM为项目各参与方提供交流顺畅、协同工作的平台，其对于避免失误、提高工程质量、节约成本、缩短工期等都有极大的贡献，其巨大的优势作用让行业对其越来越重视。应用BIM技术在各个专业设计过程中进行碰撞检查，不但能彻底消除硬、软碰撞，完善工程设计，而且大大降低在施工阶段的损失和返工的可能性。并且可以做到既优化空间，又便于使用和维修。