淺談BIM 技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用

莊榮樺

（核工業(yè)華東建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330100）

BIM 是Building Information Modeling（建筑信息模型）的縮寫，是建筑學(xué)、工程學(xué)以及土木工程中的新工具，利用數(shù)字化技術(shù)能夠幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行以及建筑全壽命周期，將所有的信息整合在一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，能夠有效地協(xié)同設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門和業(yè)主等各方工作人員，能夠有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本。其核心是用過(guò)建立建筑工程三維模型，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，與實(shí)際的建筑工程的信息庫(kù)進(jìn)行整合，不僅包括了建筑物構(gòu)建的幾何信息、專業(yè)屬性以及狀態(tài)信息，還包好了非構(gòu)建對(duì)象的狀態(tài)信息。通過(guò)這個(gè)包含了建筑工程信息的三維模型，能夠最大化的提高工程中所有信息的集成化，構(gòu)建起一個(gè)能夠讓建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方之間進(jìn)行信息交換、共享的平臺(tái)。

一、具體施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

（一）控制工程質(zhì)量

自2010 年起，我國(guó)出臺(tái)了大量的房屋建設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)提高建造房屋的安全系數(shù)，同時(shí)在施工的過(guò)程中消除各種安全隱患，為房屋建造工程的運(yùn)行質(zhì)量提供有利條件。在房屋建設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)中，不僅包括了根據(jù)目的載荷來(lái)制定相關(guān)材料、設(shè)計(jì)的數(shù)值的運(yùn)用，還包含了監(jiān)理體系的制定、施工人員的工作能力以及具體的管理。但是在實(shí)際工作的過(guò)程中，傳統(tǒng)的管理模式需要耗費(fèi)大量的成本，這不符合在施工的過(guò)程中需要保證質(zhì)量并降低成本的目標(biāo)，所以體量較小的施工單位會(huì)選擇減少這一類別的資金的投入，導(dǎo)致實(shí)際的施工質(zhì)量較低。

（二）工期管理

工期是房屋建設(shè)工程中較為重要的管理要素，在施工的過(guò)程中如果出現(xiàn)延期的問(wèn)題，施工單位不僅要面臨更多的成本投入的問(wèn)題，還需要根據(jù)合約的具體內(nèi)容對(duì)甲方進(jìn)行賠付。傳統(tǒng)的工程管理方法中，在設(shè)計(jì)階段就會(huì)出現(xiàn)一些隱患，這些隱患需要在施工的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，并通過(guò)多方協(xié)商的辦法來(lái)解決這些隱患。多方的單線聯(lián)系，數(shù)據(jù)的更改，以及實(shí)際施工中可能會(huì)出現(xiàn)的新的問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致工期的延誤。在施工的過(guò)程中需要記錄的數(shù)據(jù)較為龐大，所以在記錄的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)偏差，在施工的過(guò)程中如果出現(xiàn)了新的問(wèn)題，會(huì)因?yàn)槔奂有?yīng)的原因?qū)е鹿て谶M(jìn)一步的延誤。

（三）控制工程造價(jià)

現(xiàn)代建筑的施工材料、建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，所以在施工的過(guò)程中使用的設(shè)備的型號(hào)與數(shù)量發(fā)生極大的改變，這就導(dǎo)致需要大量的投入資金，在控制工程造價(jià)的過(guò)程中，如果無(wú)法有效進(jìn)行合理的規(guī)劃，就會(huì)導(dǎo)致投入過(guò)多的資金。傳統(tǒng)的工程造價(jià)的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的管理工作人員對(duì)項(xiàng)目的不了解以及在施工的過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)建筑材料的管理間隔過(guò)長(zhǎng)，也因?yàn)閹?kù)管工作人員未能全面的履行相應(yīng)的指責(zé)等，導(dǎo)致了建筑材料大量的損耗等問(wèn)題的發(fā)生。

二、BIM 技術(shù)在施工過(guò)程中的具體應(yīng)用方法

（一）安全管理

在房屋建設(shè)工程施工的過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全進(jìn)行保障，所以在工程管理的過(guò)程中安全管理是最基礎(chǔ)也是最重要的項(xiàng)目。安全管理分為兩個(gè)方面，分別是建筑物本身的安全程度和施工人員的安全管理。

建筑物本身的安全程程度，在最終方案完成后，可以通過(guò)BIM 技術(shù)來(lái)驗(yàn)證整個(gè)建筑物的運(yùn)行質(zhì)量。例如高層建筑物的逃生通道，由于這一區(qū)域在建筑物發(fā)生災(zāi)害的時(shí)候是，建筑物使用者逃生的希望，所以在施工的過(guò)程中對(duì)這一區(qū)域的質(zhì)量要求極高，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)需要保證在這一空間中煙霧以及有害氣體的擴(kuò)散速度最低，以及溫度上升的速度最低，在發(fā)生地震時(shí)，逃生通道的質(zhì)量不僅需要達(dá)到相應(yīng)的抗震要求，還需要有足夠的尺寸以及載荷，讓每一位使用者在逃生的過(guò)程中都能保證自身的安全。BIM 技術(shù)中能夠模擬火災(zāi)的發(fā)生過(guò)程，在火場(chǎng)中建筑物的各個(gè)區(qū)域內(nèi)溫度、氣流等具體狀況，同時(shí)也可以模擬地震發(fā)生時(shí)地震的強(qiáng)度，以及房屋使用者的數(shù)量，驗(yàn)證逃生通道是否能夠達(dá)到使用要求。

施工人員的安全管理，具體的管理內(nèi)容是讓施工人員在工作的過(guò)程中不僅能夠有效進(jìn)行建設(shè)的工作內(nèi)容，同時(shí)保證在施工的過(guò)程中保證了施工人員的安全。通過(guò)將每個(gè)工作人員的相關(guān)信息工作內(nèi)容進(jìn)行錄入，通過(guò)分析來(lái)確定在具體的工作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的危險(xiǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工人員的工作素質(zhì)缺失時(shí)，需要及時(shí)的使用相關(guān)方法對(duì)這類人進(jìn)行獨(dú)立的培訓(xùn)。

（二）控制質(zhì)量

控制施工質(zhì)量，需要通過(guò)分析會(huì)影響到施工質(zhì)量的各個(gè)因素，以此為基礎(chǔ)來(lái)制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，提高整體的施工質(zhì)量。影響到建筑物質(zhì)量的因素有很多，其中包括了建筑材料的質(zhì)量、施工設(shè)備的使用質(zhì)量和工作人員的素質(zhì)。建筑材料的質(zhì)量中包括了鋼筋、混凝土以及其余相關(guān)的建筑材料的質(zhì)量。其中影響到鋼筋的質(zhì)量的因素有，長(zhǎng)度、橫截面積、加工方法等。通過(guò)將與鋼筋相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)輸入BIM的程序中進(jìn)行對(duì)比，如果鋼筋的具體參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)之間存在差異的話，需要對(duì)鋼筋進(jìn)行相應(yīng)的處理，需要讓以鋼筋為骨架的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)揮出它應(yīng)有的載荷能力。同時(shí)需要使用BIM 程序?qū)ζ渌?xiàng)目中檢測(cè)到的結(jié)果進(jìn)行分析，以全面的確保施工的質(zhì)量。施工設(shè)備的使用質(zhì)量，在BIM 技術(shù)中，能夠通過(guò)算法來(lái)驗(yàn)證和分析施工方案，并且能夠分析出施工設(shè)備的具體入場(chǎng)時(shí)間，并且能夠制定出具體的設(shè)備運(yùn)行方式、狀態(tài)。工作人員的素質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管和監(jiān)理工作人員需要在施工過(guò)程中對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行高精度的記錄，為BIM 技術(shù)提供可靠的數(shù)據(jù)。同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工人員的整體工作素質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的要求，以確保整個(gè)工作系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（三）控制造價(jià)

控制工程造價(jià)的主要是通過(guò)最大限度地減少在施工過(guò)程中的出現(xiàn)的無(wú)關(guān)損耗，讓施工單位和企業(yè)在遵循合同中的成本規(guī)定的情況下，完成工程項(xiàng)目。通過(guò)BIM 技術(shù)中的數(shù)據(jù)平臺(tái)來(lái)建立房屋建設(shè)工程的5D 模型，通過(guò)分析與拆解5D 模型來(lái)建立項(xiàng)目中的里程碑，能夠確定各個(gè)施工環(huán)節(jié)中的消耗成本。這就要求管理人員需要對(duì)施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的成本的消耗進(jìn)行高精度的記錄，以此為基礎(chǔ)來(lái)分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。如果在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)較大的質(zhì)量下滑，則需要快速找出造成這一現(xiàn)象的原因，并解決這些問(wèn)題，以保證系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)也可以使用BIM系統(tǒng)來(lái)分析出現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)錄入使用倉(cāng)庫(kù)中各類材料的入庫(kù)質(zhì)量、儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)的記錄，并由BIM 系統(tǒng)中的算法來(lái)完成相關(guān)的優(yōu)化工作。

（四）工期管理

在進(jìn)行房屋建設(shè)的工程中，工期是一種非常重要的指標(biāo)，這是由于如果超過(guò)合同限制的工期，施工組或企業(yè)會(huì)面臨經(jīng)濟(jì)損失。在管理工期的工作中，通過(guò)在BIM系統(tǒng)中制定完成各個(gè)里程碑的時(shí)間限制，來(lái)詳細(xì)地對(duì)工期進(jìn)行規(guī)劃，并為之后的項(xiàng)目管理打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理工作人員以及監(jiān)管工作人員來(lái)對(duì)施工進(jìn)度的日常數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并使用BIM 技術(shù)來(lái)對(duì)整個(gè)施工進(jìn)度進(jìn)行分析。當(dāng)施工進(jìn)度落后與設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)信息，并讓監(jiān)理人員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管人員分析與計(jì)算出工期延誤的程度。

三、結(jié)果與討論

BIM 技術(shù)是由Autodesk 公司在2002 年率先提出，并且在全球范圍內(nèi)得到了土木工程行業(yè)的認(rèn)可，它可以幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑的全生命周期的終結(jié)，將所有的信息整合在一個(gè)3D 模型之中，使之成為5D 模型。能夠讓設(shè)計(jì)團(tuán)都、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門和業(yè)主等方面人員通過(guò)BIM 來(lái)進(jìn)行工作的協(xié)同，能夠有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

BIM 技術(shù)的核心是通過(guò)建立建筑的虛擬3D 模型，并利用數(shù)字化技術(shù)，并為模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。在這個(gè)信息庫(kù)中不僅包含了描述建筑構(gòu)建的幾何信息、專業(yè)屬性以及信息狀態(tài)，還包括了非構(gòu)件對(duì)象，如空間、運(yùn)行行為的狀態(tài)信息。通過(guò)這個(gè)包含建筑工程信息的三妹模型，能夠極大的提高建筑工程的信息集成化程度，為與建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個(gè)能夠交換、共享工程信息的平臺(tái)。BIM 技術(shù)不僅能夠應(yīng)用在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還可以應(yīng)用在建設(shè)工程項(xiàng)目的全生命周期中，而且BIM 的數(shù)據(jù)庫(kù)具有動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，可以在應(yīng)用的過(guò)程中不斷更新、豐富，為項(xiàng)目的各個(gè)參與方提供了協(xié)同工作的平臺(tái)。

綜上所述，在實(shí)際房屋建設(shè)工程中，BIM 技術(shù)能夠發(fā)揮出控制工程質(zhì)量、管理工程工期和控制造價(jià)的作用。并且能夠?yàn)橹贫ㄊ┕み^(guò)程的安全和項(xiàng)目整體的安全相關(guān)規(guī)定的制定提供依據(jù)，并且可以對(duì)建筑材料和器械的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管，并且能夠在控制工期項(xiàng)目提供幫助，是一種相對(duì)較為全面的施工軟件。