BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用研究分析

文／劉星雨 杭州高新開發(fā)建設(shè)管理運(yùn)營有限公司 浙江杭州 210000

引言:

作為基建大國,尤其是在建筑水平高速發(fā)展的今天,我國建筑工程管理工作中所存在的諸多問題也日益暴露出來。傳統(tǒng)的施工管理往往會因信息化水平不足、精確規(guī)劃能力不夠等種種問題致使房屋建筑的整體質(zhì)量欠缺抑或是施工過程發(fā)生風(fēng)險等,因此,在此背景下,只有充分發(fā)揮出BIM技術(shù)在建筑工程施工中的重要作用,將管理工作與信息化平臺進(jìn)一步聯(lián)系起來,通過對各項工程指標(biāo)的量化,可以有效地提高建筑工程的效率和質(zhì)量。

1、BIM技術(shù)基本概述

BIM技術(shù)的相關(guān)介紹：

所謂BIM技術(shù),指的就是通過對建設(shè)單位相關(guān)要求的整體把控,通過對互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)的充分利用,三維建筑模型由BIM軟件組成。同時,通過建筑工程的3D呈現(xiàn),BIM技術(shù)還可以同步相關(guān)信息數(shù)據(jù)。并將工程施工過程中所涉及到的全部流程進(jìn)行整合,實現(xiàn)對整個建筑施工項目的全方位監(jiān)控,保證工程質(zhì)量,規(guī)避施工風(fēng)險,提高使用壽命。

2、BIM技術(shù)的基本特點

2.1 可視化特點

BIM技術(shù)具有科學(xué)計算和可視化的特點。這不僅可以使施工方準(zhǔn)確的了解土木建筑項目建設(shè)任務(wù)完成后的總體效益,同時還可以增加施工方和其他項目工作人員間的相互交往和互動,進(jìn)而使正式土木建筑項目的建設(shè)質(zhì)量和效益可以在較大的程度上得以提高。BIM技術(shù)能夠在建筑工程施工前將該項目的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)甚至是建設(shè)過程中的各個要點進(jìn)行全面的模擬,并通過BIM平臺軟件,將相關(guān)的施工圖紙進(jìn)行三維化的輸出,避免了各環(huán)節(jié)工作人員的因理解失誤造成的各種施工隱患。

2.2 協(xié)調(diào)性特點

在建筑工程施工中,往往需要多個施工部門的通力合作、協(xié)調(diào)配合才能夠合理解決施工中所遇到的各種突發(fā)問題。而BIM技術(shù)通過對全部流程的整體把控,最大程度地發(fā)揮出了其協(xié)調(diào)性的相關(guān)優(yōu)勢,在推動各部門協(xié)作溝通的同時,實現(xiàn)了施工設(shè)計的最優(yōu)化。

2.3 BIM技術(shù)的模擬性

BIM技術(shù)廣泛使用在建筑項目施工中的另一項最大技術(shù)優(yōu)點,即運(yùn)用BIM技術(shù)就能夠?qū)€沒有完全施工完成的建筑工程實現(xiàn)仿真。更具體地說,在目前中國建筑項目施工的各個環(huán)節(jié)中,運(yùn)用BIM技術(shù)都可以實現(xiàn)對日照方面的仿真和環(huán)保工作的仿真。同時,BIM的仿真技術(shù)也不僅僅能夠更高效地針對某個建筑工程提供三維建筑的實物模型,還能夠同時實現(xiàn)4d仿真、5d模擬以及6d仿真,通過使用BIM的實物仿真功能,工程項目建設(shè)人員也就可以更加精細(xì)化地完成建筑的招投標(biāo)工作,同時對于在施工項目前期完成造價的預(yù)測,以及對在施工期間完成建筑核算時間的測算準(zhǔn)確度,以及測算精確度等也都會由此技術(shù)而得到有所的極大提高。參數(shù)化的方案應(yīng)用很多人熟悉,它在工程設(shè)計中如何應(yīng)用?參數(shù)化不等于非線性,規(guī)則構(gòu)件也可以通過參數(shù)化方便地優(yōu)化。以鄂爾多斯體育場和長春規(guī)劃展覽館為例,提出模擬化的5個優(yōu)點:科學(xué)、精確、穩(wěn)定、快速、易改。

3、建筑工程中運(yùn)用BIM技術(shù)存在的問題

BIM技術(shù)由許多國內(nèi)建筑公司使用,但施工的技術(shù)要求必須具有重要的計算機(jī)功能。確定了3D建模技術(shù)和信息處理技術(shù),并且大多數(shù)建筑公司仍然依賴于傳統(tǒng)的建筑方式,而且大多數(shù)技術(shù)不支持該行業(yè)。這要求必須及時學(xué)習(xí)的知識,因此可以更輕松地進(jìn)行施工管理。建筑機(jī)構(gòu)必須定期組織培訓(xùn)或特殊BIM技術(shù)課程,以滿足這項技術(shù)的學(xué)習(xí)。一是建設(shè)項目施工現(xiàn)場的專業(yè)水平不夠。究其根源原因,主要是由于施工單位的作業(yè)人員缺乏工程質(zhì)量意識,也從未進(jìn)行過系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn),僅依靠自己想法進(jìn)行工程建設(shè),從而使得建設(shè)工程項目中出現(xiàn)了一系列問題。第二,建設(shè)工程項目中采用的原材料未滿足相關(guān)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。針對項目的實際施工情況來說,建筑施工原料品質(zhì)直接決定著項目的整體品質(zhì)。在現(xiàn)階段的市場中,由于各類建筑原材料的不斷發(fā)展,原材料的實際應(yīng)用出現(xiàn)了問題。把不符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑原材料大量運(yùn)用于建筑工程中,在一定程度拉低了工程的建設(shè)水準(zhǔn),也使得工程建設(shè)中存在著安全隱患。其三,建設(shè)工程項目人員在實際施工中,往往不能充分地根據(jù)原建筑設(shè)計圖紙進(jìn)行合理的施工。由于此類情況頻繁發(fā)生,所以大多數(shù)施工人員在進(jìn)行工作時,更喜歡根據(jù)自己想法揣測施工圖紙,從而造成了建筑效果和原施工規(guī)范出現(xiàn)了一些差異。

4、BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用價值

4.1 搭建三維立體建筑模型

在傳統(tǒng)的建筑工程中,施工圖的設(shè)計是作為一個二維圖像來顯示的。因此在后續(xù)的傳達(dá)過程中通常會因施工人員的認(rèn)知偏差而產(chǎn)生誤區(qū)。而BIM技術(shù)則在傳統(tǒng)的二維圖像的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改革創(chuàng)新,三維立體建筑模型的出現(xiàn),解決了施工圖紙傳達(dá)過程中的失誤,結(jié)合三維渲染相關(guān)功能的實現(xiàn),不但增強(qiáng)了各類數(shù)據(jù)信息的可視性,而且還有效提高了建筑模型的自身價值。

4.2 精確規(guī)劃

由于BIM技術(shù)自身兼具了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的相關(guān)優(yōu)點,因此在建筑施工過程中,通過對BIM平臺軟件的使用,能夠?qū)⒔ㄔO(shè)要求、施工要點、調(diào)查數(shù)據(jù)甚至是施工人員的具體信息進(jìn)行全方位的量化反饋,并且自動制定出符合施工需求的各流程規(guī)劃章程。它不但為施工單位的施工方式提供了精確的指導(dǎo),而且根據(jù)各環(huán)節(jié)的施工進(jìn)程將工作計劃進(jìn)行了不斷地完善和優(yōu)化,合理規(guī)避各類安全隱患,減少施工成本的浪費。

4.3 虛擬施工

眾所周知,由于建筑工程施工過程中人員眾多,且材料設(shè)備等因素的流動性較大,環(huán)節(jié)流程也較為復(fù)雜,因此安全風(fēng)險不可避免,但是BIM技術(shù)的出現(xiàn)將會消除所有的安全隱患。其一,在各環(huán)節(jié)施工前,通過對BIM平臺軟件運(yùn)用,對施工要點和風(fēng)險漏洞進(jìn)行整體把控,利用平臺模擬的方式制定出相應(yīng)的解決措施。其二,為了降低施工交叉問題的發(fā)生概率,利用BIM技術(shù)中數(shù)據(jù)信息模型整體分析的相關(guān)手段,根據(jù)模型所呈現(xiàn)的施工效果,及時來有效解決各部門之間施工指標(biāo)不一致以及相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)不規(guī)范的問題。

4.4 優(yōu)化項目建設(shè)管理模式

BIM的應(yīng)用可以改變現(xiàn)有的項目模式,實現(xiàn)施工過程的管理效率,適應(yīng)項目發(fā)展的需要。許多項目在影響各個部分之間有效合作的許多過程中都具有信息色彩,因此參加工程項目施工的單位都能夠利用BIM信息技術(shù),通過BIM平臺信息,包含了對施工過程的認(rèn)識、資源站點布置、物料供給情況等信息,以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。為了解決施工過程中的問題,大量管理員可以在項目中增加大量管理成本。仿真過程不僅建立了全面的施工計劃,而且還清楚地展示了整個施工過程。BIM技術(shù)通過各種媒體提供建筑商,通過建筑管理人員和工人來解決問題。另外,和傳統(tǒng)模式缺乏的持續(xù)性管理模式比較,由于BIM信息技術(shù)的應(yīng)用具備了很大的連續(xù)性,因此能夠詳盡記載各個階段的施工信息,管理人員也能夠通過各個階段中的信息管理來改善管理工作,建設(shè)項目通過全面信息化實現(xiàn)了項目管理的有效性。

5、BIM技術(shù)在建筑工程管理中的實際應(yīng)用分析

5.1 在質(zhì)量管理方面的應(yīng)用

建筑工程的整體質(zhì)量不僅決定了房屋建筑的壽命,也要求用戶的安全,所以我們在施工管理中需要加強(qiáng)質(zhì)量控制的監(jiān)督控制。BIM技術(shù)就是通過對建筑施工過程中諸多流程內(nèi)所有細(xì)節(jié)的掌控和分析,來有所側(cè)重地為施工計劃保駕護(hù)航。首先,BIM技術(shù)采用該解決方案對建筑的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬,采用安全風(fēng)險。同時三維立體建筑模型也能夠直觀地反映出各環(huán)節(jié)施工的技術(shù)要點,從而提高建筑的穩(wěn)定性。其二,當(dāng)工程施工結(jié)束后,BIM技術(shù)依然能夠?qū)ㄖこ痰恼w質(zhì)量進(jìn)行追蹤調(diào)查,這種及時回掃的工作模式充分保障了建筑的質(zhì)量。

5.2 在安全管理方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑工程管理中所起到的至關(guān)重要的作用就是,通過對施工計劃的分析,而提前預(yù)知到施工中所面臨的各種風(fēng)險。在BIM平臺軟件中,能夠依照具體的施工情況將各種危險進(jìn)行分級,并且在整個建筑施工項目內(nèi)部及時同步更新,這種預(yù)警機(jī)制不但有效防范了危險的產(chǎn)生,而且BIM技術(shù)還能夠智能分析出最合理的解決計劃,因此,提高建筑工程管理的風(fēng)險防控功能,最大限度地降低事故發(fā)生的概率。

5.3 在進(jìn)度管理方面的應(yīng)用

在建筑工程管理中,如何處理好施工質(zhì)量與施工進(jìn)度之間的關(guān)系是每個管理者面臨的主要問題。而BIM技術(shù)則通過兩方面的監(jiān)督管理,有效地規(guī)避了進(jìn)度延誤這一施工事故的發(fā)生。其一,BIM技術(shù)能夠?qū)κ┕龅刂兴惺┕と藛T的工作狀態(tài)進(jìn)行及時監(jiān)測,從而劃分出明確的工程施工責(zé)任區(qū)間,將整個環(huán)節(jié)的所有施工項目進(jìn)行合理的分解,既杜絕了工人偷懶等問題,又能夠?qū)κ┕みM(jìn)度進(jìn)行不斷的調(diào)整優(yōu)化;其二,為了提高施工方的施工效率,BIM平臺軟件通過對所有施工信息數(shù)據(jù)的研究分析,能夠編制出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家法律法規(guī)的項目網(wǎng)絡(luò)計劃,當(dāng)施工過程中發(fā)生意外時,BIM平臺軟件還可以及時調(diào)整施工計劃,從而大大降低延誤工期問題的發(fā)生。

5.4 在物料控制方面的應(yīng)用

在建筑工程管理中,建筑材料不僅決定著工程造價的成本,而且決定著建筑工程的質(zhì)量。從資金成本角度而言,BIM技術(shù)能夠?qū)⒐こ讨械母黝愇锪蠑?shù)據(jù)信息進(jìn)行分類歸檔,同時,BIM平臺軟件中所衍生出的物料控制系統(tǒng)可以將物料的成本、規(guī)格及質(zhì)量等信息自動同步,在保障物料的基本質(zhì)量符合施工要求的同時,避免成本投入過大而引發(fā)的資金浪費等現(xiàn)象。在建筑工程的質(zhì)量中,BIM技術(shù)可以對各種類型的材料采用各種管理和維護(hù)方法。降低因保管不到位而引起的物料受損,并且BIM平臺軟件還可以不斷完善物料管理的相關(guān)控制流程,施工過程中的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)一步減少。

5.5 BIM技術(shù)在工程決策中的應(yīng)用

項目投資決策過程是整個項目的核心環(huán)節(jié),在整個項目的投資建設(shè)過程中起著重要的作用。其投資決策是否恰當(dāng)直接關(guān)系著工程項目能否可以開展和建設(shè)項目是否順利完成。在項目確定的過程中,影響施工的因素很多,不僅包括氣候、自然、地理條件等外部因素,還包括施工標(biāo)準(zhǔn)、工程造價、施工技術(shù)人員等內(nèi)部因素。綜合多方面的數(shù)據(jù)與分析,會形成大量的統(tǒng)計資料與信息。使用現(xiàn)有的統(tǒng)計方法需要大量的工作,但降低了準(zhǔn)確性和全面性。使用BIM技術(shù)可以進(jìn)行模擬計算,計算出最合理的數(shù)據(jù),為決策者提供數(shù)據(jù)支持,并提供科學(xué)、更合理的決策。

5.6 BIM技術(shù)在成本管理中的應(yīng)用

與成本管理相關(guān)的因素包括項目數(shù)量、材料和機(jī)械價格、人力投入和其他成本。對于建設(shè)項目,需要進(jìn)行工程統(tǒng)計來進(jìn)行成本管理。由于其他情況建筑工程的應(yīng)用和材料的消耗有很大的不同,市場也是有活力的。因此,統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以根據(jù)動態(tài)和環(huán)境準(zhǔn)確反映建設(shè)項目的成本,從而及時生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)的使用在統(tǒng)計運(yùn)算方面具有重要的優(yōu)勢,BIM技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)和構(gòu)建模型來分析整個項目的構(gòu)建過程。在一個建筑項目中有大量的信息的背景下,BIM會變得更加能夠準(zhǔn)確的計算出大量的數(shù)據(jù)。

同時天氣影響工程建設(shè),如建筑工程建設(shè)等?？梢允褂肂IM技術(shù)輸入指令,以完成自動計算,并完成統(tǒng)計和預(yù)測構(gòu)建系統(tǒng)成本。使用BIM系統(tǒng)后成本管理員可以消除重復(fù)計算,將更多的精力投入到成本管理策略中,獲得更多的成本管理方法。

5.7 將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑規(guī)劃設(shè)計

在傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計中,設(shè)計師是用二維圖紙進(jìn)行設(shè)計的,設(shè)計師需要有足夠的想象力來保證設(shè)計的準(zhǔn)確性。這不僅對設(shè)計師有很高的要求而且還依賴于想象力,保證工程檢測的準(zhǔn)確性。在使用BIM技術(shù)后,計算機(jī)系統(tǒng)可以對工程結(jié)構(gòu)的不合適位置進(jìn)行問題檢查和分析,驗證建筑結(jié)構(gòu)是否存在問題。其次,通過BIM技術(shù)可以為所有相關(guān)方搭建項目施工管理平臺。在評審設(shè)計時各方可以通過BIM平臺表達(dá)意見,并自動計算直接預(yù)測成本和周期。實現(xiàn)高效、系統(tǒng)、低成本的工程設(shè)計目標(biāo)。

5.8 BIM技術(shù)在實際施工中的應(yīng)用

在工業(yè)化水平不斷提高的背景下,建筑項目在工業(yè)化的推動下逐步發(fā)展,呈現(xiàn)出建筑的高度復(fù)雜性。要保證建筑的質(zhì)量就需要運(yùn)用科學(xué)的方法做好施工管理工作。在管理過程中一些建設(shè)單位必須做好調(diào)整,以增加建設(shè)項目的需求。

根據(jù)《BIM技術(shù)說明書》的施工管理,各建筑單元在BIM系統(tǒng)中了解當(dāng)前施工項目的施工進(jìn)度和施工狀態(tài),以及了解施工項目的設(shè)計變更。B激光掃描、GPS、RFID等用數(shù)字技術(shù)結(jié)合BIM技術(shù),及時了解施工情況避免現(xiàn)場事故。此外項目的BIM模型可以直觀地分析施工組織和布局,在項目施工中展示綜合體的施工平面圖。最后解決項目建設(shè)中信息閉塞的問題,明確各部門分工。

5.9 將BIM技術(shù)應(yīng)用于竣工驗收環(huán)節(jié)

通過在竣工審批階段應(yīng)用BIM技術(shù)可以減少工作量,提高審計透明度的同時提高驗收時間,這不僅減少了驗收時間,也提高了工作效率。BIM技術(shù)的應(yīng)用尤其在改變設(shè)計項目的時候有效的改變了風(fēng)險隱患,這樣就可以通過數(shù)據(jù)更新來避免成本損失。

5.10 運(yùn)維階段

BIM技術(shù)能夠在公共平臺上整理并展示關(guān)于整個建設(shè)項目的各種數(shù)據(jù),從而能夠得到大數(shù)據(jù)分析支撐,因此可以通過BIM技術(shù)實現(xiàn)工程管理,但在實際運(yùn)營與維護(hù)的階段中則隱含著項目管理。無形的建筑部件也提高了未來使用和維護(hù)的難度,但BIM技術(shù)的視覺功能更容易表達(dá)屋頂建筑的內(nèi)部環(huán)境。例如查找內(nèi)部管道和建筑物的方向是非常方便的。確保可以在裝修過程中移除墻壁的屬性。除了基礎(chǔ)設(shè)施信息管理外,還可以通過BIM生產(chǎn)配置基礎(chǔ)設(shè)施管理信息庫,管理軟件可以通過基礎(chǔ)設(shè)施信息管理查詢基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù),減少維護(hù)的不便。并使維修與管理工作更為簡單、快捷。

結(jié)語:

從各方面來看,BIM技術(shù)在我國建筑工程建設(shè)中都有著巨大的潛力。在施工準(zhǔn)備前期,它能夠針對工程項目的所有信息數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的收集與分析,在規(guī)避施工中的各類安全隱患的同時,提高工程施工計劃的可行性;BIM技術(shù)在施工過程中可以涉及到每一個施工過程,這樣可以制定出最穩(wěn)定、最經(jīng)濟(jì)的施工方案。在施工后期,BIM技術(shù)能夠充分發(fā)揮其的監(jiān)督管控作用,為房屋建筑及其他各類工程建筑的使用效果保駕護(hù)航。因此,只有在建筑工程管理中全面推行BIM技術(shù),才能夠提高我國工程管理工作的專業(yè)化水平,并促進(jìn)全行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。