BIM 技术在农业设施建设应用中的分析与探讨*

王雪艳 ，胡国辉

（1.江西建设职业技术学院，江西 南昌 330200；2.江西工商职业技术学院，江西 南昌 330201）

在全面建设社会主义现代化强国的新征程中，要抓住世界大变局的机遇，应对世界大变局的挑战，必须解决好社会主要矛盾。当前，我国发展不平衡不充分问题在乡村最为突出，实施乡村振兴战略，是解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间矛盾的必然要求[1]。为此，近年来，我国农业基础设施建设规模不断扩大，建设速度不断提升，农业基础设施建设产业蓬勃发展[2]。BIM 技术是建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称[3]，是基于三维模型的数字化建造工具[4]，是提供建设施工全方位协作和管理的平台[5]。农业设施主要包括农业水利、农村道路、农村旅游设施、农村住宅等，在以往的农业设施建设工作中普遍存在建筑施工水平落后、设计与施工协同交流缺失、设施布局不合理等问题，运用BIM 技术推进农业设施建设，总结相配套的建设施工方法，有利于解决我国在农业基础建设中遇到的问题，以促进乡村振兴的发展，为我国现阶段大规模实施农业农村基础设施建设提供应用参考。

1 BIM技术在农业设施建设中的应用现状

1.1 BIM技术在农业水利建设中的应用

近年来，围绕高质量农业农田水利建设需求，运用BIM 技术实现农业水利建设标准化、数字化的研究正在不断推进。周林勇等[6]探索运用BIM 技术建模实现农业水利工程的可视化、协同化，同时缩短工期，完成多方协调，增强了农业水利工程建设各方的交流与沟通。曾强[7]利用BIM 技术搭建了农田水利工程项目模型，并同时使用了PowerCivil 和CATIA软件相结合的方法，构建出农田灌溉的水利工程模型，通过对农田水渠的分析，做出了与之对应的整改，对农业水利建设施工进行了多方面的优化。刘懿韬[8]列举了乌东德水电站枢纽工程、漆水河倒虹改建工程、黑河黄藏寺水利枢纽工程、上海国际航运服务中心西船闸工程、黑龙江省西南部某田间工程，均通过利用BIM 技术实现了农业水利工程建设的优化。吴阳等[9]对农田水利工程进行了BIM 模型构建，通过分析模型发现设计缺陷，及时完善，实现了农业水利建设的信息化管理。

1.2 BIM技术在土地规划和资源管理中的应用

将BIM 技术运用到新时代农村建设工作中，其在乡村土地规划和资源管理上，起到了至关重要的作用。黄倩[10]将BIM 和GIS 两种技术相结合，通过三维建模仿真，结合获得的现场数据，解决了广东省韶关市乳源县七星墩土地勘探工作所遇见的信息量大等多个土地管理过程中出现的问题，实现了土地整治的可视化检验。曹青等[11]将“多规合一”实用性乡村振兴规划与BIM 技术相结合，在保护安庆当地生态环境的同时，充分结合了当地自然、人文等多种元素，美化了当地农村风貌，对农村重点区域和节点进行设计，打造农村建设亮点，为建设秀美乡村添砖加瓦。黄汉邦[12]在浙江省温州市平阳县昆阳镇城北鸣山村的乡村土地整治规划工作中，运用BIM 技术，完成了当地建筑、气候、地理信息模型的组建工作，综合分析，对比完善，优化了规划方案，解决了整治难题。侯海迪[13]以青岛市即墨区胡家庄村建设为例，证明了将BIM 技术运用在农村土地规划和资源管理中可以进一步推动乡村振兴战略的落实和新农村的建设。

1.3 BIM技术在农业休闲旅游建设中的应用

绿水青山就是金山银山[14]，发展旅游休闲型的农业乡村产业，就必须对当地的生态环境进行有效的规划治理，以满足休闲度假、环境美化的要求。同时，开发生态观光、旅游休闲等功能，促进当地经济水平增长，打造绿色、秀美的新时代新农村风景线[15]。白杰等[16]将BIM 技术运用在丹寨旅游小镇的传统EPC 项目中，充分结合项目特点、BIM 模型信息，搭建了一个高效信息平台，提升了当地旅游小镇的管理水平，进而提高了效率。郑锦璇[17]运用BIM和Grasshopper 的模拟完成了侗族个性化乡村住宅的智能设计方案，在满足现代化生活需要的同时，提升了方案设计的效率。将BIM 技术运用到农业休闲旅游建设中，不仅提升了建设施工的工作效率，也更好地创建出了秀美中国新农村。

1.4 BIM技术在农业建筑设计与施工中的应用

BIM 技术经常运用在城市高楼大厦的建设中，同样可以运用在农业农村建筑物的设计以及工程施工上。赵文俊[18]基于BIM 技术对林芝地区藏式农村住宅进行了一体化设计，利用BIM 技术搭建模型，并将BIM 技术运用到了农村住宅的施工管理以及运营维护阶段，解决了当地气候条件引发的居住生活问题。崔凤等[19]以清远市当地农村住房设计图集为基础，采用BIM技术完成模拟住房建模，形成新农村住房集群效果图，完成了美丽新农村的建设。委玉奇[20]运用BIM 技术对农村以木头为主要材料的住宅进行进一步分析，论证了木质构件可以通过BIM 技术建模的方式进行表述，BIM 技术能为农村木制住宅设计与施工提供帮助。马乐原等[21]完成了对鲁中地区农村住宅的调研，运用BIM 技术构建模型，并使用Ecotect软件完成进一步分析，得出当地农村住宅节能改造的关键在于提高围护结构的热工性能的结论，为农村住宅建筑的优化提供了思路。

2 农业设施建设中应用BIM技术的优势

2.1 提高项目推进效率

BIM 技术促进了建筑师、工程师、承包商和农村群众之间的协作与沟通。各方可以团队的形式在同一个共享模型上工作，减少沟通失误与冲突。通过BIM 模型的实时更新与信息交流，可以确保各方在整个农业设施建设的施工过程中都能充分了解情况。通过改进可视化和模拟功能，可以优化农业设施建设的施工顺序和进度，以提高整体工作效率。BIM 技术同样可以实现农业设施建设过程中工程造价管理水平的提升，通过BIM 模型项目，管理人员可以进一步明确农业设施建设的工程量，并衔接好工程造价的预算、工程招标工作以及合同的签订等其他工作，严格依照国家颁布的相关标准规范进行农业设施工程的造价管理，同时，运用先进的处理技术建立完善的项目信息电子数据库，实现项目信息化管理，并加强项目各方之间的协同合作，以保证工程造价管理的工作效率[22]。

2.2 降低资源成本

BIM 技术使农业设施建设中的项目各方能够在3D 模型中观察到可视化设施[23]。农业设施建设项目的设计师可以通过评估不同设计选项的视觉影响、布局和功能来做出正确高效的决定。BIM 技术可以对农业设施建设所需的能源使用、水消耗和其他资源进行综合分析。通过准确预测和优化资源需求，BIM 技术有助于减少资源浪费，促进项目可持续发展。通过准确的材料提取，实现适当的预算分配，并最大限度地减少不可预见的费用[24]，从而加强了农业设施建设的成本控制。

2.3 提升工程建设质量

BIM 技术能够实现准确的数量估算和成本估算，降低预算超支的可能性[25]。BIM 模型可以链接到农业设施管理系统，提供有关设备、维护计划和潜在问题的信息模型。访问实时数据有助于更高效的操作和维护，从而提高生产力并减少因各种原因造成工期延长的时间。运用BIM 技术对农业设施建设进行工程造价管理时，能够针对设计的改变及时建立相对应的数据信息模型，并迅速完成汇总工作，通过对工程造价成本出现的变化进行分析，辅助设计师进一步完善农业设施工程造价管理的计划方案，从而提升信息化管理水平，及时为农业设施建设项目提供更多的技术支持[22]。在农业生产的植物温室大棚设计与规划中，使用BIM 技术可以有效利用空间、阳光和通风系统，通过准确放置隔热材料、玻璃、遮阳和暖通空调系统来提高能源利用效率，通过精确控制温度、湿度和光照条件，进而提高农作物产量。在农业生产中的畜牧管理上，BIM 技术可以充分考虑到通风、照明等因素，从而完成动物饲养系统的设计，通过改进设计，实现优质的空气质量、温度控制以及动物的疾病预防，保障了动物的健康，提高了动物的生产力。

3 农业设施建设应用BIM技术存在的问题

3.1 信息不对称

一是项目设计人员与农民之间的交流不畅。由于双方专业知识壁垒和沟通渠道的限制，农民和项目设计人员之间的交流存在困难，导致设计方案不符合实际农业需求。二是土地利用情况和农业需求不准确。由于农民对土地及其利用情况的认知可能不准确，而项目设计人员也可能缺乏农业方面的知识，导致规划设计与农业需求不匹配。

3.2 资源浪费

一是农业设施建设设计方案不合理导致资源浪费。由于项目设计人员对农业设施的需求理解不足，设计方案可能存在冗余和不合理的部分，导致资源浪费。二是施工阶段的误差和变更增加了成本。由于设计方案和施工图纸之间的不一致，施工阶段可能出现误差和变更，增加了建设成本。

3.3 数据整合复杂

农业设施建设的复杂性和多样性导致数据收集复杂。不同类型的农业设施具有不同的特点和需求，导致数据收集的方式和方法各异。农业技术设施中的数据来自各个环节，如土壤、气候、植物等，将这些数据整合到一个统一的BIM 模型中是一个具有挑战性的任务。农业设施的运营和管理中会出现各种变动，如设备更替、作物生长周期不同等，这些变动会影响模型的准确性。而BIM 模型的准确性直接影响到农业设施的优化和管理效果，若模型不准确，则无法提供准确的决策依据。

4 建议及对策

4.1 提升农民对BIM技术的认知

举办BIM 技术培训，将此课程引入各高校、技校[26]。提高大众对BIM 技术的认知，组织相关讲座，同时向农民普及BIM 技术的基本概念和应用方法，提高其对BIM 技术的认识和理解。鼓励农民参与农业设施建设的设计和决策过程，吸收农民对农业设施建设的建议，使其能够更好地表达自己的需求和意见。建立一个统一的信息共享平台，使项目设计人员、农民和相关部门共享土地利用、农业设施建设需求和设计方案等信息，促进各方的交流和合作。加强与农民之间的交流和合作，鼓励项目设计人员与农民直接交流，有助于更好地了解农民的需求和意见，确保设计方案与农业设施的实际需求相符。

4.2 完善农业设施政策和标准

制定相关政策，推动BIM 技术在农业设施建设中的应用[27]。政府可以制定相关政策，鼓励和支持BIM 技术在农业设施建设中的应用，提供资金和技术支持。制定行业标准，规范农业设施建设中BIM 技术的应用范围、流程和标准，提高建设质量和效率。

4.3 改进数据收集和整合技术

借助传感器和物联网技术，实时采集数据，减少人工收集的难度和误差。通过开发专门的软件或平台，将不同来源的数据进行自动整合，提高整合效率和准确性。同时，借助先进的测量技术和模拟软件，如激光扫描和无人机摄影，提高农业设施建设模型数据的准确性。通过模拟和预测，进一步分析农业设施的变动性，对BIM 模型进行更新和调整，提高模型的精确性。

5 小结

BIM 技术在农业设施建设中具有重要的应用价值，然而，与之相关的问题也需要得到有效的解决。通过提高农民的BIM 技术素养、加强各方的合作、完善政策和标准，可以推动BIM 技术在农业设施建设中的应用，提升建设效率和质量，达到可持续发展的目标。将BIM 技术融入农业设施建设中具有诸多优势。从增强的可视化和设计能力到改进的协作和沟通、简化的施工流程、高效的资源管理以及增强的设施运营和维护，BIM 技术有可能彻底改变农业设施建设的方式。尽管存在挑战，但鼓励在农业行业采用BIM 技术，可以显著优化农业设施建设，有助于新时代新农村建设工作的落实。