BIM技術(shù)與建筑施工管理融合研究

王忠權(quán)

(贛州開發(fā)區(qū)建設(shè)投資（集團(tuán)）有限公司)

1 BIM簡述

1.1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是以三維數(shù)字為核心的工程數(shù)字模型，它連接著建筑全壽命周期中的所有數(shù)字、過程和資源，能為建筑從設(shè)計到拆除的全壽命周期中的各項決策提供可靠的依據(jù)和參考，在項目的不同階段，不同利益的相關(guān)方均可通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，實現(xiàn)各盡其責(zé)、協(xié)同合作以及資源利用的效率化。

1.2 BIM技術(shù)的特點

運(yùn)用BIM建筑信息模型能實現(xiàn)整個過程的可視化，因此，無論項目的設(shè)計、施工建造以及運(yùn)營過程中的溝通交流、最后決策等都能在可視的狀態(tài)下完成。

一體化是BIM技術(shù)的一個重要特點，BIM技術(shù)貫穿于項目設(shè)計、施工以及運(yùn)營的全過程，以計算機(jī)三維模型形成的數(shù)據(jù)庫為技術(shù)核心，容納了建筑全壽命周期中的信息。BIM技術(shù)還能通過對工程對象的3D幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系的描述使信息更完善。此外，BIM技術(shù)能通過參數(shù)的調(diào)整反映構(gòu)件間的不同，簡單調(diào)整模型中的參數(shù)值就能實現(xiàn)建立和分析新的模型[1]。

2 BIM與建筑施工管理相融合的具體體現(xiàn)

2.1 BIM技術(shù)與施工設(shè)計相融合

設(shè)計方案是建筑施工的理論依據(jù)，傳統(tǒng)的設(shè)計模式是通過設(shè)計圖紙中的點、線條、平面以及節(jié)點來擬建建筑的形狀、樣式，僅憑想象和經(jīng)驗無法了解真正的建成效果，而把BIM技術(shù)運(yùn)用到方案設(shè)計中，可以優(yōu)化設(shè)計，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時，提高設(shè)計圖紙的可實施性。例如，對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計可通過BIM技術(shù)的三維建模，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化模擬，對前期設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化，減少和避免因后期修改造成人力、物力的浪費和成本增加的現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的工藝，減少設(shè)計變更，提高施工質(zhì)量和工作效率，進(jìn)而提高整個建設(shè)效益。

2.2 BIM技術(shù)與施工組織相融合

2.2.1 平面布置

建筑工程獨一性的特點決定了它受外界影響較大，傳統(tǒng)的靜態(tài)施工總平面布置方式會因外界條件的變化出現(xiàn)各種問題，無法與項目建設(shè)同步，缺乏時效性，甚至不能按原計劃進(jìn)行施工，調(diào)整平面布置需要時間和資金的投入，無形中會增加成本。而BIM技術(shù)和平面布置相融合可以運(yùn)用三維視圖的方式建立數(shù)量化模型，進(jìn)而實現(xiàn)對整個施工過程的可視化、動態(tài)化管理，并涵蓋工程施工過程中所需的各種臨時設(shè)施參數(shù)，項目范圍內(nèi)材料堆放、運(yùn)輸，實時監(jiān)控工程中的各個臨時設(shè)施的尺寸、位置的準(zhǔn)確性，確保項目的各臨時設(shè)施正常運(yùn)作及道路的通行性。一旦臨時設(shè)施不能滿足下一步施工工藝時，BIM技術(shù)可以根據(jù)實際情況及時進(jìn)行模擬調(diào)整，使整個工程順利進(jìn)行。把BIM技術(shù)融入到平面布置中，既簡單方便，又能實現(xiàn)對各個設(shè)計方案之間的優(yōu)化整合[2]。

2.2.2 材料調(diào)配

原材料是建筑施工的物質(zhì)基礎(chǔ)，據(jù)統(tǒng)計，原材料成本在建筑成本中占60%～70%的比例，材料管理是項目建設(shè)按期完成的保證。BIM技術(shù)和材料管理相融合，使原材料的調(diào)配更加及時、經(jīng)濟(jì)，提高了管理效率。運(yùn)用BIM技術(shù)建立材料信息、時間信息和三維數(shù)據(jù)模型，對施工過程的材料進(jìn)行調(diào)配和管理。運(yùn)用BIM技術(shù)和相關(guān)軟件系統(tǒng)實現(xiàn)對材料的智能化管理，管理者不僅可以了解某一階段材料的消耗情況，還可獲取相應(yīng)的工程造價以及資金消耗，并能預(yù)測下一階段的材料需求情況，提前做好資金和原材料的準(zhǔn)備，達(dá)到一個動態(tài)的平衡，既保障材料供應(yīng)及時，又不積壓材料占用資金，保證工程按計劃進(jìn)行。另外，運(yùn)用BIM技術(shù)還能及時更新工程變更引起的材料變化情況，保證材料管理信息的真實、準(zhǔn)確。

2.3 BIM技術(shù)與施工技術(shù)相融合

2.3.1 土方工程

在土方工程施工過程中，以往都是憑借技術(shù)人員的經(jīng)驗來確定放坡系數(shù)和留設(shè)工作面。運(yùn)用BIM技術(shù)，一方面實現(xiàn)了對土方施工的可視化，特別針對有支撐、空間受限的土方開挖，可以提前做好碰撞檢查，選用合理的機(jī)械設(shè)備，避免發(fā)生安全生產(chǎn)事故；另一方面，根據(jù)不同的土質(zhì)特性，運(yùn)用相應(yīng)的分析軟件，計算土壤應(yīng)力及變形，調(diào)整放坡參數(shù)、一次開挖深度，合理進(jìn)行開挖，為施工人員提供有效的指導(dǎo)[3]。

2.3.2 主體工程

主體工程是建筑施工的重點，運(yùn)用BIM技術(shù)可以將不同時期施工的構(gòu)件提前模擬在模型內(nèi)，更好的處理基礎(chǔ)與承臺、墻與柱、柱與梁等構(gòu)件與構(gòu)件之間的關(guān)系，用于指導(dǎo)施工。運(yùn)用BIM技術(shù)，把樁基礎(chǔ)的三維模擬效果真實地展現(xiàn)給施工人員，更加清晰、準(zhǔn)確地表達(dá)基礎(chǔ)的構(gòu)造和具體的施工過程，為實際施工提供可靠的依據(jù)[4]。一般住宅的墻體砌筑需要設(shè)置構(gòu)造柱，運(yùn)用BIM技術(shù)可以提前將砌筑墻體建立三維模型并繪制雙控線，自動生成砌筑排磚圖，更好地為現(xiàn)場施工提供技術(shù)指導(dǎo)。在施工剪力墻及樓面施工時，鋼筋過密的情況并不少見，尤其是梁柱節(jié)點，運(yùn)用BIM技術(shù)，可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)鋼筋過密的情況，優(yōu)化鋼筋排布，及時做出鋼筋替換、加大構(gòu)件截面的措施；在建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、給排水、電氣的協(xié)調(diào)配合時，BIM技術(shù)可以模擬開關(guān)、燈位、線管、風(fēng)管位置的合理性，模擬大型設(shè)備（如電梯）的吊裝，優(yōu)化吊裝方案的可行性。

2.4 BIM技術(shù)與成本和進(jìn)度管理相融合

成本管理是建筑施工企業(yè)財務(wù)管理和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要內(nèi)容，BIM技術(shù)的引入，通過建立建筑信息模型，把施工進(jìn)度信息、成本信息和三維模型相融合，就能計算、模擬以及優(yōu)化施工各個階段的人工、材料、設(shè)備等需用量，實現(xiàn)資源的均衡投入，避免高峰值的現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而有效地控制成本。通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對不同施工方案的施工過程和施工工藝的動態(tài)模擬，比較采取不同方案進(jìn)行工程施工的優(yōu)缺點，選擇優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)的施工方案。對施工進(jìn)度跟蹤控制時，有一個詳細(xì)的初始值，輸入施工過程中影響工期的內(nèi)容及影響工期的具體時間，通過BIM對實際施工進(jìn)度和計劃進(jìn)度進(jìn)行比較分析，快速找出影響施工進(jìn)度的因素以及產(chǎn)生原因，采取科學(xué)有效的應(yīng)對措施加以控制，有針對性的壓縮工期工作，保證工程按時交工。

2.5 BIM技術(shù)與安全管理相融合

安全管理是建筑施工的重中之重，通過建立基于BIM技術(shù)的安全檢查模型可以對建筑施工中的安全隱患進(jìn)行檢測，降低安全事故發(fā)生的概率。BIM技術(shù)在高層建筑的安全管理中運(yùn)用較為廣泛。

在安全監(jiān)測中融入BIM技術(shù)，以模擬施工全過程模型為主體，通過信息化技術(shù)實現(xiàn)智能監(jiān)控，使各個施工部門對施工的全過程進(jìn)行可視化管理，使安全監(jiān)控的效果得以提高和優(yōu)化。運(yùn)用BIM技術(shù)可以通過信息數(shù)字模型，有效地識別高層建筑施工中的安全隱患。運(yùn)用BIM動態(tài)施工模擬過程中，實現(xiàn)對不同的施工階段以及施工區(qū)域的安全等級的識別和劃分，并自動完成安全指數(shù)評價，然后運(yùn)用可視化技術(shù)反饋到模型中，安全管理部門針對獲得的安全隱患信息制定安全防范預(yù)案，對安全隱患做好防范措施，提升高層建筑施工質(zhì)量和安全性。通過BIM安全管理體系，把高層建筑施工的一些基礎(chǔ)資料導(dǎo)入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，通過分析制作出虛擬施工的數(shù)字模型，并自動生成安全施工方案。還能根據(jù)不同樓層的空間形體特點，給出已有安全措施的漏洞，并在模型中標(biāo)明位置，進(jìn)行相應(yīng)的安全防護(hù)警戒，如設(shè)置防護(hù)欄桿等，更好地進(jìn)行安全防護(hù)，減少和避免高空墜落、高空拋物等安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)語

BIM技術(shù)是一種新興的技術(shù)，是信息技術(shù)和建筑業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)物，BIM技術(shù)和建筑施工技術(shù)相融合是市場競爭的需求，也是順應(yīng)時代發(fā)展的必然選擇。通過對BIM技術(shù)的闡述，從可視化、一體化、信息完備參數(shù)化等方面探討了BIM技術(shù)的特點，通過施工設(shè)計、施工組織、施工技術(shù)、成本和進(jìn)度管理、安全管理等角度分析了BIM技術(shù)在建筑施工中的具體運(yùn)用，特別是BIM技術(shù)在平面布置、材料調(diào)配、土方工程、主體工程、安全識別以及防范安全事故等建筑施工管理方面的融入，提高了建筑施工的管理效果，保證了施工安全。BIM技術(shù)為建筑施工提供了諸多便利和更廣闊的發(fā)展空間，為BIM技術(shù)在建筑施工中運(yùn)用更廣泛、更具實效性和我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展做出貢獻(xiàn)。