BIM 技術(shù)在建筑工程施工中的綜合應(yīng)用

付勤敬

（恒泰工程咨詢集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

建筑工程領(lǐng)域中的BIM技術(shù)屬于一種建筑項(xiàng)目信息模型，其是基于CAD發(fā)展而成的技術(shù)形式，是對(duì)CAD技術(shù)功能與作用的延伸與拓展，因而該技術(shù)的應(yīng)用有利于多個(gè)部門參與項(xiàng)目建設(shè)，比如主管或施工等部門的參與。BIM技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)手繪圖紙模式發(fā)生改變，圖紙電子化與信息化特點(diǎn)更加明顯，為信息儲(chǔ)存與修改創(chuàng)造了便利條件。

一、目前國內(nèi)BIM 技術(shù)發(fā)展情況概述

（一）國內(nèi)應(yīng)用平均水平概述

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，一些先進(jìn)的施工技術(shù)逐漸地被應(yīng)用于建筑行業(yè)。隨著我國工程管理的規(guī)范化，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。BIM 作為將傳統(tǒng)的二維圖形轉(zhuǎn)換為三維模型甚至多維的工具式軟件，應(yīng)用于施工管理過程中不僅有利于實(shí)現(xiàn)建筑資源的優(yōu)化配置，還有利于實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的科學(xué)管理。它可以通過建立模型去分析、發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷，將這些設(shè)計(jì)問題提前解決，也將更加便于現(xiàn)場施工人員充分理解設(shè)計(jì)意圖，且能夠更加容易掌握一些復(fù)雜的施工節(jié)點(diǎn)；它可通過建成的模型指導(dǎo)現(xiàn)場施工，有效調(diào)節(jié)建筑工程項(xiàng)目的作業(yè)時(shí)間，使項(xiàng)目管理人員更有效率地組織施工生產(chǎn)活動(dòng)，使建筑資源在合理的時(shí)間被用于合理的位置，從而有條不紊地實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)。

（二）國內(nèi)大型開發(fā)商及施工企業(yè)應(yīng)用情況概述

國內(nèi)像萬達(dá)、萬科這類大型的地產(chǎn)開發(fā)商為了提升建筑物的品質(zhì)，結(jié)合工程管理的需要，建立了自己的BIM 研究院，編寫了針對(duì)自身開發(fā)項(xiàng)目的BIM 管控指標(biāo)，在進(jìn)行總承包合同簽訂時(shí)，都會(huì)將關(guān)于BIM 的要求作為合同附件。在工程施工過程中，也會(huì)要求總承包單位成立BIM 工作室，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行圖紙會(huì)審、管線綜合等工作。作為建筑施工總承包管理的一些央企、國企也跟隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的腳步，從工程各階段利用BIM 技術(shù)管控不同的指標(biāo)。工程投標(biāo)階段開始進(jìn)行工程三維模型的建立，分析和演練整個(gè)施工過程，提前掌握整個(gè)工程；施工過程中利用BIM 與其他一些新技術(shù)的融合，開展工程的施工策劃、項(xiàng)目優(yōu)化、各專業(yè)施工、安全質(zhì)量、進(jìn)度成本等各項(xiàng)管理，如在施工過程中將BIM 技術(shù)與5G、無人機(jī)、VR、AR 技術(shù)結(jié)合，進(jìn)行現(xiàn)場工程量的核算、安全技術(shù)交底、質(zhì)量監(jiān)管等工作。

二、BIM 技術(shù)在建筑施工各階段的應(yīng)用

（一）項(xiàng)目臨建階段

項(xiàng)目臨建施工階段是一個(gè)項(xiàng)目開工前的準(zhǔn)備階段，該階段主要是進(jìn)行辦公區(qū)、生活區(qū)、現(xiàn)場圍擋、廠區(qū)內(nèi)消防通道、現(xiàn)場加工區(qū)等的布置及施工，在該階段BIM技術(shù)可以與無人機(jī)技術(shù)、720 云技術(shù)、VR 技術(shù)、AR 技術(shù)結(jié)合，進(jìn)行整個(gè)辦公區(qū)、生活區(qū)、施工現(xiàn)場三區(qū)的美觀性、協(xié)調(diào)性、實(shí)用性的設(shè)計(jì)。利用無人機(jī)航測技術(shù)，將整個(gè)現(xiàn)場的場容、標(biāo)高進(jìn)行航拍、測設(shè)，通過軟件形成現(xiàn)場的實(shí)際地形圖。將設(shè)計(jì)完成的辦公區(qū)、生活區(qū)、施工現(xiàn)場三維模型導(dǎo)入地形圖，根據(jù)航測的地形位置、標(biāo)高、坡度進(jìn)行三維模型實(shí)景調(diào)整，使整個(gè)場區(qū)的設(shè)計(jì)與實(shí)際地形完美融合，在減少現(xiàn)場土方開挖、回填的同時(shí)也能夠保證各區(qū)正常的使用功能。

（二）基礎(chǔ)施工階段

基礎(chǔ)施工階段施工內(nèi)容主要為土方開挖、基坑支護(hù)施工、基礎(chǔ)施工，在該階段BIM 技術(shù)一般應(yīng)用點(diǎn)如下：1.建設(shè)基坑開挖、支護(hù)三維模型，通過三維模型計(jì)算土方開挖、回填量；2.進(jìn)行基礎(chǔ)的模型建立，分析基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙的合理性，協(xié)助項(xiàng)目技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審工作。

（三）主體結(jié)構(gòu)施工階段

主體施工階段涉及腳手架、模板、鋼筋、混凝土等安全性工程，因此，結(jié)合工程情況，在該階段BIM 技術(shù)的一般應(yīng)用點(diǎn)如下：1.進(jìn)行腳手架、模板工程三維模型的建立，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)模型，分析腳手架工程結(jié)點(diǎn)、連墻件等位置設(shè)置的合理情況；2.根據(jù)鋼筋方案進(jìn)行鋼筋模型排布，核算工程的鋼筋量，同時(shí)針對(duì)一些復(fù)雜的鋼筋安裝節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維模型交底，比如梁柱接頭位置、樓梯鋼筋等；3.根據(jù)混凝土施工方案進(jìn)行混凝土工程量的核算；4.根據(jù)工程需求建立虛擬樣板，采用虛擬樣板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)體樣板，進(jìn)行現(xiàn)場工序的指導(dǎo)。

（四）裝飾裝修施工階段

裝飾裝修施工階段作為一個(gè)建筑物使用功能及需求實(shí)現(xiàn)的階段，是安裝專業(yè)與土建專業(yè)相互交叉最多、交叉工作最為復(fù)雜的階段。在該階段BIM 技術(shù)主要應(yīng)用點(diǎn)如下：1.進(jìn)行屋面綜合管線排布。根據(jù)安裝專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙，將屋面的安裝通風(fēng)管道、橋架結(jié)合土建專業(yè)的風(fēng)井、設(shè)備基礎(chǔ)等進(jìn)行綜合排布，秉持美觀、實(shí)用的原則確定安裝管道的走向、標(biāo)高；2.進(jìn)行室內(nèi)綜合管線排布。由于一些大商業(yè)地下室及公共區(qū)域管線多、設(shè)計(jì)排布復(fù)雜，根據(jù)二維的平面設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)管線碰撞、無法連通的情況，因此在該階段，應(yīng)根據(jù)確定好的吊頂標(biāo)高，利用BIM 進(jìn)行安裝專業(yè)管道的綜合排布，對(duì)設(shè)計(jì)不合理的管道進(jìn)行修改，重新確定各管道的位置及標(biāo)高。

（五）室外工程施工階段

由于室外工程施工現(xiàn)場周邊管線復(fù)雜、標(biāo)高及坡度較多，在日常的施工管理過程中經(jīng)常出現(xiàn)燃?xì)夤?、自來水管被挖破，室外污水倒灌的現(xiàn)象，針對(duì)這種施工過程中經(jīng)常遇到的問題，可以通過三維模型進(jìn)行施工前的分析及施工過程的指導(dǎo)。首先，根據(jù)建設(shè)單位提供的室外管網(wǎng)圖紙進(jìn)行周邊管線的建模，將不同的管道用不同的顏色標(biāo)志，對(duì)于比較危險(xiǎn)的燃?xì)夤艿馈离娎|等用紅色的線進(jìn)行醒目警示，同時(shí)對(duì)室外污水井、雨水井等根據(jù)其深度、上口高程、排水方向進(jìn)行三維建模。其次，根據(jù)工程室外管網(wǎng)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行該工程室外管網(wǎng)的建模，將建好的模型與市政管網(wǎng)模型融合，根據(jù)兩者的標(biāo)高、坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)排水、排污方案的可行性分析。最后，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場施工的交底，指導(dǎo)室外工程施工。

（六）竣工驗(yàn)收、移交階段

在竣工驗(yàn)收階段，將各專業(yè)BIM 模型進(jìn)行整合，形成一個(gè)全專業(yè)的完整的工程模型，包括精裝修、外幕墻、粗裝修、室外工程、暖通、消防等專業(yè)，將客戶的需求及設(shè)計(jì)意圖通過多專業(yè)的模型融合，形成一個(gè)完善的三維立體效果模型，驗(yàn)收過程中根據(jù)三維效果模型進(jìn)行驗(yàn)收，可以更加直觀地進(jìn)行設(shè)計(jì)意圖與現(xiàn)場實(shí)物的對(duì)比，提高驗(yàn)收效率及驗(yàn)收精準(zhǔn)度。

三、BIM 技術(shù)未來發(fā)展趨勢

當(dāng)前是數(shù)字化、信息化的時(shí)代，整個(gè)社會(huì)數(shù)字化進(jìn)程是一個(gè)必然的過程。現(xiàn)在隨著人工智能、5G、6G、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型、升級(jí)。在這種大環(huán)境下，BIM 技術(shù)的核心也將不只是三維建模那么簡單，更多的是起著一個(gè)連接各種新技術(shù)的紐帶作用，在日常的施工管理過程中，通過BIM 技術(shù)將無人機(jī)、VR、AR、3D 打印這些技術(shù)結(jié)合起來，由此形成一個(gè)涵蓋空間、時(shí)間、成本、質(zhì)量、安全多個(gè)維度的立體、綜合科學(xué)管理體系。未來建筑行業(yè)將會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化，BIM 將深刻地改變房地產(chǎn)工程項(xiàng)目合作模式。BIM 除了在施工建設(shè)管理中得到應(yīng)用，也將更加關(guān)注行業(yè)信息源頭，在設(shè)計(jì)階段發(fā)揮作用，與全過程工程咨詢及工程項(xiàng)目管理融合，為項(xiàng)目提供全生命周期數(shù)字信息平臺(tái)基礎(chǔ)，向更廣闊的工程領(lǐng)域發(fā)展，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在更多專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的突破。

隨著這些新技術(shù)帶來的便利、效益的增加，人們對(duì)這些新技術(shù)的需求會(huì)越來越多，同時(shí)對(duì)于其功能也會(huì)有更高的要求，這種需求與發(fā)展之間的相互促進(jìn)會(huì)使未來的BIM技術(shù)發(fā)展越來越多樣化、全面化。同時(shí)隨著這種相互之間的技術(shù)促進(jìn)，BIM 本身也將不斷升級(jí)，適用范圍也將逐漸向多個(gè)行業(yè)推廣、普及，成為建設(shè)數(shù)字化社會(huì)管理平臺(tái)的重要支撐。

結(jié)束語：綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展中應(yīng)用BIM技術(shù)可有效提高項(xiàng)目施工效率，保障項(xiàng)目施工的精確性與安全性，實(shí)事求是地確定科學(xué)決策。在建筑項(xiàng)目管控工作中推廣BIM 技術(shù)，要注意該技術(shù)軟件的輕量化發(fā)展趨勢，有效提高其智能化發(fā)展水平。