BIM 在建筑工程施工中的運(yùn)用研究

郭素龍

（平?jīng)龊耆鸾ㄖこ逃邢挢?zé)任公司，甘肅平?jīng)?744000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也促使建筑行業(yè)的發(fā)展，且隨著人們生活水平的提高，也更加關(guān)注建筑建設(shè)的質(zhì)量，并對建筑性能要求越來越高。在這樣的背景下，建筑施工企業(yè)要不斷提升建筑施工技術(shù)，從而全面提高建筑工程施工的質(zhì)量。而BIM 技術(shù)的出現(xiàn)，給建筑施工企業(yè)提高建筑施工質(zhì)量水平創(chuàng)造了有利條件。BIM 也稱作建筑信息模型，可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等其較為顯著的特征，集建筑學(xué)、工程學(xué)、土木工程學(xué)等多個學(xué)科，通過構(gòu)建一個完善的、與實際情況相符的建筑工程信息庫，實現(xiàn)建筑工程信息的集成化，并促進(jìn)不同專業(yè)之間相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)項目全生命周期的有效管理，這對于提高建筑工程項目施工的效率與質(zhì)量具有重要的作用。

1 BIM 技術(shù)的特點分析

1.1 可視化

BIM 技術(shù)具有強(qiáng)大的可視化功能，這也是區(qū)別于傳統(tǒng)CAD最顯著的一點。BIM 技術(shù)的可視化特點，能夠有效改善溝通環(huán)境，提升項目的閱讀能力，以及增強(qiáng)建筑整體的真實性和體驗性。那么BIM 技術(shù)可視化功能的強(qiáng)大，都體現(xiàn)在哪里呢？首先，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計可視化，BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計過程“所見即所得”，通過創(chuàng)建相應(yīng)的路徑、動畫或系列圖像，以此設(shè)計出更加直觀化的施工設(shè)計方案，這對于提高施工標(biāo)準(zhǔn)化水平有著重要的意義。其次，BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電管線綜合可視化，機(jī)電施工在建筑施工中重要部分，為保證機(jī)電施工的科學(xué)性，基于BIM 技術(shù)可視化功能的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個直觀化的機(jī)電專業(yè)模型，在這一模型中能夠直觀地呈現(xiàn)出機(jī)電管線與建筑物的碰撞點。再次，BIM 技術(shù)可實現(xiàn)施工組織可視化，在建筑工程施工中，如果僅僅依靠施工經(jīng)驗等開展工作，不僅會造成資源的浪費(fèi)，還會影響施工效率和施工進(jìn)度，而在BIM 技術(shù)的作用下，能夠創(chuàng)建相應(yīng)的建筑設(shè)備模型、材料周轉(zhuǎn)模型，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可視化，如復(fù)雜幕墻節(jié)點等，從而提高整體建筑工程項目的施工水平。最后，BIM技術(shù)可視化功能的強(qiáng)大，還體現(xiàn)在施工進(jìn)度方面，通過構(gòu)建基于BIM 技術(shù)基礎(chǔ)上的4D 進(jìn)度管理模型，這樣能夠隨時隨地、直觀快速地進(jìn)行施工計劃與實際進(jìn)展的對比，有利于及時優(yōu)化施工方案，進(jìn)而保證施工順利進(jìn)行。

1.2 模擬化

BIM 技術(shù)還具有強(qiáng)大的模擬化功能，其能夠?qū)φ麄€建筑工程施工過程進(jìn)行模擬，包括施工現(xiàn)場布置、施工技術(shù)操作、施工安全演練等多個方面，不僅有助于設(shè)計人員找出設(shè)計方案中存在的不足，也有助于確保施工各項操作全面有效的實施。

1.3 協(xié)調(diào)性

BIM 技術(shù)還有一個較為顯著的特點，那就是協(xié)調(diào)性，這一特性可有效解決實際施工中遇到的各種問題，如材料設(shè)備方面的問題，能夠維持現(xiàn)場施工的秩序，保證施工順利進(jìn)行。具體而言，通過運(yùn)用BIM 技術(shù)，形成一個多方聯(lián)合的溝通機(jī)制，促使建筑項目各參與方良性互動，同時也能夠協(xié)調(diào)建筑施工過程中各專業(yè)之間的碰撞。在建筑工程施工過程中，會涉及多個方面的專業(yè)施工技術(shù)，此時可借助BIM 技術(shù)進(jìn)行多項工程專業(yè)技術(shù)的協(xié)調(diào)。比如管線碰撞檢測，可以有效減少施工過程中錯誤損失及返工的可能性。

1.4 優(yōu)化性

建筑工程項目建設(shè)全過程實際上也屬于一個不斷優(yōu)化的過程，而為了能夠達(dá)到更好的優(yōu)化效果，往往就會在此基礎(chǔ)上融入BIM 技術(shù)，借助BIM 技術(shù)對建筑信息進(jìn)行分析和比較，以便建筑項目各參與人員能夠全面掌握這些信息，更好地進(jìn)行項目的優(yōu)化，這也是BIM 技術(shù)優(yōu)化性的體現(xiàn)所在。

2 BIM 技術(shù)在建筑工程施工中的具體運(yùn)用

2.1 節(jié)點優(yōu)化

結(jié)構(gòu)節(jié)點是建筑施工中的重點和難點，由于多數(shù)結(jié)構(gòu)節(jié)點具有復(fù)雜性，所以對建筑施工人員的技術(shù)要求較高，如果施工人員不能合理把握，使得結(jié)構(gòu)節(jié)點施工存在較大誤差，則會嚴(yán)重影響施工效率及施工進(jìn)度。為此，可借助BIM 技術(shù)的可視化功能，實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)節(jié)點的可視化，全面展現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)節(jié)點，以便更好地開展施工作業(yè)。比如在復(fù)雜幕墻節(jié)點中，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，通過優(yōu)化面板設(shè)計，將視覺誤差控制在最小范圍內(nèi)，并保證幕墻曲面能夠達(dá)到規(guī)格統(tǒng)一，這樣可以減輕施工難度，也能夠降低施工成本。另外，對于復(fù)雜的幕墻系統(tǒng)，需要對龐大的設(shè)計數(shù)據(jù)和建造數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，此時可借助BIM 技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，即通過BIM 技術(shù)可視化功能，將各個板塊的設(shè)計信息及參數(shù)直觀地展現(xiàn)出來，然后通過數(shù)據(jù)提取實現(xiàn)幕墻的建造。比如銀河SOHO 幕墻工程便是典型的代表。

2.2 碰撞檢測

機(jī)電管線施工的建筑施工中重要的內(nèi)容，是建筑工程施工中難點，主要因為管線錯綜復(fù)雜，有時會出現(xiàn)管線碰撞的問題。針對這一問題，首先借助BIM 技術(shù)的可視化功能，實現(xiàn)機(jī)電管線綜合可視化，將機(jī)電各專業(yè)模型形成一個整體的BIM 三維模型，然后通過這個三維模型全面的掌握機(jī)電管線與建筑物碰撞的情況，并從中找出碰撞點，以此對管線排布方案進(jìn)行優(yōu)化。以往在2D 工作模式中，設(shè)計人員往往需要多個圖紙?zhí)庄B才能夠?qū)崿F(xiàn)一一的排查，這樣的方式不僅費(fèi)時費(fèi)力，且對檢查人員的能力要求也比較高，往往花費(fèi)九牛二虎之力還是會出現(xiàn)許多錯漏碰缺。因此，將BIM 技術(shù)運(yùn)用在碰撞檢測中，能夠有效解決2D 工作模式中效率低和漏洞多的問題，并且在優(yōu)化設(shè)計圖紙過程中，能夠及時找出碰撞點，查看凈高，并自動生成碰撞報表，從而減少建筑施工階段的錯誤損失及返工的可能性。比如在管道安裝中，通過BIM 技術(shù)創(chuàng)建工作集和不同的施工路線，然后基于碰撞檢測結(jié)果基礎(chǔ)上選擇最佳設(shè)備安裝的位置，之后再合理進(jìn)行管道支架的布局，從而保證管道安裝的合理性。

2.3 優(yōu)化施工技術(shù)及施工工序

在BIM 技術(shù)的作用下，可對整個建筑施工過程進(jìn)行模擬，不僅能夠直觀展示建筑施工現(xiàn)場一些關(guān)鍵的流程和施工工序，也能夠借助操作系統(tǒng)分析施工過程中存在的技術(shù)重點難點。首先，設(shè)計人員在BIM 技術(shù)可視化功能的作用下，進(jìn)行施工方案的對比分析，從中選擇最佳的施工方案。其次，在確定施工方案后，根據(jù)相關(guān)的建筑信息建立起對于施工模型，以此對施工技術(shù)進(jìn)行全面分析，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中可能存在的問題，并制定有效的解決方案，保證施工順利進(jìn)行。最后，針對建筑施工中一些關(guān)鍵的施工工序，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行全面的掌握，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工工序的優(yōu)化，具體通過對比不同施工階段及施工工藝的效率、資源等方面的投入，從而優(yōu)化施工工序組合，同時施工管理人員可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行每個施工段的管理，合理安排施工進(jìn)度計劃，從而確保建筑施工順利完成。

2.4 動態(tài)化布置施工現(xiàn)場

將BIM 技術(shù)運(yùn)用于建筑工程施工中，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)化的施工現(xiàn)場布置。首先，施工管理人員可通過運(yùn)用BIM 技術(shù)模擬施工現(xiàn)場，通過建造立體化的三維模型，實現(xiàn)對施工場地的合理布置與動態(tài)化管理。其次，通過這個三維動態(tài)模型準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場各類布置的情況，從中找出施工現(xiàn)場可能存在的安全隱患，以此做好相應(yīng)的預(yù)防處理，并且還能避免一些不必要的臨時搭建，不僅能保證建筑施工的安全，也能降低施工成本。最后，在這個三維動態(tài)模型中，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場運(yùn)輸設(shè)備的全覆蓋管理，可以有效減少二次搬運(yùn)的情況，從而保證施工場地中的交通順暢。

2.5 施工安全檢查與培訓(xùn)

安全始終是建筑施工中首要關(guān)注的問題，但近年來建筑施工事故屢見不鮮，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。因此，為了確保建筑施工的安全性，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工安全管理，可通過利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)化的建筑施工安全管理，可有效降低安全事故的發(fā)生。具體而言，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行施工安全檢查，這體現(xiàn)在方方面面，如上述提到的碰撞檢測、施工動態(tài)布置等，均是施工安全檢查的重要體現(xiàn)。其次，可利用BIM 技術(shù)進(jìn)行施工安全培訓(xùn)，因為在建筑工程施工階段，施工現(xiàn)場的安全質(zhì)量很大原因取決與施工人員的安全意識和施工方式，所以可借助BIM 技術(shù)對施工人員進(jìn)行施工安全培訓(xùn)，具體是利用BIM技術(shù)的可視化和模擬化功能，進(jìn)行各項施工操作的3D 模擬，讓施工人員能夠直觀地認(rèn)識和掌握各個施工環(huán)節(jié)，然后借助共享平臺找出各施工環(huán)節(jié)中存在的安全隱患，以此引起施工人員的重視。之后再利用BIM 技術(shù)的模擬化特點，對施工人員進(jìn)行安全疏散、安全逃生等模擬演練，這樣不僅增強(qiáng)施工人員的安全意識，也能夠讓施工人員更好地掌握施工安全的重點。

2.6 施工進(jìn)度控制

在建筑工程施工階段，為了確保項目施工順利完成，可借助BIM 技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度的控制。具體而言，施工管理人員通過BIM 技術(shù)構(gòu)建施工進(jìn)度管理平臺，在這一平臺中能夠?qū)崟r更新施工進(jìn)度情況，并實現(xiàn)信息共享，這有利于加強(qiáng)施工進(jìn)度的管控，確保施工計劃如期完成。另外，在對施工過程模擬時，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的風(fēng)險因素，避免出現(xiàn)工程變更導(dǎo)致施工延期，與此同時也要進(jìn)行資源的合理分配，提高資源使用效率，從而促使施工效率的提高。

3 結(jié)語

綜上所述，本文先是分析了BIM 技術(shù)的功能作用，并分析其在建筑工程施工中的運(yùn)用，包括節(jié)點優(yōu)化、碰撞檢測、技術(shù)分析、現(xiàn)場動態(tài)化布置、施工安全管理、施工進(jìn)度控制等等，使整個建筑工程施工過程管理變得更加精細(xì)化，目的是有效提高建筑施工效率與質(zhì)量。