基于BIM 技術(shù)土木工程建筑施工中的應(yīng)用策略分析

周 歡

湖北第二師范學(xué)院 湖北武漢 430205

2015 年住建部印發(fā)了《推進(jìn)BIM 指導(dǎo)意見(jiàn)》，代表著B(niǎo)IM 技術(shù)開(kāi)始在我國(guó)建筑領(lǐng)域推行。時(shí)至今日，BIM 技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)建筑領(lǐng)域應(yīng)用了7 年有余，為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。在這樣的背景下，總結(jié)BIM 技術(shù)在土木工程建筑施工中的具體應(yīng)用策略，對(duì)于該的技術(shù)發(fā)展和完善具有積極意義。

1 BIM技術(shù)特點(diǎn)分析

BIM 技術(shù)之所以能夠打破傳統(tǒng)建筑施工管理模式，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程施工管理，幫助決策者在成本控制、安全管理、質(zhì)量監(jiān)督、進(jìn)度調(diào)控，是源于它具有以下幾大特點(diǎn)：

1.1 可視性

BIM 是以3D 技術(shù)為核心的軟件系統(tǒng)，能夠?qū)⒍S設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為立體形式，便于項(xiàng)目經(jīng)理、工程監(jiān)理分析建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，香港中沙線地鐵工程當(dāng)中，管理人員便是通過(guò)BIM 技術(shù)的可視性功能，在圖紙分析階段發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)圖紙中存在的構(gòu)件和車輛碰撞問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，避免了后續(xù)施工變更，節(jié)省了大量的資源和費(fèi)用。

1.2 協(xié)調(diào)性

當(dāng)前，綠色建筑的推進(jìn)，給現(xiàn)代土木工程建筑施工提出了更高的要求，工程中施工工種、施工班組增多，加大了各部門之間的配合難度。有了BIM 技術(shù)輔助，可有效縮短各種協(xié)調(diào)流程，便于形成科學(xué)性的方案。

1.3 模擬性

BIM 技術(shù)除了可以模擬建筑造型、內(nèi)部構(gòu)造之外，還能夠模擬施工過(guò)程，幫助管理者找到施工過(guò)程中存在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)，有利于優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，從而有效地管控成本、控制質(zhì)量、保障安全和調(diào)節(jié)進(jìn)度，為后續(xù)運(yùn)維提供決策依據(jù)。

1.4 優(yōu)化性

（1）整個(gè)工程項(xiàng)目方案優(yōu)化：施工單位可通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)施工方案展開(kāi)分析，在守約基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，保證自身利益最大化。

（2）對(duì)工程設(shè)備、管線等進(jìn)行碰撞試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)修改設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的合理性，最終保證建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，提高建筑質(zhì)量及安全水平。

總之，在工程施工過(guò)程中，BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集和分析，對(duì)施工安全、施工質(zhì)量等提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)參考，保證決策的精確性、針對(duì)性和實(shí)用性[1]。

2 存在的問(wèn)題

2.1 成本方面

施工質(zhì)量管理和施工成本緊密相接，為了提高成本管理能力，需要抓住所有質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)展開(kāi)系統(tǒng)規(guī)劃。在現(xiàn)代建筑行業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)背景下，有必要融入BIM 技術(shù)完善質(zhì)量管理，從而做到成本管控[2]。但BIM 技術(shù)融入加大了企業(yè)成本支出，例如某企業(yè)在融入BIM 技術(shù)后，發(fā)現(xiàn)利潤(rùn)減少了100 余萬(wàn)。這是由于BIM 技術(shù)屬于一個(gè)體系，既有軟硬件要求，又要匹配專業(yè)的工作人員，整個(gè)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)年投資在數(shù)十萬(wàn)元到200 萬(wàn)元間。

2.2 人員方面

目前人員的BIM 技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，無(wú)法靈活使用軟件[3]。出現(xiàn)這一問(wèn)題的根本原因是，和國(guó)外相比，我國(guó)BIM 技術(shù)發(fā)展晚、經(jīng)驗(yàn)少。另外，政府也沒(méi)有針對(duì)建筑行業(yè)的統(tǒng)一規(guī)范，僅依賴企業(yè)自我認(rèn)知來(lái)實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的推行和普及，難度相對(duì)較高。

2.3 制度方面

建筑施工企業(yè)對(duì)BIM 技術(shù)應(yīng)用不夠重視，對(duì)BIM 技術(shù)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等未形成明確規(guī)定，不重視BIM技術(shù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理工作[4]。因而，BIM 技術(shù)所需的信息化管理環(huán)境得不到有效建構(gòu)，最終導(dǎo)致BIM 技術(shù)應(yīng)用不足。

2.4 技術(shù)方面

技術(shù)方面存在BIM 模型的構(gòu)建和轉(zhuǎn)移出現(xiàn)錯(cuò)位、BIM 軟件兼容性不足等問(wèn)題。例如，某工程招標(biāo)環(huán)節(jié)，雖然施工企業(yè)獲得了設(shè)計(jì)單位提供的BIM 模型，但在后續(xù)管理中施工企業(yè)另外構(gòu)建了一套BIM 模型，兩套模型存在很大差別，直接導(dǎo)致后續(xù)管理低效化。也有的企業(yè)在BIM 技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)了系統(tǒng)死機(jī)甚至崩潰的問(wèn)題，根本原因是軟件不兼容或者硬件質(zhì)量的問(wèn)題。

3 提升BIM技術(shù)應(yīng)用水平的對(duì)策

3.1 科學(xué)管理，有效降低BIM技術(shù)成本壓力

（1）管理人員要認(rèn)識(shí)到BIM 技術(shù)帶來(lái)的成本激增問(wèn)題，能夠駕馭質(zhì)量、成本、安全和進(jìn)度，避免管理沖突。同時(shí)，在施工前做好數(shù)據(jù)的采集工作，尤其是一些關(guān)鍵參數(shù)必須要明確，例如土壤成分參數(shù)直接決定了地基工程的施工方法。數(shù)據(jù)采集完后，要錄入系統(tǒng)，通過(guò)BIM 系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建出數(shù)據(jù)平臺(tái)層，這是確保下一步數(shù)據(jù)得到有效利用的前提條件[5]。目前在行業(yè)內(nèi)BIM 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，80%的成本源自數(shù)據(jù)采集工作。大型工程信息采集成本在數(shù)十萬(wàn)元左右。若施工企業(yè)擁有完善的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可以有效降低50%以上的技術(shù)成本。

（2）建立模庫(kù)：模庫(kù)是確保BIM 技術(shù)有效運(yùn)行的關(guān)鍵，是包含了建筑設(shè)備、建筑構(gòu)件等有關(guān)的模型。目前我國(guó)BIM 技術(shù)模庫(kù)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這也導(dǎo)致企業(yè)每接一個(gè)工程都要重新收集或者制作模庫(kù)，提高了BIM 技術(shù)成本。因此，需要有關(guān)部門及早開(kāi)發(fā)統(tǒng)一性模庫(kù)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化施工有著積極意義。

（3）聘用一專多能人才：BIM 技術(shù)需要操作人員精通參數(shù)調(diào)整、識(shí)圖、維護(hù)等，往往導(dǎo)致工作組人員過(guò)多，增加了施工企業(yè)的管理成本。因此，要選用一專多能人才，盡可能壓縮編制，減少BIM 技術(shù)融入后帶來(lái)的人力成本增加問(wèn)題。

3.2 提高人員綜合能力

施工企業(yè)需要對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)人員等進(jìn)行BIM 技術(shù)培訓(xùn)，保證在具體工程管理中主動(dòng)融入BIM 技術(shù)。以成本管理為例，通過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)讓相關(guān)人員靈活運(yùn)用5D 模型，精準(zhǔn)了解建筑工程所需材料及數(shù)量，并通過(guò)BIM 技術(shù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算得出工程成本數(shù)據(jù)[6]。當(dāng)企業(yè)融入了BIM 技術(shù)以后，要求不同崗位、不同部門能夠通過(guò)BIM 技術(shù)獲得需要的信息和數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)建筑施工管理向信息化管理方向轉(zhuǎn)變。

3.3 制定相關(guān)規(guī)章制度

（1）形成系統(tǒng)的BIM 技術(shù)培訓(xùn)制度：企業(yè)需要了解各部門在BIM 技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中存在的難點(diǎn)，有針對(duì)性地展開(kāi)技術(shù)培訓(xùn)。需要注意的是，培訓(xùn)必須要和考核掛鉤，考核要和激勵(lì)掛鉤，從而調(diào)動(dòng)每位成員的學(xué)習(xí)積極性。

（2）規(guī)范BIM 技術(shù)操作流程和標(biāo)準(zhǔn)：主要通過(guò)文件形式來(lái)確定BIM 技術(shù)在哪些環(huán)節(jié)得到利用，具體包括設(shè)計(jì)圖紙審核、工程數(shù)字化建設(shè)、資源與成本管理等。還可以進(jìn)一步細(xì)化，將設(shè)計(jì)圖紙審核細(xì)化為構(gòu)件碰撞試驗(yàn)、管線合理布局及施工，從而讓BIM 技術(shù)應(yīng)用情境更加立體、詳細(xì)。同時(shí)，為了進(jìn)一步推進(jìn)企業(yè)信息化管理進(jìn)程，需要盡可能將BIM 技術(shù)融入到企業(yè)管理鏈條中，對(duì)企業(yè)采購(gòu)、工種調(diào)整、財(cái)務(wù)部成本控制等提供支持。為了讓各部門積極利用該軟件系統(tǒng)，還需要為各部門建立安全、質(zhì)量、成本、進(jìn)度等各類指標(biāo)，通過(guò)指標(biāo)系統(tǒng)評(píng)價(jià)各部門BIM 技術(shù)利用水平[7]。這樣才能保證BIM 技術(shù)具有的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、質(zhì)量動(dòng)態(tài)管理、成本動(dòng)態(tài)控制、進(jìn)度協(xié)調(diào)等功能得到有效發(fā)揮。

（3）提高數(shù)據(jù)采集工作的重視度：信息采集階段成本占據(jù)了BIM 技術(shù)成本的50%以上，故而施工企業(yè)必須建立數(shù)據(jù)采集意識(shí)，培養(yǎng)項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)人員、質(zhì)量人員等崗位的責(zé)任感，動(dòng)態(tài)錄入數(shù)據(jù)，最終構(gòu)建起B(yǎng)IM 技術(shù)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)環(huán)境。

（4）認(rèn)識(shí)到BIM 技術(shù)模型交接工作的重要性：施工企業(yè)在施工前需要積極與建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位對(duì)接，爭(zhēng)取第一時(shí)間拿到設(shè)計(jì)單位形成的BIM 技術(shù)模型。因?yàn)樵O(shè)計(jì)單位的BIM 技術(shù)模型充分融入了地質(zhì)水文信息、環(huán)境數(shù)據(jù)、各類工種的技術(shù)參數(shù)等重要數(shù)據(jù)。而且設(shè)計(jì)單位的BIM 技術(shù)模型具有智能化特點(diǎn)，可實(shí)時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，降低了工作壓力。

3.4 提高技術(shù)水平保持系統(tǒng)穩(wěn)定

選擇品牌軟件企業(yè)的BIM 技術(shù)軟件，這是減少系統(tǒng)不兼容、不穩(wěn)定的關(guān)鍵手段。施工企業(yè)也要善于與此類軟件公司合作，以獲得相應(yīng)的技術(shù)支持，降低企業(yè)BIM 技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行成本。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著土木工程的集成性及綠色環(huán)保水平越來(lái)越高，建筑施工企業(yè)開(kāi)始融入BIM 技術(shù)，希望利用其可視性、虛擬性、優(yōu)化性和協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢(shì)來(lái)提升施工管理水平。然而，施工企業(yè)必須形成與之有關(guān)的管理制度、管理流程、管理標(biāo)準(zhǔn)，才能有效減少BIM 技術(shù)的融入風(fēng)險(xiǎn)，提高BIM 技術(shù)的運(yùn)用效率。