摘要：BIM技术作为新兴技术，其最显著的特点便是可视化，BIM技术可视化凭借其特有的优势贯穿于超高层建筑建设的全生命周期。本文基于BIM技术可视化在超高层建筑的前期策划阶段、设计阶段、施工阶段和运营维护阶段的应用分别进行讲述，充分体现出BIM技术可视化的优势。该优势可使项目的全过程任务量都大大减少且提高施工质量、减少材料的浪费、节省开支。

关键字：超高层建筑 BIM技术 可视化

1.引言

近年来，随着社会经济的迅猛发展，为适应当前社会形势，我国超高层建筑如雨后春笋般冒了出来。超高层建筑具有楼层数多、施工量大、功能复杂、工程花费大等特点。社会经济高速发展的同时，信息化席卷全球，各行各业为更好推进行业发展不断推陈出新，紧跟时代步伐，融入时代元素。建筑行业也不例外，BIM技术作为一项应用于设施全生命周期的3D化技术，能够在超高层建筑建设的整个过程中起到十分关键的作用。BIM技术的出现为可视化操作提供了广阔的发展前景，其附带的构件信息（几何信息、关联信息、技术信息等）为可视化提供了可靠的保障，不仅能将一些较为抽象的信息（如应力、温度、热舒适性等）以可视化的形式表达出来，还可以使设施建设过程及各阶段间的相互关系动态展现。

2.BIM技术可视化的概念

用最开始的CAD技术只能提交二维的平面图纸，为了使非建筑专业出身的业主和用户看得明白建筑图纸，就需要借助效果图公司出具的3D效果图，达到清晰易懂的可视化效果。往往一两张效果图难以将施工图信息表达清楚，这时候就只能委托模型公司打造一些实体化的建筑模型。即使效果图和实体的建筑模型拥有可视化的视觉效果，但是这种可视化的方法仅限于设计的效果，不能进行节能模拟和施工仿真等操作，不能协助项目团队进行工程分析提高整个工程的质量。现在的建筑规模越来越大，越来越多的建筑朝着超高层方向发展，空间的划分愈加复杂，人们对建筑性能的要求也越来越高。以上诸多的问题仅依赖设计师的头脑去记忆、分析是不现实的，存在的许多问题，项目团队在一起都不一定能清晰地交流探讨，就更别说深入分析寻找合理的解决方案。

3.前期策划阶段

（1）在建筑选址、选型的应用

超高层建筑是每个城市的标志性的建筑，选址选型不合理后期易造成众多的麻烦。超高层建筑顾名思义就是高，在选址过程中要考虑地基建立的土壤情况，模拟地基对上层建筑荷载的承载能力；超高层作为标志性建筑，有促进一座城市旅游业发展的作用。我国是世界四大文明古国之一，存在许多历史名城，在兼顾城市发展的同时，也要保持历史文化名城的风貌和文化传承；考虑到超高层建筑对一座城市的影响及日后的长久发展，造型的选择应避免“千城一面”的效果。同时将上述的问题纳入考虑，最好的解决方案便是采用BIM可视化模型，可视化的效果表现拟建项目的城市环境和自然环境，在耗时耗材最少的情况下不断调整选择合适的方案。

（2）在投资估算的应用

在前期策划阶段，投资估算是不可忽略的一项工作，在初期完成成本预算时，预算员往往需要先把建筑师的纸质图进行数字化；或者将对应的CAD图纸导入到成本预算软件中；亦或者采用最原始的方法：根据相应的图纸直接进行手工算量。但上述方法都不可避免的出现人为的错误，而且工作量都较大。使用BIM技术可以有效避免这些问题，用BIM模型替代图纸，所需材料的名称、数量和尺寸都会在模型中自动生成，同时这些信息会与设计保持一致，当设计发生变更时，更改的部分也会对应改变并反映到所有相关的施工文档和明细表中，同时材料的名称、数量以及尺寸也会随之发生变动。

（3）在招投标的应用

建筑市场竞争十分激烈，实现业主利益最大化是中标的基本条件，精细化的管理和优质的服务已成为了当今施工企业生存的法则，BIM技术在建设项目生命周期内的管理水平提升和生产效率提高方面有着十分明显的优势[1]，应用BIM技术可以大幅度提高招投标的质量和效率，在项目投标阶段进行拟建和优化，充分表现投标单位的综合实力和投标项目的设想，用可视化虚拟建造和数字信息说服业主和评标专家，提高中标率。

4.设计阶段

（1）在设计方案论证中的应用

BIM技术可视化为设计方案带来了很多便利，传统的2D设计模式被3D模型替代。3D模型所展示的效果不仅方便评审人员、业主和用户等非建筑专业的人员对设计方案进行评估，还可以基于当前的设计方案讨论此次施工是否可行、如何降低成本、缩短工期等问题，经过审查、修改确定最终的可行方案，大大缩减决策的时间。

（1）在建筑设计中的应用

基于BIM的设计软件以3D的墙体、门、窗、楼梯等构件作为构成BIM模型的基本图形元素。整个过程就是不断修改和确定各种建筑构件的参数，全面采用可视化的参数化设计方式进行设计的过程，而且整个BIM模型中的构件还可以进行数据关联、智能互动。所有的数据都能被关联到BIM模型上，其最终的设计成果也就是BIM 模型。至于各种平、立、剖2D图纸都可以根据模型随意生成，各种3D效果图、3D动画的生成也是在这样。这就为生成施工图和实现设计可视化提供了便利。由于生成的各种图纸都是来源于同一个建筑模型，因此，所有的图纸和图表都是相互关联的，同时这种关联互动是实时的，在任何视图对设计做出更改，就等同于对模型进行更改，都会立刻在其他视图上相应的地方展现，从根本上避免了不同视图出现不一致的现象[2]。

5.施工阶段

（1）在施工过程物料运输中的应用

建筑施工过程中，保证施工质量满足要求的同时还需要确保施工进度，物料的及时补给是保障施工进度的基础。超高层建筑建设过程中，单位时间内物料的消耗必定不小，在规定施工范围内还得确保有效的建筑面积，同时保证物料运输和施工同时进行[3]，最好的解决方法就是在最终确认的BIM模型基础上加上模拟运输部分，模拟承载物料的运输车辆是否能在非建筑区域顺利通行且不影响施工进度。

（2）在施工过程的应用

运用BIM技术可视化的特点，可以使施工变得可视化，随时直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效的协同，施工方、监理方，甚至非工程行业的业主领导都能对工程项目的各种问题和情况了如指掌。在施工过程进行可视化模拟，能大大缩短现场工作人员熟悉项目施工内容、方法的时间，减少现场施工人员在工程施工初期由于错误施工而造成的时间和成本的浪费，同时可以加快、加深对工程参与人员培训的速度及深度，真正做到质量、安全、进度和成本管理、掌控人人参与[4]。

（3）在碰撞检测中的应用

以往的二维平面图纸设计中，在结构、水暖电等各专业设计图纸完成总和后，由工程师人工找出和解决存在的问题，人为的失误是不可避免的，施工过程中出现很多冲突，导致在建设投资过程出现巨大浪费，还对施工进度造成影响。借助BIM技术可视化的显著特点，依靠其直观性及精确性，在水、暖、电建模阶段，施工设计人员在项目建造开始前便可对其进行碰撞检查，这样既可彻底消除碰撞，还能对工程进行优化设计，降低在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的概率，与此同时还能够优化净空和管线布置的方案[5]。

6.运营维护阶段

（1）在装饰装修中的应用

建筑节点处的装饰装修都较墙面处复杂，但BIM技术可以通过3D模型来展示建筑各方位情况，业主方等非建筑专业等人员能更容易领会到设计师的设计理念与表达意图，在使用中直观清晰地将所有的设计效果全面展现，方便相关人员对项目空间布局、材质配置等方面的内容有更加容易的理解，进一步结合用户对颜色、材质以及规格等的需求进行调整[6]，并且将最终调整以后的参数融入到BIM软件当中。借助BIM软件信息沟通渠道，可以实时沟通，随时对设计进行研究探讨，通过模型的演示能够深化和改进更优的设计方案，加强了不同建筑部门间的沟通交流，又提升了室内装修方案设计的效率。

（2）在空间管理中的应用

BIM技术可视化在空间管理中主要应用于照明、消防等各系统和设备定位。采集各系统和设备在空间中的位置信息，把原本的编号或字符转成3D图形位置，直观易懂、方便查询。联合协同、检索和展示平台，不仅对当前的状态进行记录、测绘、勘察、评估形成“现状信息”，还能完成建筑空间的实时记录、维修、改造、监测、管理行为的数据采集、共享和更新，可主导空间管理信息的快速更新，协助降低建筑资产的风险，完善信息管理途径。

（3）在后期维护中的应用

超高层建筑作为使用率高的建筑，要求对于项目设施海量数据的采集、存储以及调用的管理非常严格[7]，同时还需要将这些数据与信息模型构建进行相关联，创建完成后能够被实时调用、统计分析、管理与共享。如一盏灯的标示，可以输入许多数据：灯的大小、瓦数、材质、颜色、灯的供应商基本信息等。通过汇总分析，可以知道灯为何种材质、数量多少、在哪个位置布置等，使用期限一到，系统便自动发送提示和警告标志，管理人员便可知道什么时间、什么位置、需要更换多少数量的这款灯。

（4）在应急疏散中的应用

超高层建筑根据其用途可分为商用和居住两大类，但两者都有一个共同的特点：人流量大。同时超高层建筑还较普通建筑高，安全方面的管理就显得十分重要，平常的突发事件关注点在于响应和救援两大方面，但BIM技术的可视化运维对于突发事件的管理包括：预防、警报和处理三个方面。如基于BIM的运维管理系统能够根据喷淋感应器感应信息，如果发生着火事件，在建筑信息模型界面中会自动报警，着火点的三维位置和房间立即被定位显示；控制中心可以及时查询相应的周围情况和设备情况，为及时疏散和处理提供信息支撑。

7.结束语

超高层建筑能够有效缓解土地资源压力，提高土地的利用率，是城市现代化建设的必然产物，而根据目前国家的发展形势，BIM技术可视化在超高层建筑中应用是大势所趋，传统的建筑工艺与BIM技术的结合必定使我国建筑行业的发展更上一层楼。但BIM技术出现的时间还算比较早，我国开始着手了解BIM技术相对较晚，计算机硬件设施不够完善造成BIM技术不能发挥到最好、相关的专业人员少、宣传力度不够大等原因都对BIM技术在我国的普及有着巨大的影响。不过近年来国家层面采取了一系列的相关措施来辅助BIM技术在建筑行业的扎根，相信在不久的将来，BIM技术定能凭借自身优势与建筑行业结合大放光彩。

参考文献

[1].汪萍，刘刚，张临胜.BIM技术在工程招投标管理中的应用[J].招标采购管理，2014，（07）：46-48.

[2].杨晓．BIM2.0技术在居住建筑设计领域的应用研究[D].青岛：青岛理工大学，2019：41-42.

[3].张天文.BIM技术在超高层建筑施工中的应用[J].天津建设科技，2019，29（01）：74-76+79.

[4].李飞，李伟，刘昭，李智.基于BIM的施工现场安全管理[J].土木建筑工程信息技术，2015，7（05）：74-77.

[5].刘学成.基于BIM的建筑设备管线协调[J].科技创业月刊，2011，24（04）：168-170.

[6].李海龙.BIM技术在超高层建筑装饰装修中的应用[J].江西建材，2019，（12）：168+170.

[7].董鹏俊.BIM技术在超高层建筑工程深化设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018，（08）：87.

基金项目：2022年大学生创新创业训练计划项目资助（项目编号：202216205012）