BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

文／梁君、許敏強(qiáng) 標(biāo)力建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江臺州 318020

引言：

BIM 技術(shù)，即具備建筑信息內(nèi)容的物理模型技術(shù)，是指以工程建設(shè)項目的基本基礎(chǔ)構(gòu)件為設(shè)計方案，對要素和幾何圖形進(jìn)行分析，描述基本構(gòu)件要素的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行有機(jī)組織后，結(jié)合物理特性、材料信息等相關(guān)內(nèi)容，生成相應(yīng)的綜合工程建設(shè)系統(tǒng)軟件全級信息數(shù)據(jù)庫查詢，所有信息內(nèi)容對建設(shè)工程的基本構(gòu)件進(jìn)行合理地存儲和管理，并以數(shù)據(jù)庫查詢?yōu)榛A(chǔ)構(gòu)建工程項目的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。實體模型中每個基礎(chǔ)構(gòu)件的基本參數(shù)都有一定的空間和邏輯順序，可用于工程建設(shè)項目的設(shè)計方案和施工，應(yīng)用效果極佳。

1、BIM 施工技術(shù)的主要特點(diǎn)

1.1 BIM 施工技術(shù)的可視化特點(diǎn)

這項技術(shù)的應(yīng)用是通過構(gòu)建三維立體模型來發(fā)現(xiàn)工程的實際情況，避免在施工過程中可能會出現(xiàn)的任何風(fēng)險，保障各項管理工作的落實，也保障施工人員的安全性。和傳統(tǒng)的二維建筑工程管理模式相比較，BIM 施工技術(shù)的應(yīng)用過程中，體現(xiàn)出了優(yōu)越的可視性效果，降低了工作的難度，也使整個管理的流程更加真實可靠，在一定程度上提高了管理工作的實效性，防止了產(chǎn)生一些重大危險事故的發(fā)生，也保障各項管理工作能夠得到真正的落實。比如說在傳統(tǒng)的建筑工程項目管理和施工環(huán)節(jié)，有一些負(fù)責(zé)人可能無法看懂專業(yè)的圖紙，這就會導(dǎo)致在項目的細(xì)節(jié)溝通方面出現(xiàn)一些溝通障礙，甚至?xí)a(chǎn)生溝通的錯誤而導(dǎo)致施工的問題。通過BIM 施工技術(shù)的應(yīng)用，則可以更好地展現(xiàn)出施工過程中的各個細(xì)節(jié)，讓所有的人員都能夠直觀了解在施工中要達(dá)到的要求和目標(biāo)，保障施工的效率。

1.2 BIM 施工技術(shù)具有模擬性

建筑工程管理的過程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)展現(xiàn)出了良好的模擬性特點(diǎn)，能夠為后續(xù)的施工管理操作提供方便，也可以對各種問題進(jìn)行解決，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)及時的控制，將這些危險因素進(jìn)行解決。比如說通過BIM 施工技術(shù)的方式，對建筑工程可能會遭遇的地震問題進(jìn)行模擬分析，對日照時間進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而實現(xiàn)對整體成本和施工方案的合理性規(guī)劃，對整個建筑工程項目施工方案的有效性進(jìn)行進(jìn)一步分析，感知在施工環(huán)節(jié)可能會存在的具體問題，對其進(jìn)行解決。

1.3 BIM 施工技術(shù)具有協(xié)調(diào)性

BIM 施工技術(shù)在工程管理環(huán)節(jié)的應(yīng)用，體現(xiàn)出了良好的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，尤其是現(xiàn)如今建筑工程項目管理行業(yè)的復(fù)雜程度越來越高，在實際工程管理和施工中，涉及的流程和人員也越來越復(fù)雜，所有的工作人員如果要保證自身的工作效果，發(fā)揮自身的崗位職能，就會存在極大的困難。要控制傳統(tǒng)的施工管理中存在的施工矛盾和問題，就需要保障在溝通環(huán)節(jié)的良好，通過BIM 施工技術(shù)，有利于幫助各個工作人員具體的分析整體的建筑工程項目的體系和模式，體現(xiàn)出BIM 技術(shù)在應(yīng)用過程中的效果，讓相關(guān)部門之間共同配合，保證整個施工過程的流暢性。

1.4 BIM 施工技術(shù)具有精準(zhǔn)性

BIM施工技術(shù)在應(yīng)用的過程中體現(xiàn)出一定的精準(zhǔn)性，實際上主要是表現(xiàn)在以下幾個環(huán)節(jié)。首先，將BIM 施工技術(shù)用于建筑工程量以及工程成本的精準(zhǔn)控制環(huán)節(jié)，通過BIM 技術(shù)結(jié)合建筑工程的相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確獲取工程的數(shù)量信息，并對實物的量進(jìn)行拆分，為后續(xù)的采購計劃的制定提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，保障實際的工程效果。其次是在工程信息以及工程項目的精準(zhǔn)性方面，BIM 施工技術(shù)在使用的過程中，能夠構(gòu)建三維立體模型動畫效果，這種動畫效果能夠?qū)ㄖこ淌┕みM(jìn)度進(jìn)行更好地模擬，了解施工的過程，對其加以控制。與此同時，也能夠反映出在建筑工程體系中，一些細(xì)微的工程項目的構(gòu)建以及各部分施工的信息，對其進(jìn)行準(zhǔn)確定位。另外，基于BIM 施工技術(shù)對建筑工程的施工情況進(jìn)行嚴(yán)格的記錄，并對施工的過程進(jìn)行準(zhǔn)確地定位和追蹤。也就是說，可以通過二維碼等信息來對工程項目中使用的材料信息進(jìn)行查詢，使整體的建筑工程施工過程得以重構(gòu)。

2、BIM 施工技術(shù)用于工程管理的重要作用

首先，有利于保障工程的質(zhì)量。通過 BIM 施工技術(shù)來開展工程管理，可以幫助工作的管理人員實現(xiàn)及時的監(jiān)管，及時發(fā)現(xiàn)在施工過程中可能會存在的問題和風(fēng)險，對其進(jìn)行預(yù)防和避免，為現(xiàn)場的施工者提供更加準(zhǔn)確的指導(dǎo)，還可以最大程度防止基層的施工人員和管理人員之間產(chǎn)生信息協(xié)調(diào)性不好的問題。BIM 施工技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上促進(jìn)了工程建設(shè)質(zhì)量和效率的提高，為后續(xù)工作的順利進(jìn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

其次，有利于優(yōu)化施工技術(shù)。BIM 施工技術(shù)用于建筑工程項目的管理過程中，可以通過專業(yè)的3D 特效來渲染技術(shù)流程，這樣就能夠通過3D 立體模型呈現(xiàn)出整個建筑工程施工環(huán)節(jié)的一些施工細(xì)節(jié)，給人一種眼前一亮的感覺，還可以讓工作人員對整個工程的情況產(chǎn)生更加直觀地了解，防止產(chǎn)生理解的偏差，而對工程的施工狀態(tài)產(chǎn)生不必要的影響。與此同時，BIM 施工技術(shù)的應(yīng)用還可以演示從各種裝備應(yīng)用流程和方法，對整個施工的流程進(jìn)行模擬，如果發(fā)現(xiàn)在工程建設(shè)的過程中，可能會出現(xiàn)任何碰撞問題，可以及時發(fā)出信號，讓相關(guān)人員了解之后對其加以改正和完善。另外，有利于幫助控制工程的成本。現(xiàn)如今建筑工程項目的施工過程中對施工單位提出了更高的要求，要在保證施工質(zhì)量的前提上，盡量去控制施工環(huán)節(jié)發(fā)生的成本。而通過BIM 施工技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠直觀地展現(xiàn)出工程的一些空間信息，在實際施工之前，就能夠?qū)φ麄€施工方案應(yīng)用的合理性以及實踐性價值進(jìn)行科學(xué)的評估，在這個過程中投入適當(dāng)?shù)娜肆Y源以及物力資源，為各項工作的開展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)，并且保證在施工過程中使用的每一分錢都能夠用于相應(yīng)的位置，幫助建筑工程項目創(chuàng)造更可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3、建設(shè)項目傳統(tǒng)管理方法的問題

一是管理方案有待完善，優(yōu)秀人才的培養(yǎng)方式有待改進(jìn)。建設(shè)項目的風(fēng)險管理圍繞所有建設(shè)項目的全過程展開。因為管理方法的全過程涉及很多單位，但是不同的單位對于如何對待人有不同的看法，這就使得所有新項目對各個層面都難以涉及。此外，項目風(fēng)險管理人員的綜合能力不高，有的管理人員甚至沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，缺乏必要的施工技術(shù)專業(yè)知識和對相關(guān)管理制度的掌握。此類人員的綜合能力也危及項目風(fēng)險管理的有效性，無法保證項目建設(shè)的順利發(fā)展。二是成本預(yù)算超支較嚴(yán)重，成本控制意識不足。費(fèi)用超預(yù)算是一個嚴(yán)重的問題，而在成本控制上缺乏自覺性是工程項目管理中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。建筑企業(yè)通常不會根據(jù)當(dāng)前原材料銷售市場價格、人工成本、固定工期成本，將具體建設(shè)項目的自然環(huán)境納入新建項目的成本控制，這就非常不利于完成項目整體預(yù)算操作。此外，整個施工材料采購過程沒有與具體施工條件緊密結(jié)合，導(dǎo)致原材料消耗、庫存堆積等問題更為嚴(yán)重，不僅增加了原材料成本，而且無法保證施工工程項目的質(zhì)量。在多次價格談判的整個過程中，建筑公司及其房地產(chǎn)經(jīng)紀(jì)人也在無形中影響了工期的發(fā)展，從而導(dǎo)致了超預(yù)算的問題。三是對建設(shè)進(jìn)度的控制能力不高。工程項目在工程建設(shè)的全過程中會涉及很多問題，如電力工程、工程建設(shè)、采暖、中央空調(diào)、消防安全等，各個層次必須協(xié)調(diào)互補(bǔ)。在項目的整個施工過程中，由于設(shè)計人員沒有到施工現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研，因此，設(shè)計圖與施工現(xiàn)場不一致的情況非常普遍，一些施工人員通常會根據(jù)自己的工作經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)整管道、道路橋梁的施工等。如果新項目的一部分在與設(shè)計圖不同的時間進(jìn)行，將延遲項目建設(shè)的工期，無法讓下一個新項目按計劃進(jìn)行。四是新建項目信息內(nèi)容缺乏流動性。傳統(tǒng)工程項目管理普遍存在資源共享不暢的問題。關(guān)鍵是房地產(chǎn)開發(fā)商、建筑公司、設(shè)計公司和項目風(fēng)險管理公司之間缺乏必要的溝通。在信息內(nèi)容通常不流動、設(shè)計圖與施工現(xiàn)場不協(xié)調(diào)、項目建設(shè)的自然環(huán)境不適合具體施工、施工條件不能滿足房地產(chǎn)開發(fā)要求的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)其他問題。此外，缺乏信息內(nèi)容和數(shù)據(jù)共享平臺的應(yīng)用，無法保證各部門實時掌握建設(shè)項目的進(jìn)展情況，進(jìn)而不利于施工技術(shù)的進(jìn)一步完善和提高。

4、建設(shè)項目施工管理中BIM 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用對策

4.1 BIM 技術(shù)在施工管理決策中的應(yīng)用

首先，根據(jù)BIM 技術(shù)的靈活性、數(shù)據(jù)可視化和物理建模等特點(diǎn)，工作人員必須規(guī)劃當(dāng)代工程建設(shè)新的項目管理步驟，對工程建設(shè)中的各項任務(wù)進(jìn)行實時管理，并提高新項目管理的合理性，為現(xiàn)代建設(shè)項目的順利完成提供專業(yè)技能。其次，根據(jù)BIM 專業(yè)技能在工程建設(shè)項目中的應(yīng)用，不僅可以改進(jìn)新項目管理的步驟，而且可以展示新項目管理的成果。此外，基于BIM 專業(yè)技能應(yīng)用的建筑模型制作，可以對工程建筑的整體狀況進(jìn)行深入分析，處理工程建筑施工全過程的安全風(fēng)險，提高開工率、工程建設(shè)的效果和質(zhì)量。針對大中型工程的關(guān)鍵設(shè)計管理決策階段，工程建設(shè)管理決策科學(xué)研究的目的是更好地分析或掌握工程建設(shè)的實際建設(shè)質(zhì)量。對大中型工程建設(shè)項目全過程的可行性分析，可以準(zhǔn)確區(qū)分如何按照總體規(guī)劃建設(shè)項目實施，使項目建設(shè)具有較強(qiáng)的社會經(jīng)濟(jì)實質(zhì)性和經(jīng)濟(jì)效益。基于此，引入這類數(shù)據(jù)預(yù)處理分析技術(shù)的重要性無疑是極其突出的，其技術(shù)可即刻完成對所有工程建設(shè)基本建設(shè)風(fēng)險管理區(qū)域的數(shù)據(jù)信息的深度分析，從工程設(shè)計運(yùn)行過程、經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響因素等不同角度進(jìn)行考核評價，并能完成新項目主要參數(shù)的定量分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，最終合理保證所有建設(shè)項目管理方法的準(zhǔn)確性、有效性。

4.2 BIM 技術(shù)在工程建筑設(shè)計中的應(yīng)用

分析BIM 技術(shù)在工程建設(shè)項目設(shè)計中的應(yīng)用，必須從BIM 關(guān)鍵技術(shù)對提升建筑規(guī)劃設(shè)計品牌和協(xié)同管理兩個方面進(jìn)行分析。首先，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)項目的設(shè)計，促進(jìn)了工程建設(shè)設(shè)計的品牌推廣。具體表現(xiàn)為傳統(tǒng)的建筑規(guī)劃設(shè)計使用CAD 軟件進(jìn)行工程圖制作和設(shè)計。工程圖作為設(shè)計人員在建筑規(guī)劃設(shè)計中的語言表達(dá)能力和概念表達(dá)方式，不僅要花更多的時間在開發(fā)工程圖和設(shè)計分析上，而且缺乏對設(shè)計和關(guān)鍵點(diǎn)的清晰表達(dá)。針對這種情況，利用BIM 技術(shù)開展工程項目設(shè)計的應(yīng)用，不僅可以提高建筑規(guī)劃設(shè)計的效率，而且可以根據(jù)傳統(tǒng)建筑規(guī)劃設(shè)計中的圖紙問題進(jìn)行合理處理，促進(jìn)建筑規(guī)劃和設(shè)計公司的質(zhì)量和水平得到提高。在工程項目的設(shè)計階段應(yīng)用BIM 關(guān)鍵技術(shù)，可以合理提高各施工階段數(shù)據(jù)信息與材料的匹配度，便于設(shè)計人員多方位把握具體情況以確保設(shè)計圖紙與施工現(xiàn)場條件能夠充分匹配。此外，在工程項目的設(shè)計階段應(yīng)用BIM 關(guān)鍵技術(shù)，可以在一定程度上防止因信息內(nèi)容不匹配而導(dǎo)致設(shè)計圖與施工現(xiàn)場情況不一致的問題。BIM 關(guān)鍵技術(shù)可以在工程項目的施工過程中詳細(xì)記錄整個施工過程，不斷完善設(shè)計圖紙，有效安裝管道、工業(yè)設(shè)備、電纜和工程機(jī)械設(shè)備等，進(jìn)而改進(jìn)工程項目的管理能力。其中，在建筑規(guī)劃設(shè)計中，BIM 技術(shù)根據(jù)信息內(nèi)容實體模型的查詢和分析，可以獲得更加準(zhǔn)確、全面的工程圖信息內(nèi)容，也可以更加形象化地觀察工程建筑三維信息內(nèi)容實體模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和設(shè)計狀態(tài)，從整體的角度處理設(shè)計過程中的各種碰撞問題，尤其是工程地下室和復(fù)雜建筑建造。管道布局設(shè)計可以顯著提高管道布局設(shè)計的合理化程度，實現(xiàn)建筑規(guī)劃設(shè)計的美觀大方，具有更加明顯的功效和實際效果。

4.3 BIM 技術(shù)在提高施工技術(shù)和操作水平方面的運(yùn)用

BIM 在大中型建設(shè)項目的技術(shù)設(shè)計和工程施工管理中往往能體現(xiàn)和突出許多技術(shù)優(yōu)勢。關(guān)鍵是其可以基于工程項目軟件開發(fā)程序模塊的強(qiáng)大應(yīng)用，進(jìn)行各種工程特色的設(shè)計。協(xié)同可靠性設(shè)計和組合優(yōu)化，利用建筑施工等戰(zhàn)略模型，對各種技術(shù)特點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)計進(jìn)行分層推進(jìn)，形成設(shè)計方案，促進(jìn)技術(shù)設(shè)計具有很高的技術(shù)合理性。通過技術(shù)可行性分析，防止建筑施工設(shè)計過程中的頻繁變更導(dǎo)致技術(shù)和用途變更或可能導(dǎo)致安全風(fēng)險問題。因此，建筑工程設(shè)計、工程管理和施工安全專業(yè)人員對建筑安全生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的合理化，可以進(jìn)行更直觀的量化評估，可以模擬BIM 防護(hù)軟件智能管理系統(tǒng)的分析功能，分析安全生產(chǎn)技術(shù)具體應(yīng)用的全過程，將施工管理方法全過程設(shè)計中的安全系數(shù)和風(fēng)險評價指標(biāo)值控制在合理范圍。利用BIM 技術(shù)將工程施工操作賦予新的建筑專業(yè)項目，使我們能夠更好地掌握每個項目施工階段的項目進(jìn)度，也可以改進(jìn)施工過程。傳統(tǒng)建筑專業(yè)設(shè)計制圖的關(guān)鍵是二維圖像法。一個新項目通常需要匹配前視圖、立面圖和側(cè)視圖以反映整體結(jié)構(gòu)，必須不斷檢查各個角度的平面圖和工程圖，最終可以得到項目建設(shè)方案。這個驗證的整個過程是非常繁雜的。設(shè)計人員稍有不慎，就有可能導(dǎo)致項目施工方案出現(xiàn)錯誤。將BIM 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于建筑專業(yè)設(shè)計的工程施工管理，利用BIM 技術(shù)為建筑專業(yè)構(gòu)建三維可視化工程項目實體模型。設(shè)計人員只需觀看三維模型就可以掌握所有工程項目的結(jié)構(gòu)，這樣既改進(jìn)了項目施工方案的設(shè)計流程，也減少了設(shè)計的誤差。此外，在新建設(shè)項目具體建設(shè)的整個過程中，難免會遇到一些突發(fā)事件。根據(jù)BIM 技術(shù)，對建筑行業(yè)的施工進(jìn)行模擬，可以評估施工環(huán)節(jié)是否可能存在一些安全風(fēng)險，可以獲得更準(zhǔn)確的安全風(fēng)險評估結(jié)果。在此基礎(chǔ)上制定的解決方案更有針對性，大大降低了施工全過程的風(fēng)險，讓施工的質(zhì)量和進(jìn)度得到了有效保障。

4.4 BIM 技術(shù)在建筑工程招投標(biāo)和竣工結(jié)算階段的應(yīng)用

借助BIM 模型數(shù)據(jù)信息庫的內(nèi)容，涉及工程信息造價，工程師可以獲取許多類型的造價信息，繼而在造價管理的招投標(biāo)階段，能夠按照實際進(jìn)行的建筑工程情況提供招投標(biāo)的參考，使實際招投標(biāo)中漏項或者錯算的現(xiàn)象得以避免。在這一過程中，依照BIM 三維立體模型，建筑工程企業(yè)可將招投標(biāo)文件和標(biāo)底文件做好，再據(jù)此找尋價格合理和具備資質(zhì)的施工單位進(jìn)行合作。招投標(biāo)文件作為基礎(chǔ)內(nèi)容，施工單位的報價可在此基礎(chǔ)上依據(jù)工程量清單進(jìn)行，以使中標(biāo)的概率獲得較大幅度的提升。此外，BIM 技術(shù)中設(shè)置的模型數(shù)據(jù)庫能夠有效減輕招投標(biāo)環(huán)節(jié)的計算壓力，在計算工程量的時候能夠做到既快又輕便，有利于以此為基礎(chǔ)展開招投標(biāo)工作，實現(xiàn)了招投標(biāo)的精準(zhǔn)性和有效性的提升。在這個意義上我們可以說，BIM 技術(shù)能夠給參加招投標(biāo)的建筑工程企業(yè)提供信息化的平臺，更加透明化地展示模型工程量的清單信息，將可能發(fā)生的多種問題消滅在萌芽狀態(tài)，使招投標(biāo)中經(jīng)常發(fā)生的錯算和清單漏項問題得以避免，省去了工程招投標(biāo)造價中存在的諸多麻煩。工程施工的最后一個階段和步驟就是工程結(jié)算，因而工程竣工這一階段的重要性是不言而喻的。在竣工階段，運(yùn)用BIM 技術(shù)其意義和影響也是十分重大的，在這一階段中，工程結(jié)算工作可由技術(shù)人員通過BIM 技術(shù)來進(jìn)行，結(jié)算中涉及的綜合數(shù)據(jù)對比可以通過三維模型來實現(xiàn)，進(jìn)而綜合全面分析數(shù)據(jù)，工程造價的支出進(jìn)行施工前與竣工后對比，從而對投資效益以及資金流動的方向進(jìn)行了解，對資金支出的比例進(jìn)行分析，對施工的總體概況進(jìn)行了解，進(jìn)而使工程結(jié)算工作順利完成。而在這一進(jìn)程中，不但能使工程造價管理的效率得以提高，還能使工程施工的資料保存完整，使工程施工的完整性得到保證，進(jìn)而使審核的完整性得到提升，使資料的全面性得到保證，進(jìn)而使工程造價管理的效率得到提升，使施工質(zhì)量得到保證。

4.5 BIM 技術(shù)在工程建設(shè)進(jìn)度監(jiān)督中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)調(diào)整和改進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的施工進(jìn)度，確保施工進(jìn)度和各階段的計劃能夠滿足設(shè)計要求。如，在模擬夯實解決期間，壓實機(jī)械通用性不強(qiáng)，密實度難以滿足工程對施工夯實施工的工作壓力要求，在中后期極易出現(xiàn)質(zhì)量問題。但是，在實際活動的中期工作期間，壓實機(jī)械的高壓也會對周圍土層的孔隙度產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，BIM 的關(guān)鍵技術(shù)的分析就需要進(jìn)行密實度的檢查和改進(jìn)，明確工作壓力達(dá)到設(shè)計方案后，將資金投入到項目的施工階段。這樣，工程建筑自然環(huán)境中的土層變化，可以通過壓機(jī)的及時使用，提高所有工程建筑基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性，也可以操縱自然環(huán)境中的負(fù)面影響因素，具有全局監(jiān)督積極作用。

結(jié)語：

總之，將BIM 專業(yè)技能應(yīng)用到建筑施工中，可以合理提高施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，降低施工成本，提高施工效果，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建筑企業(yè)利潤的最大化。