BIM和3D打印新技术对建筑行业未来的影响

封天赐　张高杰

（1.四川建筑职业技术学院土木工程系，四川德阳　618000；2.四川建筑职业技术学院国际技术教育学院，四川德阳　618000）

BIM和3D打印新技术对建筑行业未来的影响

封天赐1张高杰2

（1.四川建筑职业技术学院土木工程系，四川德阳618000；2.四川建筑职业技术学院国际技术教育学院，四川德阳618000）

随着现代技术的发展，作为中国三大产业的建筑行业将这些技术应用到现实生活中，当前，普遍应用于建筑领域的新技术有一个非常重要的特点就是提供了在单一环境之下可以拓展的模型，所谓单一模型其实是非常灵活的，可以随时补充或者添加更多的信息。现如今，在建筑行业中BIM新技术和3D打印技术于建筑领域的应用正在逐渐成为设计师们和建造师们工作的常态，涉及单体建筑，建筑综合体，甚至城市规划设计。所以对于未来的建筑行业是对新技术的应用，加强BIM新技术和3D打印技术应用对未来的影响更是有益，新技术影响着项目的方方面面，加强新技术是十分重要的。

新技术应用发展影响

“科技创新，就像撬动地球的杠杆，总能创造令人意想不到的奇迹”，***主席在中国科学院第十七次院士大会，中国工程院第十二次院士大会上讲的这句话，正在不同的领域发展，在建筑行业更是尤为突出，现在我们住的房子，休闲场所，如今也能用3D打印机打印出来，例如：苏州工业园数栋房子，武汉东湖汉街万达广场等等。对中国和国外基础设施行业的新技术都颇有研究的理查德·亨弗莱认为：“在我看来，要应对建筑行业的挑战就必须增加透明度，这样才能更好地获得融资，同时更好的管理复杂工程因此把建筑领域中的BIM引入到建筑当中，其最关键不是特定的产品，而是由技术所支持的一系列过程的变革。”所以我们应在建筑行业大力发展BIM新技术和3D打印技术，使得我们国家的经济和管理水平大幅度的提升。

1　BIM技术对现代建筑的推动力

在美国业主和政府会很自然地将基础设施与BIM联系在一起，而中国很多人都不知道BIM是什么，BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对。早在2013年英国政府就已经规定在2016年之前所有公共设施都要使用BIM。有这样规定的国家可以说是越来越多，例如：日本、巴西、墨西哥、芬兰、德国等，都要求建筑从设计到施工都必须使用BIM技术来完成。因此中国建筑行业也在国内不断推出相关措施，如北京，率先在2014年9月发布BIM地区标准；2014年10月29日，上海市政府颁布了《关于在上海推进建筑信息模型技术应用的指导意见》，明确规定大型项目和重点项目，全面应用BIM技术。中国建筑标准设计院BIM所所长魏来说出关于BIM审批的三个条件：标准化的交付体系，成熟的软硬件系统，符合BIM特征的审批思维。在2015年举办的中国第五届BIM论坛上，中国院与同行业分享了BIM3.0—中国本土化BIM整体解决方案并且分享了中国院这套经过多项目测试、实践、总结的整体解决方案。所以我们可以看出现在的很多国家对于BIM技术都是是十分重视的，现在的时代已经是新技术的时代了，BIM技术对现代建筑的推动力是十分明显的，所以我们要大力发展BIM新技术。

2　利用BIM技术从设计到施工的无缝转移技术

当前，普遍应用于建筑领域的新技术有一个非常重要的特点就是提供了在单一环境之下可以拓展的模型，虽然是单一环境但是却非常灵活的，它可以随时补充或添加更多的信息。然后再通过云收集这些信息，上传后可以通过不同的终端进行浏览，并且随时可以看到设计的模型。在这些环节当中最重要的一点就是设计到施工的环节，使用AutodeskInfraWorks这个平台，可以实现无缝转移的技术，紧接着就是施工环节。中国黄登水电站这个大型水坝项目就包括InfraWorks在内的新技术，利用BIM技术收集大量的建筑数据然后再将这些数据输入，建立一个3D模型之后，就可以完成设计了，这是基于一定程序的过程，是以规则为基础的一个过程。但是要想把BIM所生成的数据和顾客原有资产的数据系统结合在一起，便需要使用InfraWorks了，它会把数据进行整合，在项目最终结束的时候，我们也可以利用InfraWorks进行数据的维护和管理，也有一些客户会把InfraWorks处理过的数据和他们的资产信息结合在一起，所以对于这种类似的情况，现在我们可以创造出进入式的3D数据。对于这些建模之后的数据我们不仅可以拿到实地去指导建筑工程，而且还可以将这些数据在未来城市的规划和建筑的规划可以更好地处理和发展。所以我们不再只是利用BIM处理数据而是可以使用BIM这种技术实现建筑的设计到施工的无缝转移了，可以看出BIM技术在生活中是十分实用的，所以必须大力加强BIM技术在建筑中的使用。

3　BIM技术对超高层建筑的智能深化

对于超高层建筑智能深化有三个特点：超高层的技术特点，深入施工设计的工艺仿真模拟，结合前沿技术。当BIM近年来在设计领域引领风骚之时，施工行业的建筑数字技术的应用也没有丝毫的落后，并且在建筑行业里拥有着越来越多的案例。与此同时，更高层次的BIM实践应用也的确大大提高了建筑企业的生产效率、管理能力，同时也提升了工程建设的集成化程度。中建三局第二建设有限责任公司安装公司就一个应用BIM技术在建筑中的完美实践，在深圳建造了深圳太平金融中心这栋超高层建筑。也因为BIM技术的深化应用，使得中建三局第二建设有限责任公司安装公司走出了智能管理的新路，在建筑行业领域得到了大家的一致赞赏，同时也积累了在超高层建筑项目施工的经验。深圳太平金融中心这栋超高层建筑包括了：具有世界上最大的采光井，世界上独一无二的九面体单元板块等等，所以中建三局第二建设有限责任公司整个项目都着眼于数字化建造目标上，并尽可能实现整个大楼全生命周期管理的数字化平台和相应的管理手段。在深入施工设计的工艺仿真模拟这一特点上的建筑，例如：上海中心大厦，金茂大厦，上海环球金融中心等等，随着BIM应用在超高层建筑上不断的深入随之而来的问题是运维阶段，BIM的突破只能是在运维管理方面的突破，但是以现在的技术想要在运维阶段有所突破基本还是很难实现的，采用了AutodeskRevitArchitectrue软件建立模型再利用Autodesk Navisworks Manage进行三维渲染，动态漫游及施工工序的演示。这种技术和BIM模型分析CFD的演算相似度达到70%这也就基本能解决一些施工工艺方面的模拟和能源消耗方面等问题了。从BIM技术的拓展功能来看，我们要不断发展从各个方面去发现新的技术，来提高建筑在施工环节中的品质和质量，但是更为重要的是在完善BIM技术自身外，我们也需要与前沿技术相结合，不断去推广和开拓更多的使用功能。使的建筑更加美观和实用。从BIM对超高层建筑的智能深化我们可以看出谁先掌握了这样技术就可以脱颖而出就例如中建三局第二建设有限责任公司。所以大发展建筑行业技术是十分重要的

4　BIM和3D打印技术在建筑上的混合使用

必须承认，基础设施要比单纯的建筑项目更为复杂，毕竟，基础设施项目并不是白纸一张从头开始，它面临着现有环境的制约，这也就是为什么我们需要用真实环境来建模。同时因为建筑行业还涉及了不同的学科，需要多方的协调，另外大型建筑项目也会影响大众，还需要考虑对于人们生活是否有着很大的影响，所以建筑这一行业更应当使用BIM新技术和3D打印技术，武汉东湖汉街万达广场，是万达集团迄今为止建成的最高端的购物中心，由国际知名荷兰UN Studio设计公司设计的，在项目设计中打破了以往万达广场的设计标准，甚至突破了国家规范，力求每一个细节做到完美。首先利用BIM处理大量的数据建立了3D模型，其次利用3D打印技术将玻璃打印出来，最为关键的是此次施工中运用了世界唯一的全彩数码3D打印技术，釉彩纹玻璃运用了全彩数码打印，其中所做的双面打印是国内还没有出现的。3D打印建筑架构首先来源于美国，如果我们利用BIM技术建立建筑模型，再利用3D打印机将建筑打印出来，那么我们的经济水平和管理水平将会提升很快，当初的钢结构使得全世界都很出名的鸟巢花时5年时间才完成，如果运用了3D打印机还需要那么长的时间吗？并且国内的钢结构的建筑依然很少，一旦我们拥有了3D打印技术完全可以实现钢结构建筑的国家了。针对建筑行业领域的新技术平台AutodeskInfraWorks之所以了不起，就在于它可以3D的环境之下对于不同的方案进行比较评估，而且这个模型是基于真实的环境的模型。从时间上来讲，你也可以看到不同的设计方案，不同的选择，可以提前进行比较，从而保证在整个生命周期当中实现贯穿始终的效果。所以我们不仅只发展BIM技术同时也需要发展3D打印技术，这样我国的建筑行业才会有所突破。

5　3D打印技术对未来建筑的影响

3D打印技术对于生产者来说，可大幅降低生产成本，提高原材料和能源的使用效率，减少对环境的影响，它还使消费者能根据自己的需求量身定制产品。3D打印机既不需要用纸，也不需要用墨，而是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术，使特定金属粉或者记忆材料熔化，并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来，最终把电子模型图变成实物。其优点是大大节省工业样品制作时间，且可以“打印”造型复杂的产品。因此我认为，这种技术代表制造业发展新趋势。将这种技术应用于建筑中会对建筑制造时间缩短，效率会大大提高，加强经济和管理的水平。所以我们需要加快我们的发展速度，掌握3D打印技术不再被别人牵制。我们同样可以建造成像悉尼歌剧院，埃菲尔铁塔等著名的建筑。

6　结语

建筑领域的新技术对未来的影响是及其重要的。现在的是信息时代，信息时代的主要特征必将渗透到未来建筑的各个方面，包括BIM方面，工程进度管理方面，建筑数据的收集等等。所以我们需要在建筑行业发展我们的BIM技术和3D打印技术，但是在实行新技术的同时我们必须实行可持续发展和人性化，建筑节能不仅要落实到具体建筑施工中，而且要贯彻最后建筑物的使用过程中。

［1］杜鸿翰，杨光，计增龙.《探究BIM在建筑施工中的应用》.中国建筑一局有限公司东北区域公司.

［2］《BIM的发展趋势》.21世纪建筑设计网.2012.

［3］李菲秘，田浩.《BIM带来的建筑产业革命》.2013.