BIM技术通过建立一个精确的三维可视化建筑模型,把设计图纸、施工计划、材料信息、施工工艺等数据整合在同一平台上,实现“所见即所得”的协同工作方式。在建设阶段,BIM具备以下几方面优势:
冲突检测与施工模拟:通过模型提前发现结构、电气、管线等专业之间的碰撞问题,减少返工;
进度模拟与资源优化:利用4D(时间维度)BIM技术进行施工过程模拟,辅助编制施工计划,提升资源利用效率;
材料管理:精确统计工程量,指导材料采购和进场,避免浪费和遗漏。
然而,传统BIM模型多为“静态”的设计结果展示,缺乏对现场实际状态的实时反馈。这正是数字孪生介入的突破口。
(BIM+数字孪生如何提升建设阶段质量、安全 图源:摄图网)
数字孪生:构建虚实融合的动态场景
数字孪生技术是在BIM模型的基础上,结合物联网、传感器、AI等技术,将施工现场的实际状态实时映射到虚拟模型中。它使BIM从一个“建前工具”演进为“建中平台”,并具备如下特征:
实时感知与反馈:通过部署传感器(如温度、湿度、应力、位移监测器等),系统实时感知施工现场状态,实现对质量、安全的动态监管;
智能预警与辅助决策:借助AI分析算法,数字孪生平台可对异常情况(如混凝土温度异常、支架沉降超限等)进行预警,辅助现场人员快速处置;
虚实比对与质量追溯:对施工成果与BIM模型进行对比分析,实现质量偏差自动识别,为后期问题追责提供数据依据。
BIM+数字孪生:打造智能建造“安全网”
在建设阶段,BIM+数字孪生的协同效应将质量管理与安全管理从“事后纠偏”转向“事中控制”和“事前预判”。具体体现在以下几个方面:
提升质量控制精度
结构质量监测:通过安装混凝土应变计、温度传感器等,监控混凝土养护过程,防止早期裂缝;
施工工艺标准化:施工过程由系统引导并实时验证,与设计BIM模型对照,确保工艺一致性;
可追溯的质量档案:每道工序数据自动上传系统,形成完整质量履历,实现责任可溯。
强化施工安全防控
高风险作业监控:如塔吊、深基坑、支架作业等,通过布设传感器实现动态安全评估;
作业行为管理:集成工人定位与作业数据,分析是否违规进入危险区域;
事故预警与演练推演:系统可模拟可能的事故场景并生成应急处置流程,实现提前预演。
(BIM+数字孪生如何提升建设阶段质量、安全 图源:摄图网)
未来,随着5G、边缘计算和AI进一步融合,BIM+数字孪生将不仅限于项目建设阶段,还将延伸到运维、管理、更新等全生命周期,构建真正意义上的“智慧建筑生态系统”。