BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用探討

劉華鳴

吉安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會 江西 吉安 343100

引言

目前，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到了應(yīng)用，解決了一些存在的難題，得到了業(yè)內(nèi)人士的青睞。在建筑施工當(dāng)中，在施工工序協(xié)調(diào)方面非常容易發(fā)生問題，而BIM技術(shù)能夠降低施工過程中前后工序之間、平行工序之間、工序內(nèi)部的協(xié)調(diào)沖突錯(cuò)誤，增強(qiáng)施工效率[1]。通過BIM技術(shù)，可以對真實(shí)施工工序和環(huán)境進(jìn)行模擬，以此來幫助施工單位修訂施工方案，確保工程施工各項(xiàng)工序的順利開展。通過該技術(shù)還可以幫助施工單位發(fā)現(xiàn)工程施工中的其他問題，以此來制定預(yù)防與改進(jìn)措施，進(jìn)而提升工程施工質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)的概念與特性

1.1 BIM技術(shù)的概念

BIM主要是指建筑信息模型，其能夠把一個(gè)建筑工程項(xiàng)目的材料信息、施工進(jìn)度、管理維護(hù)等整個(gè)建設(shè)并應(yīng)用過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合。隨著我國信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，大力推動了BIM技術(shù)的發(fā)展[2]。現(xiàn)如今，BIM技術(shù)已經(jīng)在全世界得到了普遍應(yīng)用。而在中國，BIM技術(shù)雖然在建模與模型碰撞試驗(yàn)中得到應(yīng)用，但在工程實(shí)際建設(shè)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用前景顯然不止如此，在建筑工程項(xiàng)目的全周期管理應(yīng)用BIM技術(shù)意義重大。

1.2 BIM技術(shù)的特性

信息數(shù)據(jù)管理：BIM技術(shù)在建筑工程施工中應(yīng)用，其有序、可靠、及時(shí)的信息數(shù)據(jù)管理更有價(jià)值。通過系統(tǒng)當(dāng)中的軟件開展信息模型的構(gòu)建工作，完成信息的創(chuàng)建、共享、應(yīng)用和管理，進(jìn)一步對施工設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行整合，以此來實(shí)現(xiàn)工程施工的全面管理。在這當(dāng)中聯(lián)合信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分類模型作為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，以數(shù)據(jù)交換作為信息交換基礎(chǔ)，這區(qū)別于其他工程3D技術(shù)。在構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、質(zhì)檢以及吊裝等方面都能夠開展全過程跟蹤，對工程提供非常大的幫助[3]。

可視化：同傳統(tǒng)的2D圖紙相比，BIM技術(shù)能夠構(gòu)建3D建筑模型，以此來幫助管理人員對建成建筑物有一個(gè)直觀的了解?？梢暬粌H能夠看到建筑表面，還能夠看到其中細(xì)節(jié)當(dāng)中的各構(gòu)成要件。越是復(fù)雜的建筑物，借助3D模型越能夠直觀的看清結(jié)構(gòu)，幫助技術(shù)人員對建筑物有一個(gè)全面了解，推動工程建設(shè)的順利實(shí)施。以參數(shù)化建模創(chuàng)建模型。

模擬性：建筑信息模型一般是會對相關(guān)模型進(jìn)行構(gòu)建，以此來開展模擬施工工作，同時(shí)對于已經(jīng)完成的建筑開展參數(shù)檢驗(yàn)工作，對于不達(dá)標(biāo)的建筑進(jìn)行整改，同時(shí)也能夠借助BIM5D來開展模擬施工，借助BIM5D能夠開展施工進(jìn)度以及成本管理，對施工模擬組織方案進(jìn)行具有針對性的設(shè)定，還能夠在運(yùn)營過程中模擬施工安全問題，以此來預(yù)防實(shí)際施工過程中可能會出現(xiàn)的安全問題。

協(xié)調(diào)性：不同專業(yè)有著不同的分工，例如土建以及安裝都會被分成一系列不同的專業(yè)，消防、水電以及裝修等，不過，不同專業(yè)的施工卻難以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)，在實(shí)際施工過程中，土建結(jié)構(gòu)以及水電二者的構(gòu)件都會出現(xiàn)干擾，甚至可能發(fā)生質(zhì)量安全事故，但是通過BIM技術(shù)能夠提前模擬預(yù)測出這些問題，并能測試相應(yīng)修改方案，以此來使不同專業(yè)之間能夠產(chǎn)生協(xié)調(diào)的關(guān)系。

可出圖性：和傳統(tǒng)圖紙相比，BIM技術(shù)的優(yōu)勢非常大，該技術(shù)可以通過建立模型的方式來明確設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中是否存在碰撞問題與安全問題，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的調(diào)整。因此，通過BIM技術(shù)制作的設(shè)計(jì)圖是更加全面的，并且還會對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行更好地優(yōu)化，圖紙質(zhì)量也得到了很大提升，緩解了圖紙變更的問題。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 可以提高建筑施工質(zhì)量管理效率

應(yīng)用BIM技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)上建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫平臺。通過對收集來的建筑施工過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)分析，轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)形式輸出，管理人員能更直觀的監(jiān)管建筑工程的施工質(zhì)量，同時(shí)能得到更好的管理質(zhì)量信息[4]。BIM技術(shù)促使施工單位與其他參與方進(jìn)行緊密的溝通和交流。傳統(tǒng)的建筑工程各參與方在溝通上經(jīng)常需要較長的時(shí)間，建立BIM信息平臺后，可以較好地協(xié)調(diào)各參與方之間的關(guān)系，例如利用BIM工作集合和鏈接的功能，傳輸信息和交流等。在施工過程中，可以通過網(wǎng)絡(luò)查看相關(guān)的項(xiàng)目質(zhì)量信息，也可以利用移動設(shè)備進(jìn)行信息檢索、整改等工作。

2.2 可以利用模擬方式控制施工質(zhì)量

一般情況下，施工人員在施工過程中，都是根據(jù)想象力和經(jīng)驗(yàn)來判斷設(shè)計(jì)意圖，這樣的辦事效率較差。應(yīng)用BIM技術(shù)形成可視、虛擬的施工過程等文件來進(jìn)行技術(shù)交底會更直觀。在實(shí)踐過程中，有非常好的樣板效果，可以加快施工進(jìn)度，改善施工質(zhì)量。對BIM技術(shù)形成的模擬施工方案進(jìn)行分析，然后將建筑結(jié)構(gòu)3D模型與時(shí)間聯(lián)系起來，以形成更直觀的施工模型。并且在此前提下，還能對各施工階段建筑的外觀和框架進(jìn)行模擬。通過對模擬出來的建筑外觀與實(shí)際建筑外觀進(jìn)行比較分析，從而實(shí)現(xiàn)對施工進(jìn)度的有效控制[5]。此外，還可以通過對兩者比較和衡量，較為正確的判斷質(zhì)量問題，從而提升房屋建筑工程的質(zhì)量和施工效率。

3 目前房屋建筑工程中存在的問題

3.1 管理職責(zé)不清晰

因受各種因素的影響，房屋建筑行業(yè)現(xiàn)行的管理體系還不夠完善、健全，甚至有時(shí)候，建筑工程已經(jīng)開始施工，而相關(guān)的質(zhì)量管理體系和制度還沒有成形，這非常不利于質(zhì)量管理工作的開展。根據(jù)相關(guān)調(diào)查可知，許多房屋建筑工程在施工時(shí)，不止承包給一家施工隊(duì)，經(jīng)常是由多家小型施工隊(duì)合作完成的，例如，有的施工隊(duì)專門承包打地基業(yè)務(wù)，有的施工隊(duì)承包木工，而有的施工隊(duì)則專門承包門窗安置等業(yè)務(wù)等，他們這種獨(dú)立的施工方式，使整個(gè)施工過程中無法形成完善的管理體制，而建筑施工又有其特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)問題，就難以糾正，特別是要重新糾正的問題，這樣一來，必然會使施工試錯(cuò)成本增加，造成最終建設(shè)成本增加，且對應(yīng)的責(zé)任難以區(qū)分[6]。在這樣的環(huán)境下，施工質(zhì)量就難以得到有效的控制。

3.2 工作人員素質(zhì)偏低

房屋建筑工程的質(zhì)量管理都是由專業(yè)的管理人員來負(fù)責(zé)。但目前來說，國內(nèi)工程項(xiàng)目鮮有建立完善的質(zhì)量保障體制，質(zhì)量責(zé)任不明確，沒有形成完善的人才管理制度，在施工方面的監(jiān)管力度不夠，施工材料的把控不到位，也沒有對施工配件進(jìn)行全程的監(jiān)控。加之高級管理人才緊缺，缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富且具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)管理人員，即使有也年齡偏大，對房屋建筑工程的施工過程中，經(jīng)常會運(yùn)用到新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用較難理解和把控。因此，從業(yè)人員必須加強(qiáng)專業(yè)技能的學(xué)習(xí)，豐富自身的經(jīng)驗(yàn)。

3.3 管理模式較為陳舊

施工單位的項(xiàng)目經(jīng)理在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，一般都是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來行事，以質(zhì)量管理人員的人工督查和巡視為主要控制方式，對信息技術(shù)的利用要求不高，施工技術(shù)控制效率不高。有些技術(shù)交底記錄顯然已形成呆板的思維，管理效果不佳。在質(zhì)量驗(yàn)收方面，以質(zhì)量管理人員簽字驗(yàn)收為主要方式，沒有相應(yīng)的約束質(zhì)量管理人員的制度。與此同時(shí)，生產(chǎn)部門和設(shè)計(jì)部門以及施工各單位之間很少進(jìn)行溝通和交流，信息經(jīng)常出現(xiàn)不對稱以及流通不順暢的問題。

4 BIM技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用

4.1 事前質(zhì)量管理，明確人員職責(zé)

利用BIM對質(zhì)量進(jìn)行事前管理，在BIM模型的基礎(chǔ)上，通過模擬施工過程，虛擬建造，提前找出施工質(zhì)量的問題所在，從而制定出相應(yīng)的解決方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)事前質(zhì)量管理的目標(biāo)。細(xì)分所有員工的責(zé)任，使他們都能將自身的技能充分發(fā)揮出來，為實(shí)現(xiàn)最佳的質(zhì)量控制效果。在房屋建筑施工過程中，應(yīng)確保各施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵循相關(guān)的制度，貫穿落實(shí)績效考核制度，以實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的全面控制。其次，嚴(yán)格按照現(xiàn)行的規(guī)章制定行事，防止監(jiān)管流于表面。例如，定期或不定期地進(jìn)行檢查，包括對施工方案是否合理，以及出現(xiàn)問題和改正與否的檢查，明確各主體的職責(zé)，一旦發(fā)現(xiàn)違反規(guī)章制度的行為，必須從嚴(yán)處理，在工程驗(yàn)收方面也不能馬虎，要確保房屋建筑的質(zhì)量符合國家的標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 通過模擬仿真，創(chuàng)新質(zhì)量管理模式

BIM與房屋建筑屬于現(xiàn)代信息和工業(yè)發(fā)展的一種產(chǎn)物。由于房屋建筑應(yīng)該的構(gòu)件較多，且需要垂直吊裝，因此在施工現(xiàn)場管理方面還需進(jìn)一步完善相關(guān)制度，從而保障房屋建筑的可持續(xù)發(fā)展。目前來說，施工單位最重要的是改革質(zhì)量管理辦法，應(yīng)用BIM技術(shù)，模擬出房屋建筑的施工現(xiàn)場，大大降低了問題出現(xiàn)的概率，并且使施工工序能夠有序進(jìn)行。應(yīng)用BIM的虛擬施工、漫游等，制定出科學(xué)合理的項(xiàng)目施工計(jì)劃和質(zhì)量控制目標(biāo)，并結(jié)合PDCA循環(huán)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和選定，全面安排和規(guī)劃施工各方，組織物質(zhì)供應(yīng)與施工平面布置的優(yōu)化等方面，應(yīng)用BIM技術(shù)都能起到一定的作用，使施工管理和操作人員能夠明確自身的職責(zé)和義務(wù)。將BIM技術(shù)應(yīng)用到房屋建筑工程的施工質(zhì)量管理中，主要體現(xiàn)在對工程項(xiàng)目信息質(zhì)量的管理。傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場，主要還是人為的采集工程質(zhì)量的相關(guān)信息，但應(yīng)用BIM技術(shù)后，就能夠在手機(jī)、iPad等智能移動端上采集相關(guān)的施工現(xiàn)場質(zhì)量信息，并在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將采集來的信息傳到云平臺中，再將其與BIM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)對問題的全面分析，這樣一來，既保障了工程質(zhì)量信息的真實(shí)性，也大大減少了工作人員的工作量[7]。

4.3 培養(yǎng)熟悉BIM技術(shù)的管理人員，明確BIM標(biāo)準(zhǔn)

BIM團(tuán)隊(duì)人員應(yīng)該包含BIM總負(fù)責(zé)、BIM技術(shù)總監(jiān)、各專業(yè)BIM技術(shù)員等，并細(xì)分各成員的職責(zé)和權(quán)力。由于房屋建筑工程逐漸深化，質(zhì)量管理問題也更加突出，而且管理難度也逐漸增加。例如BIM技術(shù)總監(jiān)主要負(fù)責(zé)BIM硬、軟件設(shè)備的采購以及營造良好的工作環(huán)境，監(jiān)管BIM工作進(jìn)度和質(zhì)量問題，促進(jìn)各部門之間的協(xié)調(diào)合作等[8]。而負(fù)責(zé)質(zhì)量監(jiān)管的部門及總監(jiān)還應(yīng)該制定一個(gè)合理的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃，這樣才能保障質(zhì)量檢驗(yàn)工作的順利開展。對培訓(xùn)人員來說，應(yīng)擁有的豐富的房屋建筑行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，不但要具備相關(guān)的專業(yè)知識，而且還要具備相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能更好地指導(dǎo)質(zhì)量管理人員了解BIM技術(shù)，并能將其應(yīng)用到房屋建筑施工管理中，此外，還應(yīng)懂利用BIM模擬施工、碰撞檢查等技術(shù)實(shí)施對建筑工程的全面監(jiān)控，從根本上增強(qiáng)質(zhì)量管理人員的專業(yè)技能，為推動房屋建筑產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。另外，針對工程項(xiàng)目經(jīng)理，還可以采取“雙軌制”的培訓(xùn)制度，即通過建筑行業(yè)專業(yè)人才進(jìn)行實(shí)踐證據(jù)的考核評分，通過素質(zhì)考核的項(xiàng)目經(jīng)獲得證書，作為選拔項(xiàng)目經(jīng)理的參考。

5 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)一般是在建筑模型的構(gòu)建當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，以建筑物的相關(guān)信息為前提，通過數(shù)字信息仿真技術(shù)來對建筑物模型進(jìn)行構(gòu)件，其具有極強(qiáng)的真實(shí)性。而模型可視化、仿真化、協(xié)調(diào)化、圖形化也有著非常大的優(yōu)勢?，F(xiàn)如今，在建筑工程管理體系中，基于BIM的工程管理工作具有極大優(yōu)勢，能夠優(yōu)化建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等一系列過程，使其能夠與城市整體規(guī)劃更為協(xié)調(diào)，為居民提供更好地居住環(huán)境，對促進(jìn)城市化建設(shè)也大有裨益。