BIM技術(shù)在建筑工程全生命周期的應用

于 亮 張 新

中建八局第二建設(shè)有限公司，山東濟南 250000

建筑行業(yè)在近年來呈現(xiàn)出蓬勃的態(tài)勢，隨著科學技術(shù)不斷進步，建筑行業(yè)逐漸由傳統(tǒng)的粗放型管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型管理模式，建筑管理質(zhì)量與施工技術(shù)水平也有了顯著提升。但是，相較于其他行業(yè)，建筑行業(yè)的信息化程度嚴重不足，很難滿足現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展需求。利用BIM技術(shù)對建筑工程進行全方位、動態(tài)化、全過程管理，從而做到信息化管理、科學化決策、精細化控制，對于建筑工程管理工作存在的問題進行有效解決，實現(xiàn)建筑生產(chǎn)效率的大幅度提升。文章主要探討B(tài)IM技術(shù)在建筑工程全生命周期的應用，為建筑企業(yè)提供參考。

1 BIM技術(shù)的應用價值

作為一種現(xiàn)代化數(shù)字信息建造技術(shù)，BIM技術(shù)是三維數(shù)字技術(shù)，同時實現(xiàn)了建筑工程各類信息的集成，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出多維數(shù)據(jù)模型，利用數(shù)字化方式直觀地表現(xiàn)出建筑工程的功能特點、物理特征等信息。在建筑工程全生命周期中應用BIM技術(shù)具有諸多優(yōu)點，包括協(xié)同性、可視化、可模擬性以及優(yōu)化性等，是參建各方共享同一個建筑信息模型，為項目決策、方案優(yōu)化等工作提供的科學依據(jù)。對于建筑施工企業(yè)來說，推廣使用BIM技術(shù)能夠促進企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)施工質(zhì)量與施工效率的提升，縮短施工周期，節(jié)約施工成本[2]。

BIM技術(shù)在建筑工程全生命周期中具有以下應用價值：首先，依托多維可視化技術(shù)對項目規(guī)劃設(shè)計進行真實模擬，對項目進行全方位分析，包括經(jīng)濟、能耗、環(huán)境以及安全等，通過分析對比多個建筑方案選出最佳方案，為工程設(shè)計、施工、運營管理等后續(xù)工作提供指導；其次，利用BIM技術(shù)出具圖紙檢查報告，將各個專業(yè)的矛盾沖突找出來，從而大幅度縮短圖紙分析、討論、修改及驗證時間，有效節(jié)約人力、物力及財力；最后，以BIM集成應用為媒介，實現(xiàn)各參建單位的信息溝通、資源共享，包括建設(shè)方、設(shè)計方、施工方以及監(jiān)理方等，提高項目投資管理的精細化程度。

2 BIM技術(shù)在建筑工程全生命周期的應用

2.1 規(guī)劃決策階段

在建筑項目規(guī)劃決策階段，建設(shè)單位需要對項目可行性進行經(jīng)濟技術(shù)論證，以此確保建筑質(zhì)量、功能等滿足規(guī)定要求。要想確保決策科學，往往需要耗費大量時間和資金。利用BIM技術(shù)可以構(gòu)建出三維建筑模型，通過這一模型，建設(shè)單位、設(shè)計單位及咨詢單位可以對擬建項目的整體情況進行直觀了解，在此基礎(chǔ)上分析建筑方案及投資成本，全方位評價各種備選方案，利用BIM數(shù)據(jù)庫包含的估價模型，對建筑工程全壽命周期成本加以估算，在規(guī)劃決策階段實現(xiàn)成本控制、質(zhì)量提升與工期縮短。從技術(shù)層面上來看，BIM技術(shù)可對建筑多項性能加以分析，包括光照條件、環(huán)境條件、噪聲影響、通風條件等，可以在當前環(huán)境中置入規(guī)劃項目，對其環(huán)境效益、經(jīng)濟效益進行論證和分析，對新建建筑物的環(huán)境指標變化狀況加以討論，從而確定最合適的建筑方案。

2.2 工程設(shè)計階段

2.2.1 協(xié)同設(shè)計

在開展協(xié)同設(shè)計工作時，BIM技術(shù)能夠提供可靠的技術(shù)支持，實現(xiàn)建筑設(shè)計技術(shù)含量的有效提升。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不同專業(yè)、不同地區(qū)的設(shè)計人員可實現(xiàn)協(xié)調(diào)設(shè)計。而BIM技術(shù)在工程設(shè)計中的應用，能夠在統(tǒng)一的三維協(xié)同設(shè)計環(huán)境中呈現(xiàn)多系統(tǒng)、各專業(yè)的獨立設(shè)計成果，實現(xiàn)建筑設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計效率的大幅度提升。

2.2.2 碰撞檢查

建筑設(shè)計是一項系統(tǒng)、復雜的綜合性工程，包括結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等多個專業(yè)。一般來說，不同部門負責不同專業(yè)的設(shè)計工作，可能導致設(shè)計在空間配置上出現(xiàn)沖突。利用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各個專業(yè)模型的整合，將各專業(yè)在空間配置上的沖突提前找出，形成相應的檢測報告及解決方案，切實保障設(shè)計方案的可操作性，以免對后續(xù)施工造成影響，減少因返工造成的資源浪費。除此之外，在建筑工程設(shè)計階段，圖紙設(shè)計的變更速度能夠通過可視化技術(shù)進行加快，對設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤進行迅速檢測，以此實現(xiàn)建筑設(shè)計成本與施工成本的降低，增加工程綜合效益[3]。

2.2.3 管線綜合

利用BIM技術(shù)進行各專業(yè)建筑模型的構(gòu)建，并進行碰撞檢查，在建筑安裝模型中匯總碰撞檢查結(jié)果，適當調(diào)整三維模型，在對各專業(yè)優(yōu)先級別、影響因素進行全面考慮的基礎(chǔ)上，開展機電管線綜合設(shè)計工作，以此實現(xiàn)管線綜合設(shè)計效率的提升。在管線綜合設(shè)計中應用BIM技術(shù)，既能將施工過程中的碰撞沖突排除、減少設(shè)計變更、節(jié)約施工成本、加快施工效率，又能為建筑后期的維護管理工作提供相應的資料數(shù)據(jù)。

2.3 工程施工階段

2.3.1 施工質(zhì)量控制

對于建筑施工需要用到的材料及設(shè)備，BIM模型能夠?qū)⑵湫吞?、價格、構(gòu)件屬性、性能以及廠家信息等納入其中，便于施工單位迅速查詢材料設(shè)備信息，從而對施工材料、施工機械設(shè)備質(zhì)量進行有效控制。在開展建筑工程施工質(zhì)量管理工作時，通過對BIM技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)進行整合，在BIM系統(tǒng)中上傳施工現(xiàn)場的照片，這樣一來，建設(shè)方、監(jiān)理方及其他管理部門可以隨時掌握施工現(xiàn)場的實際情況，從而對施工現(xiàn)場進行全過程、動態(tài)化監(jiān)控。尤其是針對隱蔽工程、重點項目，為方便管理人員對現(xiàn)場情況進行更好地了解，可以將現(xiàn)場照片、文檔等關(guān)聯(lián)BIM模型對應的模塊，實現(xiàn)施工現(xiàn)場管理水平的提升。

2.3.2 施工進度控制

BIM模型以建筑工程項目為基礎(chǔ)，根據(jù)施工方案、施工進度計劃等，在可視化4D模型中整合項目空間信息與時間信息，對項目施工全過程進行準確、直觀的反映。利用4D信息技術(shù)，管理人員可以對施工人員、材料、機械設(shè)備等進行實施管控，合理配置各項建設(shè)資源，統(tǒng)一管理項目施工進度與建設(shè)資源，從而對工程進度進行合理控制。此外，利用4D信息技術(shù)對比計劃工期和實際工期，找出二者之間存在的偏差并進行及時糾正，確保施工任務能夠按時完成。

2.3.3 施工成本控制

對于工程造價管理所需的全部工程量信息，BIM模型都可做到真實提供，實現(xiàn)工程量計算效率與準確性的有效提升。同時考慮到施工進度情況，對工程造價進行規(guī)范化、精細化管理。不僅如此，BIM技術(shù)還具備動態(tài)管理材料、設(shè)備、人員以及場地的功能，對施工過程進行真實模擬，充分利用各類建筑資源，在此基礎(chǔ)上將施工成本控制在合理范圍內(nèi)。此外，對數(shù)字化構(gòu)件加工設(shè)備與BIM模型進行整合，從而精確加工各類預制構(gòu)件，對下料過程進行優(yōu)化，防止出現(xiàn)材料浪費現(xiàn)象，這同樣能夠達到成本控制目標。

2.3.4 協(xié)同管理

BIM模型實現(xiàn)了各專業(yè)三維模型、工程量信息、施工進度信息、圖紙信息以及設(shè)備信息等多項內(nèi)容的集成，利用BIM技術(shù)進行單一工程數(shù)據(jù)源的建立，使得參建各方使用的數(shù)據(jù)源信息具有統(tǒng)一性。在標準化平臺上開展各項工作，能夠協(xié)調(diào)管理各專業(yè)、各參建方，確保建筑數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)共享。同時，下一個工作環(huán)節(jié)以上一個工作環(huán)節(jié)形成的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)信息的一致性、準確性均能得到有效保障，實現(xiàn)信息溝通效率的大幅度提升。

2.4 運營維護階段

在項目建設(shè)完成后，開始進入運營維護階段。無論是建筑物還是設(shè)備，都要在建筑使用壽命周期內(nèi)定期維護。項目資產(chǎn)從建設(shè)階段到運行維護階段的無縫交接可利用BIM模型實現(xiàn)，項目運營維護所需的數(shù)據(jù)信息也離不開BIM模型。通過建立建筑項目運營維護平臺，實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)與運維計劃的有機結(jié)合，從而對建筑設(shè)備、物業(yè)管理等進行遠程監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)，對設(shè)備運行情況加以判斷，在此基礎(chǔ)上制定科學合理的設(shè)備維護計劃，將設(shè)備故障發(fā)生率降到最低，以此節(jié)約項目運維成本。同時，BIM技術(shù)能夠分析設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的能耗，制定相應的節(jié)能措施；分析建筑空間的使用情況，對建筑有效空間進行合理分配，從而提高空間資源利用效率。

3 結(jié)語

社會經(jīng)濟的發(fā)展帶動了建筑行業(yè)發(fā)展。近年來，許多新技術(shù)被應用到建筑施工、運行及管理工作中，實現(xiàn)了建筑生產(chǎn)效率的大幅度提升。在建筑全壽命周期中，BIM技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，項目參建各方能夠在統(tǒng)一的平臺上實現(xiàn)信息交流、資源共享，推動建筑管理向著現(xiàn)代化、信息化方向發(fā)展。因此，對于建筑工程項目而言，無論是規(guī)劃決策階段、設(shè)計階段，還是施工階段、運營維護階段，都要重視對BIM技術(shù)的合理應用，充分發(fā)揮這一技術(shù)的優(yōu)勢，以此實現(xiàn)工程建設(shè)效率與建設(shè)質(zhì)量的提升，推動建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。