BIM技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用探討

李金芮 殷鳴

（浙江省一建建設(shè)集團有限公司，浙江 杭州 310000）

施工管理在房建工程建設(shè)中占據(jù)著重要地位，是確保工程如期保質(zhì)完工的必要舉措，也是維護工程造價與安全水平的關(guān)鍵手段?，F(xiàn)階段，先進信息技術(shù)在建筑行業(yè)中逐步得到深入利用，推動施工管理信息化建設(shè)受到更多關(guān)注。為實現(xiàn)這一目標，在房建工程施工中引入BIM技術(shù)更為常見，能夠達到對房建工程施工進行全方位、全過程管理的效果。因此，對BIM技術(shù)的應(yīng)用進行探究有著極高的現(xiàn)實價值。

1 BIM技術(shù)的概述

BIM即建筑信息模型，有著較強的信息完備性、模型信息關(guān)聯(lián)性以及一致性的特點?；贐IM技術(shù)的信息模型可以完成自動演化，即在各個施工階段均能夠簡單修改、擴充、調(diào)整模型對象，并不需要重新構(gòu)建模型，整體表現(xiàn)出的功能優(yōu)勢性明顯。

對于BIM技術(shù)而言，其在對工程項目進行全壽命周期管理工作中能夠發(fā)揮出較為理想的優(yōu)勢，具體來說，在工程項目設(shè)計規(guī)劃階段，依托BIM技術(shù)可以完成參數(shù)化設(shè)計、設(shè)計方案比選、方案論證、協(xié)同設(shè)計、性能分析、碰撞檢查、施工出圖等操作；在工程項目實施階段，依托BIM技術(shù)可以完成虛擬施工、施工進度模擬、施工成本控制、施工質(zhì)量管理、施工組織模擬、施工現(xiàn)場管理等操作；在工程項目運營維護階段，依托BIM技術(shù)可以完成資產(chǎn)信息管理、物業(yè)管理、應(yīng)急預(yù)案管理等操作。

2 BIM技術(shù)施工管理需求分析

2.1 房屋工程建設(shè)準備階段

在房屋建設(shè)工程的建設(shè)準備階段，基于BIM技術(shù)的施工管理需求主要集中在以下幾方面。

第一，招投標管理。BIM軟件可以提供更為精準的工程量信息，方便更好、更快制定投標標策略。第二，圖紙會審。在BIM軟件內(nèi)搭建起建筑三維模型，更為直觀的展開施工圖紙審查，迅速確定圖紙中存在的問題。第三，碰撞檢測。利用BIM軟件內(nèi)的碰撞檢測功能，可以達到減少施工沖突的效果，有效規(guī)避施工期間的設(shè)計變更與返工。第四，凈高分析。利用建筑三維模型對多專業(yè)管線的布設(shè)落實分析，盡可能減少檢修與返工問題的發(fā)生概率。第五，深化設(shè)計。使用BIM軟件深化施工圖紙設(shè)計，促使施工設(shè)計方案質(zhì)量進一步提升，同時也可以支持最優(yōu)施工方案的迅速定位。第六，虛擬漫游與可視化交底。依托BIM技術(shù)的三維可視化特點，使得施工技術(shù)交底的直觀程度增高，也達到簡化施工技術(shù)交底過程的效果。第七，建筑最終質(zhì)量預(yù)測。利用建筑三維模型預(yù)測施工質(zhì)量，在BIM軟件內(nèi)直接展示出最終施工成果，方便更好完成施工方案優(yōu)化。第八，施工模擬?？梢蕴崆霸贐IM軟件內(nèi)完成模擬施工，確定后續(xù)施工中可能發(fā)生的問題，提前生成處理方案，或是直接消除相關(guān)問題隱患。第九，進度計劃編制。在BIM軟件的支持下，不僅可以直接取得項目整體的工程量，還能夠獲取到各個分項的工程量信息，以此能夠完成各個分項的施工工期預(yù)測，最終形成施工進度規(guī)劃。第十，進度計劃優(yōu)化。綜合使用三維建筑模型以及進度計劃，能夠在時間軸線上直觀展現(xiàn)出各個分項施工的進度，明確進度沖突區(qū)域并提前實現(xiàn)調(diào)整。第十一，場地布置?？梢栽贐IM軟件內(nèi)搭建起施工現(xiàn)場布設(shè)圖，且能夠采集、匯總現(xiàn)場溫度、日照等信息。第十二，快速獲取工程量。相關(guān)人員可以在BIM軟件內(nèi)結(jié)合建筑三維模型直接獲取工程量信息。第十三，成本精確預(yù)測。結(jié)合BIM軟件中保存的工程量信息以及材料市場價格信息，提前完成對工程成本的精準預(yù)估。第十四，構(gòu)建安全監(jiān)督保障體系。支持安全監(jiān)管保障體系的搭建，融合多種安全防護措施，更好維護施工安全。第十五，排除施工隱患。利用BIM軟件可完成對施工現(xiàn)場內(nèi)危險源位置的檢查與定位，并劃分出危險區(qū)，消除安全風險。

2.2 房屋工程建設(shè)實施階段

在房屋建設(shè)工程的建設(shè)實施階段，基于BIM技術(shù)的施工管理需求主要集中在以下幾方面。

第一，工藝質(zhì)量監(jiān)控。對施工操作的合理合規(guī)性進行檢查，結(jié)合在BIM軟件內(nèi)的模擬施工，完成施工技術(shù)培訓。第二，材料監(jiān)控。依托BIM軟件收集材料信息，對材料質(zhì)量進行檢查與全面管控。第三，構(gòu)件質(zhì)量跟蹤檢查。對比保存在BIM建筑信息模型中的信息與實際質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，確定施工質(zhì)量；在BIM軟件內(nèi)上傳質(zhì)量信息，跟蹤管理構(gòu)件施工質(zhì)量與施工材料。第四，施工重難點控制。利用BIM軟件完成施工模擬，形成虛擬施工指導，提供施工重難點控制對策。第五，進度信息快速采集。利用BIM軟件可以迅速、全面采集工程進度信息。第六，進度信息實時反饋。依托BIM技術(shù)搭建進度實時跟蹤系統(tǒng)，在相應(yīng)軟件內(nèi)對比實際進度信息與進度規(guī)劃內(nèi)容，從而達到實施反饋建筑工程施工進度信息的效果。第七，進度計劃動態(tài)調(diào)整。由于BIM軟件內(nèi)施工進度信息實時更新，所以施工進度計劃也隨之完成動態(tài)性更新調(diào)整，切實確保房屋建筑工程進度管理水平滿足預(yù)期。第八，精細化成本管理。在BIM軟件內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)對所有構(gòu)件信息、材料來源等的精準查詢，方便管理人員展開成本管控工作。第九，限額領(lǐng)材。依托BIM技術(shù)的應(yīng)用可以迅速核算出工程量與材料需要量，并及時傳遞給材料管理人員，促使施工中的限額領(lǐng)材成為現(xiàn)實。第十，人員定位。結(jié)合應(yīng)用無線定位技術(shù)以及BIM技術(shù)，能夠?qū)崟r、精準定位現(xiàn)場所有施工人員位置，為施工現(xiàn)場安全管理工作的展開提供支持。第十一，安全預(yù)警。利用BIM模型可以完成對施工現(xiàn)場安全隱患、危險物等級的分析，也能夠同時實現(xiàn)對防護措施的評價，完成區(qū)域危險等級的精準劃分，并及時發(fā)出針對性更強的安全預(yù)警提示，維護施工安全。

2.3 房屋工程竣工驗收階段

在房屋建設(shè)工程的竣工驗收階段，基于BIM技術(shù)的施工管理需求主要集中在以下幾方面。

第一，竣工資料驗收。依托BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對房屋建筑工程施工中所有的資料與信息的收集與匯總整理，為竣工交流提供有力支持，并促使竣工交接的信息化建設(shè)成為現(xiàn)實。第二，成品評估。工程轉(zhuǎn)入竣工驗收階段后，依托存儲在BIM軟件內(nèi)的信息數(shù)據(jù)，能夠更好支持工程驗收人員對項目成品的質(zhì)量水平做出準確、真實且全面的分析，生成更貼近事實且科學合理的質(zhì)量評價。第三，成本分析。參考保存于BIM軟件內(nèi)的信息數(shù)據(jù)對成本偏差的產(chǎn)生原因展開深入性分析，也可以利用BIM軟件內(nèi)存儲的同類工程成本信息做出對比分析，確定影響施工成本管理成效的因素，形成針對性處理措施，為后續(xù)其他工程成本管控提供指導。

3 BIM技術(shù)在房建工程施工中的具體應(yīng)用探究

3.1 BIM技術(shù)在房建工程施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

第一，施工物資質(zhì)量管理。可以在BIM軟件內(nèi)搭建起物料數(shù)據(jù)庫，用于存儲施工所需所有物資的信息，并在實際施工階段利用該數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)物資信息數(shù)據(jù)共享，保證管理人員能夠迅速、精準、全面獲取施工所需物資的具體信息，為物資質(zhì)量檢測與管控工作的展開提供支持。同時，管理人員可以對比施工中物資使用的實際數(shù)據(jù)以及BIM軟件數(shù)據(jù)庫內(nèi)存放的物資標準信息，確定兩者之間的差異性，判斷物資質(zhì)量是否滿足預(yù)期要求，有效避免質(zhì)量不合格的施工物資進入現(xiàn)場，以此達到管控房建工程施工質(zhì)量的效果。

第二，施工技術(shù)管理。施工技術(shù)水平直接關(guān)系著房建工程的施工質(zhì)量，對施工技術(shù)進行嚴格管理是維護工程施工質(zhì)量的重要舉措。實踐中，可以利用BIM軟件模擬施工流程，并參考模擬施工結(jié)果確定出施工工藝技術(shù)使用的標準化流程與規(guī)范，同時落實對施工工藝與流程的優(yōu)化。同時，在BIM軟件的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)施工技術(shù)與多種施工數(shù)據(jù)的共享，避免在實際施工中發(fā)生意外，體現(xiàn)出對施工質(zhì)量的進一步維護。

第三，施工質(zhì)量控制。BIM軟件支持房建工程施工質(zhì)量的事前、事中以及事后管控。結(jié)合前文的分析能夠了解到，BIM技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用使得施工全過程管理成為現(xiàn)實，從而達到更好保護施工質(zhì)量水平的效果。事前控制中，結(jié)合對建筑三維模型的利用以及模擬施工，能夠預(yù)測施工質(zhì)量，并在BIM軟件內(nèi)直接展示出最終施工成果，方便更好完成施工方案優(yōu)化。在事中控制中，對比保存在BIM建筑信息模型中的信息與實際質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，可以迅速確定施工質(zhì)量實際水平，及時更新管控方案。在事后控制中，BIM軟件支持工程驗收人員對項目成品的質(zhì)量水平做出精準分析，生成更貼近事實且科學合理的質(zhì)量評價。

3.2 BIM技術(shù)在房建工程施工進度管理中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的房建工程施工進度管理流程主要如下：在BIM軟件內(nèi)搭建三維建筑模型；組織沖突檢測；結(jié)合工期數(shù)據(jù)在BIM軟件展開虛擬施工；在動態(tài)模擬施工中確定各類施工問題，形成解決方案；生成最優(yōu)施工方案；組織實際施工，并利用BIM技術(shù)進行實時性跟蹤管理，直至工程竣工。

在應(yīng)用BIM技術(shù)展開房建工程施工進度管理的過程中，需要著重完成以下幾項工作內(nèi)容：第一，在BIM軟件內(nèi)搭建三維建筑模型以及4D模型。綜合施工信息、構(gòu)件信息等搭建三維建筑模型，同時在相應(yīng)模型內(nèi)加入時間維度，從而構(gòu)建起4D模型，為在BIM軟件中動態(tài)模型模擬施工過程提供有力支持，并在此基礎(chǔ)上，確定出更為合理、可操作性強的房建工程施工進度規(guī)劃，為后續(xù)施工進度管理工作的展開提供指導。同時，通過動態(tài)模型模擬施工過程，還可以迅速定位施工中可能存在的問題，提前組織消除與處理，防止后續(xù)施工中出現(xiàn)返工或停工，體現(xiàn)出對施工進度管控成效的維護。第二，組建施工數(shù)據(jù)庫，展開信息管理。在BIM軟件內(nèi)匯總所有施工信息，構(gòu)建起施工數(shù)據(jù)庫，營造出理想的信息集成環(huán)境，促使施工信息共享成為現(xiàn)實，支持各個參建方及時展開有效溝通交流，為施工分項目、各個工序的協(xié)調(diào)提供支持性平臺，優(yōu)化房建工程進度總體規(guī)劃。

3.3 BIM技術(shù)在房建工程施工安全管理中的應(yīng)用

相比于傳統(tǒng)管理方法而言，基于BIM技術(shù)的施工管理方法具有更為明顯的先進性與應(yīng)用優(yōu)勢性，以安全管理為例來說，當應(yīng)用傳統(tǒng)管理方法時，所需要配置的安全管理人員數(shù)量較多，難以及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場安全隱患，且安全措施的針對性水平并不理想；而在應(yīng)用BIM技術(shù)的施工管理方法時，可以實現(xiàn)對施工安全的自動化管理，整體人力投入量更低，能夠及時、精準定位安全隱患，并準確制定出針對性更強的處理措施。在施工安全管理中，BIM技術(shù)主要在以下方面應(yīng)用：

第一，安全教育。結(jié)合BIM軟件，向施工人員、技術(shù)人員直接展示出有關(guān)于施工現(xiàn)場組織、施工現(xiàn)場安全的知識信息，以此提升施工安全教育與宣傳力度。同時，依托BIM軟件包含著的報警功能，實時提示施工人員注意現(xiàn)場安全。

第二，施工現(xiàn)場布置。通過引入BIM技術(shù)，可以完成對施工現(xiàn)場安全隱患、危險物等級的分析，同時評價現(xiàn)場安全防護措施，以此劃分出區(qū)域危險等級，在施工現(xiàn)場規(guī)劃出危險作業(yè)區(qū)，完善施工現(xiàn)場布置。另外，BIM軟件還具備安全預(yù)警功能，及時向現(xiàn)場施工人員發(fā)出針對性更強的安全預(yù)警提示，維護施工安全。

第三，施工操作規(guī)范化。利用BIM軟件的可視化功能向施工人員直觀展示標準施工流程與技術(shù)操作規(guī)范，推動施工人員的所有操作均始終向著規(guī)范化的方向發(fā)展，以此達到規(guī)避施工安全隱患的效果。

3.4 BIM技術(shù)在房建工程施工成本管理中的應(yīng)用

第一，多維度的多算對比。在基于BIM技術(shù)的三維建筑模型支持下，相關(guān)人員能夠在更短時間內(nèi)完成工序維、時間維的多算對比。其中，站在工序維對比分析的角度來看，依托工序維度與三維建筑模型的結(jié)合，即可分析任意施工工序操作中實際產(chǎn)生的成本，對比相應(yīng)工序的預(yù)算規(guī)劃信息，能夠促使相關(guān)管理人員及時確定成本超支工序，并同時組織處理，促使整個成本管控工作更為精細化。站在時間維對比分析的角度來看，依托時間維度與三維建筑模型的融合，即在各個構(gòu)件中附加時間信息，則能夠分析任意時間端內(nèi)實際產(chǎn)生的成本，對比預(yù)算規(guī)劃信息，明確成本管控現(xiàn)實水平與成效，從而達到第一時間定為成本管控問題并迅速做出應(yīng)對處理的效果。

第二，施工現(xiàn)場優(yōu)化。BIM軟件可以自動生成工程量信息，無論是建筑工程總體工程量還是分項工程量，均能夠在BIM軟件中直接顯現(xiàn)，以此為施工資源配置提供數(shù)據(jù)參考，促使施工資源組織分配的合理性與均衡性有所提升。如果出現(xiàn)設(shè)計變更，則相關(guān)人員可以在BIM軟件內(nèi)迅速完成施工計劃的更新，同時對資源使用規(guī)劃做出動態(tài)調(diào)整，體現(xiàn)出對資源閑置、資源浪費問題的有效規(guī)避。

第三，施工方案優(yōu)化。利用BIM軟件內(nèi)的碰撞檢測功能，可以達到減少施工沖突的效果，有效規(guī)避施工期間的設(shè)計變更與返工，從而達到規(guī)避施工成本大幅度提升的效果，促使“零碰撞、零沖突、零返工”成為現(xiàn)實。

第四，施工模擬分析?？梢蕴崆霸贐IM軟件內(nèi)完成模擬施工，核算工程量與材料需要量，并及時傳遞給材料管理人員，促使施工中的限額領(lǐng)材成為現(xiàn)實，實現(xiàn)對資金效益的最大程度發(fā)揮。

4 結(jié)語

綜上所述，在房建工程施工中引入BIM技術(shù)是實現(xiàn)房建工程施工管理信息化建設(shè)的必然舉措，且有著極高的可操作性。在房屋工程建設(shè)準備階段、房屋工程建設(shè)實施階段、房屋工程竣工驗收階段的施工管理工作中，均可以應(yīng)用BIM技術(shù)，由此實現(xiàn)對房建工程施工的全過程管理。同時，BIM技術(shù)在房建工程施工全面性管理中也發(fā)揮出較為理想的優(yōu)勢，為工程施工質(zhì)量管理、施工進度管理、施工安全管理、施工成本管理的優(yōu)化升級提供先進技術(shù)支持。總體而言，通過將BIM技術(shù)應(yīng)用于房建工程施工中，實現(xiàn)了施工管理工作的升級。