BIM技術(shù)在房屋建筑施工階段的應(yīng)用

董振榮

（甘肅機械化建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著房屋建筑工程的智慧化發(fā)展，BIM技術(shù)在房屋建筑工程施工中表現(xiàn)出優(yōu)異效果，依托于BIM技術(shù)，可將房屋建筑工程結(jié)構(gòu)直觀化展現(xiàn)出來，生成BIM模型，使工程項目各主體均可了解建筑設(shè)計情況，在施工階段，則可根據(jù)房屋建筑工程BIM模型結(jié)構(gòu)進行施工，使房屋建筑工程施工作業(yè)更為規(guī)范有序。

1 BIM技術(shù)在房屋建筑施工階段中的應(yīng)用優(yōu)勢

在傳統(tǒng)化技術(shù)條件下，房屋建筑工程項目僅可按照二維設(shè)計圖紙進行施工，直觀性不強，需工程技術(shù)人員憑借自身三維構(gòu)圖能力進行識圖，該方式不僅對工程施工技術(shù)人員提出了較高的三維構(gòu)圖能力要求，還降低了各方主體的溝通高效性，而房屋建筑工程項目綜合性較強，若信息交流不暢，將不利于工程項目的穩(wěn)定推進。BIM技術(shù)可解決上述問題，優(yōu)化房屋建筑施工管理辦法，對BIM技術(shù)在房屋建筑工程施工階段中的應(yīng)用優(yōu)勢進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢如下：第一，可視化。BIM技術(shù)可將傳統(tǒng)二維圖紙轉(zhuǎn)化為多維模型，提高施工設(shè)計圖紙的可讀性，可視化多維模型可對房屋建筑工程施工形成良好指導(dǎo)作用。第二，模擬性。BIM軟件具有模擬仿真功能，在實際施工期間，可將多維模型文件導(dǎo)入軟件內(nèi)，并設(shè)置工程資源條件，在BIM技術(shù)軟件應(yīng)用下，能夠過動態(tài)化展示房屋建筑施工作業(yè)過程，便于開展項目進度管理工作。第三，創(chuàng)新性。BIM技術(shù)在房屋建筑工程施工階段中的應(yīng)用實現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，使建筑工程產(chǎn)業(yè)能夠更貼合時代發(fā)展潮流，繼而促進房屋建筑工程可持續(xù)發(fā)展。

2 房屋建筑施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)的實例分析

2.1 工程概況

為增強本次研究分析現(xiàn)實意義，選取某房屋建筑工程為例展開BIM技術(shù)應(yīng)用分析。該房屋建筑工程為住宅小區(qū)項目，占地面積77 021.35 m2，建筑總面積229 381.23 m2，除12棟房屋建筑體外，該住宅小區(qū)內(nèi)還規(guī)劃了綜合服務(wù)用房與4層幼兒園建筑。在該工程項目中，為保障施工效果，在房屋建筑施工期間應(yīng)用了BIM技術(shù)。

2.2 搭建模型

案例建筑工程項目施工場地相對狹窄，工期緊張，且存在諸多交叉作業(yè)，存在一定施工難度。為更好地規(guī)劃項目資金成本及場地土地資源，采用BIM技術(shù)構(gòu)建了三維建筑，用以模擬整個工程施工現(xiàn)場，并將BIM三維模型導(dǎo)入云平臺全景模擬軟件內(nèi)，使工程項目管理人員可根據(jù)可視化模擬情況了解整體施工狀況，并明確施工場地范圍內(nèi)的建筑物設(shè)置情況，在模型指導(dǎo)下，確保房屋建筑工程項目可規(guī)范化施工。

2.3 質(zhì)量管理

房屋建筑建成后主要用于居住，其建設(shè)施工質(zhì)量可直接應(yīng)用建筑用戶生命安全，故為最大限度地提高房屋建筑施工質(zhì)量，案例工程項目以BIM技術(shù)為手段展開信息化管理。

2.3.1 提取工程量

應(yīng)用Revit軟件，搭建案例工程建筑模型，以模型為依據(jù)，按照施工部位整理工程量，并生成柱、墻、基礎(chǔ)、板、梁等結(jié)構(gòu)的工程量明細(xì)表，將Revit軟件內(nèi)明細(xì)表導(dǎo)入表格工具進行歸納，以此可統(tǒng)計出該工程項目的混凝土數(shù)量，且可按照建筑部位單獨統(tǒng)計混凝土參數(shù)，使整個工程項目施工期間的工程量數(shù)據(jù)更為直觀地呈現(xiàn)出來。完成工程量提取工作后，還可進一步統(tǒng)計材料市場價格，將價格數(shù)據(jù)帶入工程量明細(xì)表，以此測算工程成本，初步掌握成本預(yù)算情況。

2.3.2 分析梁底凈高

案例工程項目施工場地狹小，為保障房屋建筑施工質(zhì)量，可運用BIM技術(shù)分析凈高要求，根據(jù)BIM模型分析是否存在施工設(shè)計缺陷，繼而使工程項目可順利推進。案例房屋建筑存在地下車庫結(jié)構(gòu)，而車庫北部區(qū)域為人防區(qū)，對建筑內(nèi)部空間的要求較高，此時運用BIM技術(shù)，搭建人防區(qū)車庫模型，并依據(jù)模型結(jié)構(gòu)分析凈數(shù)據(jù)，盡可能完善凈高參數(shù)，使施工階段初期的圖紙會審工程高效完成。BIM在該階段中應(yīng)用步驟如下：①在Revit軟件BIM模型內(nèi)全部標(biāo)記梁結(jié)構(gòu)，將模型參數(shù)與CAD圖紙數(shù)據(jù)進行對比檢查。②運用BIM軟件繪制梁結(jié)構(gòu)明細(xì)表，要求明細(xì)表內(nèi)具有建筑體積、長度、頂部高程、底部高程等數(shù)據(jù)。③將梁底凈高數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM模型，借助軟件的篩選功能，將梁底凈高低于3 m的梁結(jié)構(gòu)篩選出來，并做高亮顯示處理。④開啟BIM軟件人物控制模式，對虛擬化場景進行直觀性檢查。

2.3.3 構(gòu)建質(zhì)量樣板

在實際施工期間，可運用Revit軟件創(chuàng)建質(zhì)量樣板模型，運用不同顏色標(biāo)注質(zhì)量樣板模型的材料及部位結(jié)構(gòu)，防止出現(xiàn)相互干擾現(xiàn)象。將質(zhì)量樣板模型上傳至Lumion軟件內(nèi)，做渲染處理，處理結(jié)束后導(dǎo)出全景圖片，將圖片導(dǎo)入720云平臺，以此即可進行房屋建筑施工全景模擬。此外，還可在全景模擬基礎(chǔ)上，添加施工工藝、細(xì)部構(gòu)造、技術(shù)解說等信息。圖1為案例房屋建筑工程施工期間所應(yīng)用的部分質(zhì)量樣板模型，在實際施工期間，可根據(jù)質(zhì)量樣板模型進行施工，使施工過程更為嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。

圖1 案例房屋建筑工程質(zhì)量樣板模型

2.3.4 可視化交底

BIM技術(shù)具有可視化優(yōu)勢，借助BIM技術(shù)可使技術(shù)交底更為直觀。在實際應(yīng)用期間，根據(jù)房屋建筑設(shè)計情況搭建BIM三維模型，按照BIM三維模型制作動畫視頻，在LED屏幕幫助下進行技術(shù)三維可視化交底。為保障技術(shù)交底效果，在可視化交底之前，需總體規(guī)劃技術(shù)交底內(nèi)容，編制交底文案，結(jié)合實際情況搭建房屋建筑工程施工模型，并制作動畫視頻，合成文案錄音與動畫視頻，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員復(fù)驗后，即可作為交底文件。在可視化技術(shù)交底期間，可將施工工藝、施工方案、工程進度、安全目標(biāo)、綠色目標(biāo)、質(zhì)量要求更為直觀地呈現(xiàn)給施工人員，同時還可在BIM技術(shù)軟件幫助下仿真模擬施工現(xiàn)場，增強施工人員綜合感知，以此提高技術(shù)較低效果，為房屋工程項目施工作業(yè)的穩(wěn)定推進奠定基礎(chǔ)。

2.4 進度控制

仿真模擬為BIM技術(shù)的顯著特點之一，在施工期間，可運用BIM技術(shù)模擬施工過程，同時增添科學(xué)運算信息數(shù)據(jù)，用于提高BIM仿真模擬結(jié)果的精準(zhǔn)性。在施工期間，可按照該仿真模擬情況進行進度控制，以此盡可能縮小施工誤差，并確保施工進度始終處于可控范圍內(nèi)。

2.4.1 進度問題及原因

在施工期間，受到各不利因素影響，容易出現(xiàn)一定進度問題，以下對進度問題將其原因展開分析。第一，受到傳統(tǒng)CAD設(shè)計圖紙限制，導(dǎo)致讀圖出現(xiàn)偏差，繼而影響了施工工期。房屋建筑工程綜合性較強，涉及諸多專業(yè)工種，需不同領(lǐng)域的技術(shù)人員進行綜合設(shè)計，受到知識面與時間的限制，施工圖紙可能存在矛盾，若未及時發(fā)現(xiàn)，則會影響施工質(zhì)量，或引起施工變更問題，繼而延誤施工工期。第二，施工設(shè)計圖紙執(zhí)行力不足，導(dǎo)致實際施工進度與工期規(guī)劃情況存在差異，同時傳統(tǒng)甘特圖等進度計劃圖存在一定局限，進度規(guī)劃存在較強的主觀經(jīng)驗，難免在實際施工期間出現(xiàn)進度問題。第三，不同專業(yè)班組之間存在溝通難題，專業(yè)不對口且施工人員素質(zhì)差異嚴(yán)重降低了溝通效果，繼而產(chǎn)生了信息不對稱現(xiàn)象，此時易出現(xiàn)工序混亂問題，延誤工期。

2.4.2 BIM技術(shù)進度控制

在房屋建筑施工期間，可應(yīng)用BIM技術(shù)科學(xué)規(guī)劃施工工期，搭建4D模擬集成平臺，在該平臺應(yīng)用下可實現(xiàn)碰撞檢測、天氣預(yù)測、潛在風(fēng)險分析，將信息數(shù)據(jù)統(tǒng)籌管理，在全面化信息數(shù)據(jù)支持下編制房屋建筑工程施工進度軟件。將實際施工進度與BIM軟件系統(tǒng)對接，要求各施工班組完成每日施工作業(yè)量后，將信息數(shù)據(jù)變化上傳BIM軟件系統(tǒng)，用于更新進度模型，分析進度變化情況，以此更便于施工進度控制調(diào)整。在實際應(yīng)用期間，可運用Revit軟件導(dǎo)出工程施工工期模型，以模型為基礎(chǔ)劃分建筑樓層結(jié)構(gòu)，厘清建筑結(jié)構(gòu)之間的層次關(guān)系。將房屋建筑工程項目施工信息數(shù)據(jù)匯總，將施工信息數(shù)據(jù)及時間線輸入至工期模型內(nèi)，動態(tài)化演示施工進程，最終形成具備時間線的進度計劃。

為進一步避免發(fā)生工期延誤現(xiàn)象，實現(xiàn)強有力的施工進度控制，需對施工過程進行管控。依托于BIM技術(shù)編制工期控制計劃，運用Navisworks等BIM軟件連接進度項與模型組，結(jié)合時間維度情況檢查模型，直觀性分析進度計劃是否存在缺陷。例如在案例房屋建筑工程中，采用傳統(tǒng)方法安排施工進度，將主樓與車庫的施工順序定為“先車庫、后主樓”，經(jīng)進度仿真模擬后發(fā)現(xiàn)，可同時進行主樓與車庫的施工，同時施工不會產(chǎn)生互相干擾問題，故調(diào)整了施工進度關(guān)鍵線路，以此縮短了工期。

2.5 材料管理

在房屋建筑工程施工過程中，材料質(zhì)量及供應(yīng)情況可直接影響施工作業(yè)，為提高房屋建筑工程材料管理質(zhì)量，可借助BIM技術(shù)，從事前、事中、事后三個方面對施工材料進行管控。第一，事前規(guī)劃。材料進場前合理規(guī)劃材料存儲區(qū)域，盡可能提高場地利用率。同時，應(yīng)用BIM技術(shù)運算各道工序的材料應(yīng)用量，根據(jù)材料需求情況安排材料進場方案，防止出現(xiàn)材料進場過多而堆積，或進場不足而材料供應(yīng)中斷的情況。第二，事中管控。按照BIM材料規(guī)劃情況展開管理工作，若在施工過程中出現(xiàn)設(shè)計變更、進度調(diào)整情況，可借助BIM技術(shù)仿真模擬材料供應(yīng)情況，以BIM技術(shù)為手段，對材料進行嚴(yán)格管控。第三，事后總結(jié)。房屋建筑工程竣工后，對材料管理質(zhì)量進行分析評估，分析材料實際用量與計劃用量間的差異，若材料應(yīng)用差異較大，則需注意分析出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，以此為依據(jù)調(diào)整后續(xù)材料管理方案，若發(fā)現(xiàn)材料應(yīng)用差異較大的原因在于存在浪費現(xiàn)象，則需結(jié)合實際情況對相關(guān)人員加以懲處。

2.6 碰撞檢查

傳統(tǒng)二維設(shè)計圖紙的可讀性較弱，施工技術(shù)人員難以直觀分析是否具有碰撞問題，此時可借助BIM技術(shù)組織碰撞檢查工作。檢查房屋建筑暖通、水電管線布設(shè)情況，運用BIM軟件構(gòu)建管線模型，以此直接觀察是否存在管線沖突。此外，還可直接應(yīng)用BIM軟件模擬管線施工過程，通過動態(tài)化模擬過程進行管線碰撞檢測。除管線碰撞檢查外，還可通過BIM軟件模型分析管線預(yù)埋、預(yù)留情況，并可分析各結(jié)構(gòu)的安裝角度，同時還可設(shè)置各類傳感器，將傳感器終端與BIM軟件連接，將實際數(shù)據(jù)信息直接上傳至BIM系統(tǒng)內(nèi)，用于直接分析施工參數(shù)的合理性。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)施工設(shè)計的可視化呈現(xiàn)，使碰撞問題可直觀呈現(xiàn)出來，從而避免房屋建筑工程施工過程中的碰撞質(zhì)量隱患，確保施工作業(yè)可順利進行。

2.7 場地管理

案例房屋建筑工程項目場地空間狹小，需在施工期間做好現(xiàn)場場地規(guī)劃，對材料堆放區(qū)域、材料運輸線路、設(shè)備安設(shè)區(qū)域、車輛行駛路線進行合理規(guī)劃。例如：根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況搭建場地模型，根據(jù)場地交通干線情況確定車輛行駛路線，以便于施工應(yīng)用為原則，確定設(shè)備安設(shè)點及材料堆放點，對施工場地合理規(guī)劃，最大限度地保障施工場地的有序性。此外，在案例房屋建筑工程項目中應(yīng)用了塔吊設(shè)備，此時不僅需合理規(guī)劃運輸線路及材料設(shè)備安設(shè)點，還需對塔吊回轉(zhuǎn)半徑進行控制。

3 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在房屋建筑工程施工階段中具有顯著應(yīng)用優(yōu)勢，不僅可提高工程項目信息化水平，還可極大提高施工質(zhì)量，保障房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在實踐施工期間，可運用BIM技術(shù)搭建模型，全面開展質(zhì)量管理、進度控制工作，同時還可從材料管理、碰撞檢查、場地管理等方面實現(xiàn)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，借助BIM技術(shù)確保房屋建筑工程項目可順利推進。