BIM 技術在工程建設全過程管理中的應用

張翔

（中國郵政儲蓄銀行總務部合肥基地管理中心 安徽省合肥市 230601）

1 BIM 技術基本介紹

1.1 內涵

BIM 即“建筑信息模型”，20 世紀70 年代，此概念由美國喬治亞理工大學的查克·伊士曼博士提出：“建筑描述系統(tǒng)匯總了建筑全生命周期內的所有幾何、物理特性，并且涵蓋了建筑的施工、運營管理等信息”，后來其他學者逐步完善并明確了BIM 的命名。目前關于BIM 尚沒有統(tǒng)一、準確的共識性定義。美國國家BIM 標準（NBIMS）對BIM 技術的有關描述相對較為全面，其表述為“BIM 是建筑數(shù)字化表達，BIM 是一個可共享的信息庫，為建筑全生命周期各階段提供技術支撐和管理依據(jù)；信息庫在不同階段可提取、修改、更新，實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)”。

1.2 BIM 技術的應用概況

BIM 技術在我國工程界尚處于起步應用階段，2008 年北京奧運會場館——水立方建設中較早地運用了BIM；2012 年住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布通知推動《建筑工程信息模型應用統(tǒng)一標準》的制定工作；2015 年6 月16 日，住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》。現(xiàn)階段，我國已逐步在大型設計、施工企業(yè)對大型復雜建筑工程開展了BIM 輔助設計及施工應用。部分建設單位也提出將BIM 成果延伸投入到運維實踐，提高了運維管理信息化水平。

1.3 特點

①模擬性。利用BIM 軟件可以實現(xiàn)建筑結構、設施設備構件的虛擬化建模，將傳統(tǒng)二維CAD 設計成果在計算機中實現(xiàn)3D 轉化。將模型導入其他設計仿真分析軟件，可以復核各項設計指標是否滿足要求。例如：日照分析、通風分析等；②可視化。將圖紙信息在BIM 模型中進行創(chuàng)建，可以直觀表現(xiàn)建筑各類結構、構造做法、管線、吊頂、衛(wèi)浴設施等，甚至外裝飾幕墻等復雜節(jié)點也可以進行模型創(chuàng)建。利用BIM 可以生成效果圖，并對相應構配件添加信息，設計、施工、運維管理均可實現(xiàn)立體化及時查看，并生成管理表格；③協(xié)調性。通過創(chuàng)建BIM 模型，在施工管理過程中，對同一問題各方能協(xié)同及時處理，對不同專業(yè)之間的沖突、材料的選型定樣、工程樣板制作等更容易達成一致，增進信任和形成工作合力；④共享性。BIM 模型創(chuàng)建后，從設計到運維全過程均可以進行模型及資料的查詢、使用、修改及共享。

2 BIM 技術在工程建設管理中的應用

2.1 BIM 模型搭建

為實現(xiàn)建筑信息在設計、施工、運維階段的有效傳遞及應用，BIM 模型搭建時應注意以下事項。首先是輸入相關物理信息實現(xiàn)模型的可視化，如建筑結構、洞口尺寸位置、管線、設施設備等；其次輸入其他基礎參數(shù)，為模型中各類對象（如一臺水泵）添加相關類別、品牌規(guī)格、功能參數(shù)、廠家信息、質保期限等信息；再次添加維修維護管理信息，比如設施設備維保記錄、維修工單信息、加載設備應急管理手冊等。還可考慮設置相關軟件接口，以BIM 為基礎實現(xiàn)平臺化管控和共享。最終在運維階段實現(xiàn)檔案資料和信息動態(tài)化管理。

2.2 在工程設計中的應用

從最早的“畫板+丁字尺”傳統(tǒng)畫圖模式到CAD 輔助設計，設計行業(yè)工作效率實現(xiàn)了革命性變化，現(xiàn)在又進入了BIM 三維輔助設計時代。在BIM 模型中，設計人員可以實現(xiàn)建筑、結構、機電安裝不同構配件的碰撞檢查、復雜節(jié)點的設計協(xié)調、樓內凈高的復核，開展其他功能分析等工作，據(jù)此進行設計調整。郵儲銀行合肥基地三期項目在應用BIM 技術進行施工圖設計時，為保證樓層通道凈高，即將部分消防水管進行了穿梁處理。

2.3 在工程模擬建造中的應用

BIM 可用于指導施工，建立模型之后可進行施工階段管線碰撞檢查和調整，加入時間維度后，可4D 化動態(tài)模擬建造，驗證施工組織設計場地排布、機械設備設置、材料進場、工序銜接等的可行性和科學性，并對工期及進度計劃進行復核調整。通過三維可視化模擬建造，實現(xiàn)管線平面和標高精確定位，用于施工指導。此外，在各專業(yè)分包工程的統(tǒng)籌協(xié)調管理上，BIM 也能發(fā)揮模擬器的作用。郵儲銀行合肥基地三期項目施工階段，應用BIM 技術對場地平面布置進行了建模調整，對工程安裝管線進行了建模優(yōu)化，提高了施工效率。

2.4 在工程進度質量管理中的應用

在工程模擬建造的基礎上，對照進度計劃，BIM 可分階段生成資源配置圖表，對分區(qū)分塊施工材料供應量、工序搭接時間點等均可以進行測算，從而為施工組織提供科學的復核工具。如果工程實施過程中出現(xiàn)進度偏差，也可以運用BIM 模型來進行原因分析和糾偏措施測試。建筑工程管理中，質量管理是重中之重，直接影響工程的使用效果和投資效益的實現(xiàn)。BIM 技術在質量控制上，可利用BIM 的模擬性和可視性對復雜構造進行模型搭建，有利于分析工序和工法的實現(xiàn)；利用智能化終端在現(xiàn)場對復雜節(jié)點施工進行演示指導；也可以用BIM 數(shù)據(jù)庫與移動終端互聯(lián)，及時在現(xiàn)場調取工程信息對工程實體進行質量檢查。

2.5 在工程安全管理中的應用

BIM 技術可以搭建施工場地內全面的立體模型，展示施工過程中的運行細節(jié)，包括模擬垂直運輸設備、交通流線劃分等，對施工過程進行仿真模擬。對同一類別的安全風險源進行篩查，供現(xiàn)場安全管理進行對照。施工現(xiàn)場的安全管理是實時動態(tài)化的，利用BIM 模型能及時更新、調用、對比的特性，促進工程安全隱患排查和整改管理效率的提高。

2.6 在工程投資控制中的應用

BIM 模型可自動生成材料清單，統(tǒng)計復核主要材料工程量，比如管道、混凝土量等，便于物料采購和輔助工程造價控制。BIM 模型中可以隨時添加、修改工程造價數(shù)據(jù)，造價、施工管理人員等均可以共享共用，既可以作為過程審計變更工程量核價依據(jù)，也可供各方隨時進行成本或投資核查，并可用作后期類似項目造價參考。

2.7 項目竣工及運維階段BIM 運用

工程設計、施工階段資料眾多，各類變更、設備說明書等檔案資料形成碎片化信息孤島，查找閱讀困難。工程竣工后，可在BIM 模型平臺內集中進行相關信息錄入，實現(xiàn)工程檔案資料的電子化集中管理，集成形成數(shù)據(jù)庫，可為運維管理提供最直觀詳實的資料。相關維修保養(yǎng)記錄也可以動態(tài)錄入，實現(xiàn)建筑信息查詢、記錄、修改、輸出和共享的一體化操作平臺。此外，BIM 技術與物聯(lián)網(wǎng)技術進行融合，通過設備增設傳感功能，可實現(xiàn)設備運行狀態(tài)實時監(jiān)控；通過移動終端對設備上二維碼的掃描識別，讀取數(shù)據(jù)庫設備及運行參數(shù)、維保手冊、上下游設備信息，做到運行狀態(tài)巡檢比對、信息共享，及時處置緊急情況，實現(xiàn)應用范圍和功能的擴展，挖掘其應用潛力。

3 結語

BIM 技術模型是良好的建設、運維管理工具，可以提高工作效率，降低建設運維成本，提升工程科技管理水平，具有較好的應用價值。BIM 技術應用在大型復雜項目設計、施工上能起到較好的效果，由于BIM 建模須達到一定深度才能有效發(fā)揮作用，實施成本相對較高，在小型簡單項目應用時相對傳統(tǒng)管理手段并無明顯優(yōu)勢。隨著BIM 技術的成熟和應用成本的下降，以后可能會有更多工程項目創(chuàng)建BIM 模型并將其延伸到運維管理階段發(fā)揮作用。業(yè)主方在組織實施工程建設過程中，應進一步協(xié)調發(fā)揮BIM 技術在優(yōu)化設計、指導施工、便利運維上的綜合優(yōu)勢，提高投資效能。