BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

趙偉鵬

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BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

趙偉鵬

浙江卓尚環(huán)保能源有限公司，浙江 杭州 310000

BIM技術(shù)可以使各信息資源在建筑工程施工中充分發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)各個(gè)數(shù)據(jù)信息之間的相互聯(lián)系，并促使工程施工涉及的信息資源形成一個(gè)整體，為工程管理和應(yīng)用提供便利。通過深化BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用，可以對(duì)施工單位的信息資源和決策需求信息進(jìn)行綜合分析，從而為施工單位的決策管理提供有效依據(jù)，幫助施工企業(yè)提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)的快速發(fā)展。基于此，就BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的科學(xué)應(yīng)用展開了分析和探討。

BIM技術(shù)；建筑科學(xué)管理；科學(xué)應(yīng)用

引言

建筑工程通常指滿足人們?nèi)粘Ｉ钇鹁?、從事工作生產(chǎn)所必要的工程，包括各式各樣的房屋建筑，以及配套的輔助設(shè)施或者構(gòu)筑物和管道、設(shè)備、線路等施工作業(yè)構(gòu)成的實(shí)施性工程，如房屋建筑包括墻、柱、蓋、板、梁和基礎(chǔ)組成的具體空間實(shí)物。建筑行業(yè)指圍繞建筑物的設(shè)計(jì)、施工、安裝、運(yùn)營(yíng)展開的行業(yè)。社會(huì)發(fā)展和物質(zhì)生活水平的提升促進(jìn)人們努力尋找提升建筑工程設(shè)計(jì)、施工、管理等工作效率的方法。建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）的出現(xiàn)讓建筑工程可視化和可量化分析成為可能，有效提高了建筑工程建造效率。BIM以建筑工程項(xiàng)目各階段數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)仿真模擬組成建筑物所有信息，生成三維建筑模型，實(shí)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)、施工、管理等目標(biāo)。

1 淺析BIM技術(shù)的積極作用

BIM是建筑信息化模型的簡(jiǎn)稱，是通過三維技術(shù)，收錄工程數(shù)據(jù)并且全方位模擬建筑物特征的一種信息化模型。BIM技術(shù)突破了傳統(tǒng)的二維制圖方式，開放性地模擬了可視化信息模型，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，極大地優(yōu)化了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)項(xiàng)目的整體實(shí)施起到了推進(jìn)作用。BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著重要的作用。

1.1 規(guī)避施工隱患，提高工程質(zhì)量

工程質(zhì)量直接影響著整個(gè)項(xiàng)目乃至整個(gè)行業(yè)。在建筑項(xiàng)目的實(shí)際操作過程中，施工人員專業(yè)技能水平參差不齊，容易滋生違規(guī)施工或者不按照既定圖紙施工等問題，影響工程質(zhì)量和項(xiàng)目進(jìn)度。BIM技術(shù)通過三維建模，可以對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行全方位的仿真模擬驗(yàn)證施工技術(shù)的可行性[1]。

1.2 優(yōu)化項(xiàng)目環(huán)節(jié)，提高企業(yè)利潤(rùn)

建筑項(xiàng)目具有難度大、周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，從前期籌劃到后期施工都存在著工程變更的可能。每次變更不僅加大了項(xiàng)目難度，而且也加大了成本的把控難度。從規(guī)劃投標(biāo)到工程實(shí)施，從項(xiàng)目變更到竣工結(jié)算，BIM技術(shù)可以幫助企業(yè)在各個(gè)階段進(jìn)行成本管理，將企業(yè)的成本利潤(rùn)進(jìn)一步最大化。BIM技術(shù)可以對(duì)信息數(shù)據(jù)直接提取和存儲(chǔ)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃和重組，建立信息模型，不僅方便項(xiàng)目參與的各方人員進(jìn)行數(shù)據(jù)交流和共享，而且能“一模多用”，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展有積極的作用。

2 BIM關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 基于IFC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)不同利益相關(guān)方對(duì)工程項(xiàng)目全生命周期中的不同階段的協(xié)同管理，例如在BIM中插入、獲取、修改或更新相關(guān)利益方的職責(zé)要求等。隨著BIM技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，對(duì)如何在工程中的跨平臺(tái)、跨圖形、跨階段等工作內(nèi)容中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通提出了更高的要求。IFC標(biāo)準(zhǔn)就是基于這樣的要求而產(chǎn)生的。對(duì)于IFC框架標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，可以為工程施工過程中需要處理的各種信息進(jìn)行相應(yīng)的描述和定義，包括對(duì)真實(shí)物體進(jìn)行描述，如建筑構(gòu)件等，也可以表達(dá)抽象概念，如空間、組織、過程等。IFC框架由上到下主要分為4個(gè)層次，包括資源層、核心層、共享層和領(lǐng)域?qū)印FC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)不兼容的限制，對(duì)工程施工行業(yè)帶來重要的影響。IFC作為數(shù)據(jù)交換中介和中轉(zhuǎn)站，可以對(duì)數(shù)據(jù)之間的流通進(jìn)行無障礙銜接，實(shí)現(xiàn)最大限度的數(shù)據(jù)共享，避免重復(fù)記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)而降低工程施工成本[2]。

2.2 三維圖形平臺(tái)

應(yīng)用BIM技術(shù)可以建立三維可視平臺(tái)，為人們進(jìn)行相應(yīng)的宣傳和展示，從而給人們帶來工程的真實(shí)感受，并形成最直觀的視覺沖擊。在工程施工過程中，按照之前制訂的施工計(jì)劃，將施工場(chǎng)地與大型設(shè)備的布置情況等，通過三維可視平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的展示，形象地展示各施工難點(diǎn)的施工方案，并根據(jù)施工順序選擇相應(yīng)的4D模擬，進(jìn)而對(duì)比各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選出最佳施工方案。

3 BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

3.1 工程概述

以LK市市政管理中心工程項(xiàng)目為例。工程項(xiàng)目位于南昌市臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)，主要涉及土建項(xiàng)目、電氣項(xiàng)目、暖通、給排水、室內(nèi)外消防、電梯、裝飾裝修、弱電系統(tǒng)、防雷、人防工程等。工程項(xiàng)目整體建筑面積為4.74萬km2，地下室1.1萬km2。該項(xiàng)目地下室共一層結(jié)構(gòu)高度為4.2?m，1#綜合服務(wù)樓和2#市政管理大樓均為7層，結(jié)構(gòu)高度29.7?m；3#后勤保障大樓為5層，結(jié)構(gòu)高度為21.3?m；三棟主樓中間為2層的中庭，整個(gè)4棟建筑物立面及平面均成弧形，類似三葉草形狀。為了有效提升工程項(xiàng)目的整體水平，工程進(jìn)入施工初期階段項(xiàng)目部就結(jié)合施工圖紙及工程體系的具體情況，進(jìn)行了系統(tǒng)化的BIM模型搭建工作，具體實(shí)施內(nèi)容見圖1。

圖1 BIM實(shí)施內(nèi)容示意圖

3.2 圖紙校對(duì)及工程量統(tǒng)計(jì)

施工第一階段是初步建模和BIM技術(shù)初步應(yīng)用階段，主要是搭建土建模型、機(jī)電模型，并且要進(jìn)行碰撞檢查和管線綜合管理。另外，施工部門要進(jìn)行系統(tǒng)化的圖紙核查，保證工程量管理工作效果。也就是說，房建BIM技術(shù)能對(duì)房建工程項(xiàng)目圖紙中存在的問題進(jìn)行處理分析和判定，并且利用可視化處理機(jī)制解決可能出現(xiàn)的問題，提供更加有效的管線排布方案。碰撞檢查是應(yīng)用房建BIM技術(shù)的關(guān)鍵，能對(duì)不同空間中的碰撞問題、沖突問題予以監(jiān)督和處理，且能借助技術(shù)信息處理工具自動(dòng)得出碰撞報(bào)告，完成設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。只有應(yīng)用碰撞式檢查工序才能一定程度上降低工程項(xiàng)目難度，并且縮短驗(yàn)證周期。與此同時(shí)，能減少工程施工項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行過程中的返工風(fēng)險(xiǎn)。值得一提的是，借助房建BIM技術(shù)也能對(duì)混凝土、模板、門窗、砌體及水電管線等各類工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在統(tǒng)計(jì)工作中，可對(duì)樓號(hào)、構(gòu)件名稱等基礎(chǔ)信息進(jìn)行綜合標(biāo)注和分類，能在準(zhǔn)確計(jì)算構(gòu)件信息的基礎(chǔ)上，提升模板用量管理效果。施工部門借助房建BIM技術(shù)就能對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)模板用量進(jìn)行科學(xué)化監(jiān)督和管理，也為成本控制工序的全面落實(shí)奠定基礎(chǔ)。除此之外，也要對(duì)混凝土工程量予以統(tǒng)計(jì)，減少成本損耗。

3.3 工程項(xiàng)目3D漫游展示

在施工項(xiàng)目運(yùn)行過程中，借助房建BIM技術(shù)能完成碰撞式測(cè)試。測(cè)試結(jié)束后就能形成三維管線方案，為工程項(xiàng)目施工部門和管理部門進(jìn)行技術(shù)交底，完成模擬工作，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)施工流程進(jìn)行監(jiān)督。與此同時(shí)，通過對(duì)既有建筑設(shè)施、臨時(shí)道路、臨時(shí)設(shè)施、加工區(qū)域、材料堆場(chǎng)、施工機(jī)械、安全文明施工設(shè)施等進(jìn)行三維可視化規(guī)劃布置，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地布置直觀與規(guī)范性，從而提升工程整體安全文明施工形象。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)施工管理

第一，要按照工序?qū)Ω鱾€(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌監(jiān)督和管理。首先，要結(jié)合施工項(xiàng)目的基本情況建立機(jī)電施工方案，并且對(duì)機(jī)電管理和專業(yè)項(xiàng)目予以統(tǒng)籌控制，從而完成建模工作。要對(duì)各個(gè)專業(yè)之間的溝通要求和空間布局進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)督，避免工程施工過程中出現(xiàn)碰撞問題。其次，在建模結(jié)束后，要對(duì)圖紙進(jìn)行校對(duì)和會(huì)審，并且將相關(guān)問題直接反饋到設(shè)計(jì)部門，保證施工管控工作的完整和有效。再次，要和業(yè)主、施工部門、設(shè)計(jì)部門建立良好的技術(shù)交底合作，保證工程項(xiàng)目中的管線復(fù)雜區(qū)域管線都能得到優(yōu)化處理和調(diào)整，提升管理水平。最后，要重視管綜流程，配合三維圖紙完成工程量監(jiān)督，有效優(yōu)化管理流程。

第二，要對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，在房建BIM技術(shù)體系建立后，積極落實(shí)動(dòng)態(tài)化施工監(jiān)督管理流程，尤其是在砌體結(jié)構(gòu)砌筑工作過程中，要對(duì)墻面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和優(yōu)化。借助房建BIM技術(shù)指導(dǎo)施工，在控制砌塊搭建效果的同時(shí)，減少工程項(xiàng)目裁磚次數(shù)，提高排放的平整度，提升整體工程項(xiàng)目的外觀美觀度。

第三，室內(nèi)精裝的排版優(yōu)化與VR交互體驗(yàn)。為了發(fā)揮房建BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，施工管理部門要積極落實(shí)施工機(jī)制，借助BIM技術(shù)模型提升方案預(yù)演管理效果，并且對(duì)內(nèi)裝關(guān)鍵部位進(jìn)行統(tǒng)籌監(jiān)督和處理，維護(hù)施工模擬和排布效果，指導(dǎo)班組進(jìn)行施工管控的基礎(chǔ)上，也要合理地對(duì)內(nèi)裝材質(zhì)進(jìn)行關(guān)注和監(jiān)督。

3.5 現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)

第一，完成BIM技術(shù)交底，結(jié)合實(shí)際施工管理工序，創(chuàng)建并且優(yōu)化施工項(xiàng)目BIM模型，借助模型關(guān)注施工流程，保證施工交底工作順利開展，向施工部門表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，從根本上提高施工質(zhì)量要求，也為施工班組工作開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第二，更新和維護(hù)模型。在工程項(xiàng)目施工進(jìn)程中，要結(jié)合甲方設(shè)計(jì)需求和提供的圖紙完成具體施工過程。若是存在設(shè)計(jì)變更，也要對(duì)BIM模型進(jìn)行修改和革新，確保BIM模型和實(shí)際施工一致。另外，施工部門要結(jié)合工程進(jìn)度和需求完成現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，建立符合實(shí)際需求的服務(wù)體系，結(jié)合機(jī)電項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行過程提升工程項(xiàng)目的綜合質(zhì)量。

3.6 竣工模型交付

在建筑工程項(xiàng)目運(yùn)行過程中，要借助BIM技術(shù)提供最終版且全專業(yè)化的BIM竣工模擬，匯總設(shè)備、機(jī)電管件等的基礎(chǔ)尺寸和名稱信息，為后續(xù)物業(yè)管理工作和信息識(shí)別查詢工作的開展奠定基礎(chǔ)。借助房建BIM技術(shù)，在一定程度上提高物業(yè)信息化管理工作的基本效率。

4 結(jié)語

在工程項(xiàng)目施工中，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)工程施工的順利進(jìn)行和施工效率的提高有重要的意義，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用研究，促使其建立更科學(xué)、更精細(xì)化的建筑模型，以為工程施工提供更多的數(shù)據(jù)支持，為施工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

[1]馮超. BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用[J]. 中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2016（11）：45-46.

[2]王春濤，陳留兵. BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用[J]. 南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，29（2）：81-85.

Application of BIM Technology in Construction Engineering Construction Management

Zhao Weipeng

Zhejiang Zhuoshang Environmental Protection Energy Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 310000

BIM technology can make all information resources play a full role in construction engineering, realize the interconnection of various data information, and promote the information resources involved in engineering construction to form a whole, which facilitates project management and application. By deepening the application of BIM technology in construction management, it can comprehensively analyze the information resources and decision-making demand information of construction units, thus providing an effective basis for decision-making management of construction units, helping construction enterprises to improve their own market competitiveness and promote the rapid development of China’s engineering construction industry. Based on this, the scientific application of BIM technology in construction engineering construction management is analyzed and discussed.

BIM technology; architectural science management; scientific application

TU71；TU17

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