BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用

孫濤，李長(zhǎng)江，夏凡，劉蘭波，李和濤，羅文詢

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 引言

BIM技術(shù)全稱是建筑信息模型，是一種被廣泛應(yīng)用于建筑工程中輔助管理的軟件，可以基于建筑工程項(xiàng)目的信息參數(shù)構(gòu)建三維立體模型，改變傳統(tǒng)的二維平面圖紙模式。BIM技術(shù)在建筑施工全過程的應(yīng)用有效提高了建筑施工管理效率，改變了傳統(tǒng)的管理粗放、效率低下的狀況。在科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與突破下，BIM技術(shù)使建筑領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)變得更加精益化，推動(dòng)了建筑產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展[1-4]。

2 BIM技術(shù)在施工中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 三維展示直觀立體

BIM技術(shù)對(duì)于建筑施工管理的最大優(yōu)勢(shì)就是采用三維立體模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面設(shè)計(jì)圖紙，能夠在圖紙審核和建筑設(shè)計(jì)過程中更加直觀地展示出建筑的整體效果，不需要具備非常專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，讓參建各方可以更好地解讀建筑設(shè)計(jì)模型。BIM技術(shù)根據(jù)導(dǎo)入建筑工程的具體參數(shù)進(jìn)行三維模型的搭建，該模型可以詳細(xì)具體地反映出建筑的各細(xì)節(jié)信息。同時(shí)，在建筑建設(shè)過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行組織施工，采用三維立體模型進(jìn)行施工技術(shù)交底，對(duì)施工人員進(jìn)行施工順序分解演示和技術(shù)指導(dǎo)。驗(yàn)收環(huán)節(jié)中通過BIM技術(shù)的可視化功能，可以更好的將實(shí)際效果與設(shè)計(jì)模型進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)收，提高施工質(zhì)量的控制水平。

2.2 提升精度施工準(zhǔn)確

傳統(tǒng)的建筑施工和設(shè)計(jì)圖紙都采用二維平面模式，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案細(xì)節(jié)方面的漏洞或者缺陷，一般在施工過程中發(fā)現(xiàn)這些不合理的地方，或者施工人員因?qū)D紙解讀偏差造成失誤等會(huì)造成工程返工和工期延誤，造成施工成本增加。BIM技術(shù)的出現(xiàn)提高了設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)的精度，有利于施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)交底，避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象。三維立體建筑模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑各方面的直觀性和細(xì)節(jié)化展示，避免了設(shè)計(jì)誤差；同時(shí)有利于各專業(yè)人員對(duì)建筑模型的解讀，施工過程中，以此作為基準(zhǔn)可以提高施工過程的準(zhǔn)確性，避免施工過程產(chǎn)生的偏差，對(duì)保障工程質(zhì)量具有積極作用。

2.3 節(jié)約材料降低成本

材料成本在建筑成本中占據(jù)很大比例，在傳統(tǒng)的建筑工程建設(shè)中，由于管理模式和方法比較單一和粗放，造成材料不合理地使用和浪費(fèi)，增加了工程的總造價(jià)。施工過程中，施工人員對(duì)于物料需求的預(yù)算誤差和規(guī)格設(shè)計(jì)偏差，產(chǎn)生了很多無用的邊角料，造成建筑材料浪費(fèi)。采用BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)處理功能，通過專業(yè)軟件可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算出使用材料的規(guī)格和數(shù)量，然后根據(jù)材料清單進(jìn)行下料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑材料的精準(zhǔn)裁剪，提高了建筑材料的利用率，降低了施工過程中邊角廢料的產(chǎn)生率，顯著提高了建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 輔助施工提升效率

建筑項(xiàng)目投資量大屬于資金密集型工程，施工過程的每天都會(huì)產(chǎn)生大量的人力費(fèi)用、材料費(fèi)用、設(shè)備租賃費(fèi)用、貸款利息費(fèi)用，同時(shí)，施工效率低下還有可能造成工期延誤，產(chǎn)生索賠，因此，在確保工程質(zhì)量的前提下，施工進(jìn)度越快，建筑單位產(chǎn)值就越高，企業(yè)受益越大。施工企業(yè)會(huì)采取相關(guān)激勵(lì)措施鼓勵(lì)提高施工效率，但是在傳統(tǒng)的建筑管理模式下，施工效率已經(jīng)難以提高。通過采用BIM技術(shù)可以對(duì)施工過程進(jìn)行模擬預(yù)演，施工單位可以了解施工階段情況，并合理分配作業(yè)計(jì)劃，同時(shí)可以對(duì)施工工序進(jìn)行碰撞檢測(cè)并及時(shí)調(diào)整施工工序，有力提高了施工效率。

3 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

3.1 構(gòu)件模型

在建筑工程的施工過程中，如果出現(xiàn)任何質(zhì)量缺陷，都會(huì)造成勞動(dòng)力、財(cái)力的浪費(fèi)，大大延長(zhǎng)施工進(jìn)度。這時(shí)，利用BIM技術(shù)中的模擬技術(shù)對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模型構(gòu)件，使現(xiàn)場(chǎng)施工人員、施工材料、機(jī)械設(shè)備可視化，會(huì)使建筑施工環(huán)節(jié)全程透明，保證人、材、機(jī)能科學(xué)合理地運(yùn)用。

3.2 應(yīng)用于施工技術(shù)指導(dǎo)

施工過程中，由技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，用來保障工程的施工質(zhì)量和施工效率，施工技術(shù)指導(dǎo)主要就是技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行施工技術(shù)交底，控制施工作業(yè)方式和要點(diǎn)。但是，在傳統(tǒng)的建筑施工管理方式下，施工技術(shù)交底的質(zhì)量受到雙方的描述和接受能力限制，如果雙方溝通質(zhì)量不佳就會(huì)影響到技術(shù)交底的效果。基于BIM技術(shù)的三維立體模型和動(dòng)態(tài)視頻功能可以更加直觀和形象地進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，提高了雙方的溝通和領(lǐng)會(huì)效率，使項(xiàng)目順利進(jìn)行。

3.3 資源優(yōu)化

在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)資源進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，利用BIM技術(shù)將其直觀地表現(xiàn)出來，高仿真地表達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的布置情況，盡可能合理的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行資源優(yōu)化，減少成品資源的投入，同時(shí)，技術(shù)人員通過對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，有效降低了質(zhì)量安全隱患的發(fā)生。此外，技術(shù)人員通過BIM技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)項(xiàng)目的整個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，保證施工人員的施工質(zhì)量，加快項(xiàng)目的施工進(jìn)度。

3.4 應(yīng)用于施工設(shè)計(jì)變更

在工程的施工建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)因某些因素進(jìn)行工程變更，工程變更不僅影響到施工內(nèi)容、方法和進(jìn)度，同時(shí)對(duì)建設(shè)成本也會(huì)造成影響。傳統(tǒng)的工程建設(shè)中，造成工程變更的主要因素有設(shè)計(jì)誤差、建設(shè)單位臨時(shí)修改、信息失真等，而且由于信息資料不精確也會(huì)造成頻繁變更?；贐IM技術(shù)的建筑模型可以提高設(shè)計(jì)的精確性，降低設(shè)計(jì)誤差，當(dāng)工程變更時(shí)可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行變更模擬，指導(dǎo)變更后的施工內(nèi)容和方法，使之符合變更效果，降低工程變更帶來的損失。

3.5 碰撞檢查

在建筑利用BIM技術(shù)建立模型后，技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行碰撞檢查工作，并且出示相應(yīng)的碰撞檢查報(bào)告。在工程建設(shè)中，各專業(yè)工程會(huì)按照施工方案進(jìn)行施工，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)多專業(yè)同時(shí)施工或交叉施工情況，由于各專業(yè)內(nèi)容不同、作業(yè)目標(biāo)不同，施工中需要協(xié)調(diào)安排，當(dāng)計(jì)劃方式產(chǎn)生誤差時(shí)，會(huì)造成施工工序碰撞、作業(yè)面爭(zhēng)搶、配合作業(yè)矛盾等狀況。此外，在建筑信息模型建立前，還需對(duì)管線、墻體等構(gòu)件進(jìn)行碰撞檢查，有效降低了圖紙的錯(cuò)誤率，保證施工質(zhì)量的可靠性。

4 推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用發(fā)展要點(diǎn)

4.1 加大投資開發(fā)完善

隨著各方面科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，BIM技術(shù)也需要不斷地進(jìn)行完善和升級(jí)，以便更好地適應(yīng)建筑發(fā)展的需要。當(dāng)前，BIM技術(shù)不僅成本較高而且對(duì)人員素質(zhì)要求也高，需要同時(shí)具備建筑、設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)等多方面的知識(shí)，導(dǎo)致其不能全面覆蓋到所有建筑工程中。BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域全覆蓋的推廣，還需要其不斷向著智能化的方向發(fā)展，降低專業(yè)操作難度。一項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和推廣離不開資金的大力支持，因此加大對(duì)BIM技術(shù)的開發(fā)的投資力度是BIM技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。

4.2 普及BIM技術(shù)應(yīng)用范圍

BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)建筑工程而言，是革命性的變革，極大地提高了建筑工程管理效率，通過對(duì)BIM技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，才能在使用中不斷發(fā)現(xiàn)其漏洞和拓展之處，從而進(jìn)行優(yōu)化完善。同時(shí)，BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目的應(yīng)用過程中，可以對(duì)大量的建筑信息進(jìn)行處理，通過大數(shù)據(jù)分析研究未來可以為建筑工程提供更多的輔助決策，促進(jìn)BIM技術(shù)不斷創(chuàng)新和完善。

4.3 提高BIM技術(shù)協(xié)同應(yīng)用性

建筑工程建設(shè)周期長(zhǎng)、施工環(huán)節(jié)多，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到竣工運(yùn)行，BIM技術(shù)都可以參與到其中，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程的多方面管理?！翱v向”指導(dǎo)指的就是將BIM技術(shù)貫穿于工程施工的全過程中，提高工程建筑各施工環(huán)節(jié)的全過程管理效率。“橫向”指導(dǎo)指的是采用BIM技術(shù)的信息處理能力，打破各專業(yè)施工的壁壘，提高建筑工程各參建方的信息交流和溝通效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)建筑工程的管理是一項(xiàng)革命性的革新，對(duì)建筑工程建設(shè)模式的改變具有至關(guān)重要的作用。在建筑工程中采用BIM技術(shù)，不僅改變了傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式，提高了建筑項(xiàng)目信息的透明度，優(yōu)化了施工作業(yè)方案，避免了施工沖突和返工現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)，其數(shù)據(jù)共享能力加強(qiáng)了各環(huán)節(jié)、各單位的信息溝通效率，提高了施工管理的精益化水平。BIM技術(shù)將在廣泛應(yīng)用的同時(shí)，不斷進(jìn)行完善與革新，推動(dòng)建筑行業(yè)不斷向著科技化方向發(fā)展。