建筑工程管理方法及其智能化技術(shù)研究

任學(xué)奇

【摘要】在建筑工程項(xiàng)目中采用智能化技術(shù)管理方法是如今建筑行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)，這是由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的日益成熟與人們對(duì)建筑要求不斷提高而帶來的結(jié)果。本文探討了BIM建筑信息模型技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中的應(yīng)用，它能夠在建筑工程進(jìn)度中有效控制施工過程的每一個(gè)重要環(huán)節(jié)，達(dá)到精簡(jiǎn)施工管理任務(wù)與提高項(xiàng)目工作效率的目的。

【關(guān)鍵詞】建筑工程管理；智能化技術(shù)；建筑信息模型（BIM）

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，它是當(dāng)今建筑智能化管理中最為重要的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。它以建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案與所有信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)進(jìn)而構(gòu)建建筑模型，并通過數(shù)字技術(shù)模擬建筑物的真實(shí)信息，從而達(dá)到對(duì)建筑工程施工的全過程管理。它不但模擬性極強(qiáng)，而且擁有良好的可視化功能與協(xié)調(diào)性，讓項(xiàng)目管理者與技術(shù)人員能夠以更為直觀的視角看清工程項(xiàng)目的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至施工過程中的一切可能性，所以BIM為建筑工程智能化管理帶來了完全開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓項(xiàng)目施工進(jìn)程更具穩(wěn)定性。

一、建筑施工管理中的BIM應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在過往的傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目中，CAD技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但是客觀講它是存在潛在缺陷的，也很可能導(dǎo)致建筑項(xiàng)目中的經(jīng)濟(jì)效益受到負(fù)面影響。而如果采用BIM技術(shù)，則可以有效避免這些影響。

BIM技術(shù)強(qiáng)于傳統(tǒng)的CAD，是因?yàn)樗坏薈AD所涵蓋的全部幾何尺寸信息，還具備許多豐富的其它信息。如圖1.

圖1 BIM建筑信息模型中所涉及的相關(guān)信息

（一）更自然的設(shè)計(jì)交互模式

在建筑工程施工中使用BIM就可以實(shí)現(xiàn)相比于CAD更加自然寬松的設(shè)計(jì)交互模式，該模式主要采用Revit進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，為實(shí)際建筑創(chuàng)建虛擬數(shù)字化建筑模型。設(shè)計(jì)者可以在構(gòu)建模型過程中為建筑添加諸如外墻、屋頂、樓體、門窗等不同的構(gòu)件，來嘗試建筑項(xiàng)目施工的諸多可能性。這種技術(shù)完全實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)之間的人機(jī)交互，使得虛擬建筑建造工作更加直觀形象與生動(dòng)化。

（二）更高度的工程數(shù)據(jù)構(gòu)件集成

BIM技術(shù)管理能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑工程中所有數(shù)據(jù)與構(gòu)件模型的高度集成，它所采用的是三維建筑模型，這有效提升了建筑設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)手段。比如說，設(shè)計(jì)者可以為三維構(gòu)件進(jìn)行自定義，操控不同的構(gòu)件在不同的視圖下實(shí)現(xiàn)不同的表現(xiàn)，甚至訪問和調(diào)整構(gòu)件的屬性。在建筑中門的開合方向就可以用三維構(gòu)件模型中的開關(guān)圖表對(duì)門進(jìn)行實(shí)際調(diào)整，以保證與設(shè)計(jì)圖紙中的具體數(shù)據(jù)相吻合，讓設(shè)計(jì)更加合理化。因此可以說，工程數(shù)據(jù)與構(gòu)件模型可以借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)高度集成，它讓傳統(tǒng)的二維圖紙真正成為了BIM模型的輔助手段，這也說明了當(dāng)下智能化建筑工程管理方法已經(jīng)取代了傳統(tǒng)模式，成為了主流[1]。

（三）更智能的參數(shù)化模型應(yīng)用

BIM的核心機(jī)制就是參數(shù)化模型，參數(shù)化模型可以將建筑設(shè)計(jì)中的幾何形狀數(shù)據(jù)與基于變更管理的行為模型高度集成為一個(gè)整體，而整個(gè)項(xiàng)目文件就是BIM的的數(shù)據(jù)庫(kù)，它其中的所有內(nèi)容都是協(xié)調(diào)和一致的可運(yùn)算建筑信息。BIM對(duì)建筑工程數(shù)據(jù)管理的實(shí)現(xiàn)層上采用了參數(shù)化模型工具，并賦予了它以雙向關(guān)聯(lián)性及即時(shí)修改性，這些都讓虛擬建筑模型擁有了更加細(xì)膩真實(shí)的表現(xiàn)效果，在大幅度提升建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率的同時(shí)，也降低了設(shè)計(jì)者圖紙?jiān)O(shè)計(jì)錯(cuò)誤的可能性。

（四）更全面的管理應(yīng)用性

BIM技術(shù)所支持的工程管理項(xiàng)目很多，比如對(duì)建筑工程文檔的建立、發(fā)布與管理，BIM可以全程參與項(xiàng)目文本的管理，從而間接控制施工質(zhì)量。另外，BIM也會(huì)在建筑工程的不同生命周期為施工提供高度集成化的工程數(shù)據(jù)模型，它的信息流主要被分為三個(gè)實(shí)現(xiàn)過程：創(chuàng)建、發(fā)布與管理。例如BIM中的Autodesk Revit軟件就能創(chuàng)建信息文本，它所創(chuàng)建的是涵蓋了所有建筑信息的BIM模型，這與傳統(tǒng)CAD智能管理建筑的二維圖檔相比有了很大的智能化進(jìn)步。當(dāng)信息文本被建立后，就可以采用DWF的格式來發(fā)布文檔，它是一種能夠面向Web矢量圖的圖形文件格式，可以為工程文檔管理及發(fā)布實(shí)現(xiàn)快捷化與清晰分類，同時(shí)也支持簽名、用戶批注與三維圖形格式功能[2]。

二、基于BIM管理方法的建筑工程實(shí)例分析

基于成本問題，建筑工程根據(jù)類型的不同，其采用BIM施工管理的占有份額也不盡相同。所以一般將基于建筑工程項(xiàng)目中不同階段的BIM管理情況分為：施工前設(shè)計(jì)校核與可行性分析、針對(duì)于分包商的協(xié)調(diào)工作以及施工分段三個(gè)方面。

舉例來說，某市在2014年竣工了一座博物館項(xiàng)目，總計(jì)投入達(dá)到5億元。在這一工程中，BIM管理就主要分布于施工階段。首先對(duì)建筑進(jìn)行基于BIM技術(shù)的模型建立及細(xì)化，在對(duì)即將安裝的組成部分實(shí)施建模時(shí)，施工方要根據(jù)所建模的尺寸標(biāo)注來協(xié)調(diào)工作安排，例如對(duì)建筑墻的高度及門的寬度設(shè)計(jì)等等，許多不能預(yù)先明確尺寸標(biāo)注的項(xiàng)目局部構(gòu)造部分要預(yù)先模擬出虛擬模型，并依據(jù)模型來發(fā)現(xiàn)某些潛在的，可能在施工過程中出現(xiàn)的問題，提高施工效率。

該博物館工程中，天花板與棚板間的凈長(zhǎng)為200cm。施工時(shí)要在兩板之間橫向通過一臺(tái)高度約80cm的設(shè)備，如果僅僅要求設(shè)備安裝于天花板的水平高度50cm之上，則有可能難以滿足施工需求。這時(shí)就可以為天花板標(biāo)明不明尺寸位置并構(gòu)建模型模擬，當(dāng)模型建成后，需要用BIM進(jìn)行檢測(cè)，以確定模型的可用性，判斷其中是否存在任何設(shè)計(jì)沖突，如果有，需要在最后提出合理的協(xié)調(diào)方案。因此可以看出，BIM的應(yīng)用可以降低在建筑工程前期設(shè)計(jì)過程中的協(xié)調(diào)工作難度，加快進(jìn)入正式施工的速度。

此次BIM的檢測(cè)所主要發(fā)現(xiàn)的沖突即為建筑虛擬模型在結(jié)構(gòu)構(gòu)件、電氣工程與管理工程之間存在的問題。該博物館由于樓板的高度固定，所以在管道施工過程中為其設(shè)計(jì)了一套局限性方案，緩解了樓板高度與管道之間的沖突。同時(shí)在正式施工中改變了樓板的高度，并重新設(shè)計(jì)了管道線路。所以正是BIM技術(shù)的支持與引導(dǎo)才讓施工方在設(shè)計(jì)階段就能立刻發(fā)現(xiàn)問題，并提前解決問題[3]。

總結(jié)：本文簡(jiǎn)要探討了BIM建筑信息模型的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)與主要實(shí)例應(yīng)用思路，證明了它"先知先覺"的智能化管理策略性，在施工管理中起到了巨大的協(xié)調(diào)作用。在未來，如果BIM技術(shù)能夠與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)相互結(jié)合，就能為建筑施工設(shè)計(jì)及管理帶來更多的可行性方案，為建筑質(zhì)量、成本等關(guān)鍵因素的控制起到?jīng)Q定性作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 祝曉莉.分析建筑智能化工程管理的技術(shù)應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（33）：945-945.

[2] 黃樹強(qiáng).新時(shí)期建筑工程管理方法的智能化應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（16）：1337-1337.

[3] 郭定國(guó).基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)與施工管理研究[D].廈門大學(xué)，2014.41-48.