建筑工程管理中BI M技術(shù)的運(yùn)用分析

劉洪江

（四川幼兒師范高等?？茖W(xué)校，四川綿陽(yáng) 621000）

1 引言

BIM技術(shù)為建筑工程項(xiàng)目管理工作的開(kāi)展提出了新思路，為工程進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量管理以及安全管理工作的優(yōu)化實(shí)施提供了更為先進(jìn)的技術(shù)支撐，保證在降低管理工作量的同時(shí)提高管理成效，以此為建筑工程項(xiàng)目建設(shè)的順利展開(kāi)提供支持。在當(dāng)前的研究中，更多的是針對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程深化設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理等方面的應(yīng)用做出論述，但是現(xiàn)有研究在利用BIM技術(shù)完成建筑工程項(xiàng)目管理中所有工作內(nèi)容方面的探索與實(shí)踐較為缺乏，并沒(méi)有全面發(fā)揮出BIM技術(shù)的作用與價(jià)值，建筑工程管理工作的提升空間仍較大。在本文的研究中，主要圍繞某建筑工程案例，對(duì)基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全方位、全過(guò)程管理措施與要點(diǎn)展開(kāi)論述，針對(duì)工程管理中的主要工作內(nèi)容展開(kāi)分析，包含橫向管理與縱向管理內(nèi)容，全面性以及借鑒性更強(qiáng)，可為同類工程管理工作的強(qiáng)化展開(kāi)提供更多的參考。

2 項(xiàng)目概述

某建筑工程所有建筑物內(nèi)均包含地上5層結(jié)構(gòu)以及地下兩層結(jié)構(gòu)，地下結(jié)構(gòu)均用于停車場(chǎng)建設(shè)。地上建筑耐火等級(jí)設(shè)定為一級(jí)、地下建筑耐火等級(jí)設(shè)定為二級(jí)；屋面防水等級(jí)設(shè)定為I級(jí)；建筑物的使用年限設(shè)定為50年；結(jié)構(gòu)設(shè)定為框架結(jié)構(gòu)。為了確保本建筑工程項(xiàng)目高質(zhì)量、高效率展開(kāi)，在工程管理工作中引入了BIM技術(shù)。

3 BI M技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用探究

3.1 在施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

3.1.1 施工進(jìn)度管理

進(jìn)行施工進(jìn)度管理，主要是對(duì)各個(gè)施工項(xiàng)目的進(jìn)度安排與施工步驟的編制，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合BIM軟件進(jìn)行人工工日計(jì)算，將相應(yīng)數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入計(jì)算軟件內(nèi)，即可獲取各項(xiàng)工作的綜合工日。同時(shí)，需要參考主要工種工作面的相關(guān)數(shù)據(jù)，完成對(duì)工期、人工量的確定。其中，可以參考的主要工種工作面數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，在本工程中得到的各項(xiàng)工序的工期數(shù)據(jù)以及人工量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。由于本建筑工程實(shí)際施工工序相對(duì)較多，在本文中節(jié)選部分主要工序進(jìn)行表述。

表1 可以參考的主要工種工作面數(shù)據(jù)表

表2 各項(xiàng)工序的工期數(shù)據(jù)以及人工量數(shù)據(jù)表（節(jié)選）

同時(shí)，要參考各項(xiàng)工序的工作量以及人工量，結(jié)合斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃軟件的應(yīng)用，完成雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖以及橫道圖的繪制，對(duì)關(guān)鍵線路使用紅色標(biāo)記進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí)[1]。

3.1.2 基于BIM 4D的虛擬建造過(guò)程

BIM 4D模型的基礎(chǔ)為三維BIM模型，通過(guò)在其中加入時(shí)間維度從而實(shí)現(xiàn)4D施工模擬，為建筑工程項(xiàng)目管理工作的更好展開(kāi)提供有力支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程施工計(jì)劃的仿真模擬，結(jié)合對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的多次模擬，精準(zhǔn)定位施工過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題并提前完成處理，促使整個(gè)施工計(jì)劃得到優(yōu)化，支持施工進(jìn)度管理工作的升級(jí)。BIM 4D模型的建立過(guò)程主要如下：搭建BIM三維模型；結(jié)合時(shí)間維度制作4D虛擬動(dòng)畫(huà)；組織模擬施工，在模擬過(guò)程中確定問(wèn)題1、問(wèn)題2、……、問(wèn)題n，并落實(shí)針對(duì)性解決；形成最優(yōu)方案，以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)實(shí)際施工直至項(xiàng)目竣工。

3.2 在施工成本管理工作中的應(yīng)用

3.2.1 資源配置方面的施工成本管理

在BIM軟件內(nèi)導(dǎo)入人工工日相關(guān)信息，即可完成項(xiàng)目中不同構(gòu)件施工需要完成的工程量、定額價(jià)與市場(chǎng)價(jià)等信息，為施工成本管理工作的高效展開(kāi)提供有力支持。同時(shí)，在前期進(jìn)行雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖以及橫道圖繪制的過(guò)程中，可以在其中輸入人力、材料以及機(jī)械設(shè)備投放量，完成施工資源配置方案的確定，并參考相應(yīng)內(nèi)容實(shí)施資源合理配置，從而達(dá)到有效管控建筑工程施工成本的效果。在此過(guò)程中，需要完成建筑工程施工機(jī)具需求量、人工需求量、主要施工材料需求量、構(gòu)件與半成品需求量等內(nèi)容的確定，盡可能以表格的形式展示出來(lái)。節(jié)選本工程中部分施工材料的需求量表進(jìn)行說(shuō)明，見(jiàn)表3。依托BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工資源的直觀、便捷、快速統(tǒng)計(jì)與合理配置，促使施工資源利用率達(dá)到最理想水平，有效規(guī)避施工資源分配不均、資源浪費(fèi)等問(wèn)題的發(fā)生，支持施工成本的合理控制，同時(shí)也可以達(dá)到縮短施工工期的效果。

表3 主要施工材料需求量表（節(jié)選）

3.2.2 場(chǎng)地布置方面的施工成本管理

由于本工程建設(shè)地位于區(qū)域繁華地段，因此，實(shí)際施工中可以利用的土地面積較小，提升了施工現(xiàn)場(chǎng)布置的難度。為了更好地應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，在本工程中主要引入了BIM技術(shù)完成施工現(xiàn)場(chǎng)布置，使現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小這一缺陷的影響降至最低，獲取最大的施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地利用率。在此基礎(chǔ)上，還根據(jù)已經(jīng)完成布置的三維場(chǎng)地規(guī)劃，進(jìn)行構(gòu)件數(shù)量、價(jià)格等數(shù)據(jù)的確定與計(jì)算，并對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)施匯總處理，結(jié)合公式編輯完成對(duì)施工場(chǎng)地布置材料用量以及總體價(jià)格成本的自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)與輸出，提升成本管理工作的便捷程度。

3.3 在施工質(zhì)量管理工作中的應(yīng)用

3.3.1 事前質(zhì)量控制

本工程的整體施工規(guī)模較大，管線排布復(fù)雜程度偏高，為避免后續(xù)施工中發(fā)生設(shè)計(jì)變更、返工等問(wèn)題，在施工前期依托BIM技術(shù)展開(kāi)了碰撞檢查。碰撞檢查流程為：整合結(jié)構(gòu)模型、建筑模型、機(jī)電模型，形成綜合模型；在BIM技術(shù)相關(guān)軟件內(nèi)針對(duì)該綜合模型實(shí)施碰撞檢查；判斷是否存在碰撞問(wèn)題，如果判斷結(jié)果為“是”，則迅速生成碰撞報(bào)告，以此為基礎(chǔ)組織協(xié)同修改，并在修改后再次實(shí)施碰撞檢查；如果判斷結(jié)果為“否”，則直接提交施工模型即可。

3.3.2 事中質(zhì)量控制

1）可視化施工技術(shù)交底中的模型渲染。在BIM技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三維模型的渲染，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)更為真實(shí)場(chǎng)景的直觀展現(xiàn)，促使制作的項(xiàng)目三維模型更加接近實(shí)際情況，為各方參建人員迅速、直觀地了解項(xiàng)目以及建筑內(nèi)容提供支持。

2）可視化施工技術(shù)交底中的漫游與VR技術(shù)。依托漫游與VR技術(shù)的利用，能夠在實(shí)際施工前更為真實(shí)的感受、了解施工現(xiàn)場(chǎng)，且對(duì)于一些較為復(fù)雜的施工工序，也可以利用這樣的方式完成技術(shù)交底，支持建筑工程施工的高質(zhì)量展開(kāi)[2]。

3）可視化施工交底中的二維碼制作。應(yīng)用二維碼的形式針對(duì)三維模型中所有構(gòu)件信息進(jìn)行存儲(chǔ)與展現(xiàn)，可確保施工人員能夠在實(shí)際施工過(guò)程中更為準(zhǔn)確、全面地了解各類構(gòu)件信息，明確構(gòu)件平面位置、細(xì)節(jié)要求、施工參數(shù)，確保施工質(zhì)量水平達(dá)到預(yù)期。

3.3.3 事后質(zhì)量控制

在本工程的質(zhì)量管理工作中，主要依托BIM技術(shù)完成了施工項(xiàng)目所有數(shù)據(jù)信息的匯總分析，并以此為基礎(chǔ)完成對(duì)施工質(zhì)量問(wèn)題的確定以及可行性解決方案的制定，并分類保存在信息庫(kù)內(nèi)，為后續(xù)同類工程的展開(kāi)以及施工質(zhì)量問(wèn)題的解決提供參考。同時(shí)，本工程還結(jié)合BIM技術(shù)形成了技術(shù)文件（電子版）以及質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)字報(bào)告，為完成施工后的質(zhì)量審核工作提供支持，縮減竣工驗(yàn)收時(shí)間，提升實(shí)施工作效率。

3.4 在施工安全管理工作中的應(yīng)用

在本工程中，為完成上層結(jié)構(gòu)的施工，需要在外部搭建腳手架。此時(shí)，為確保施工人員能夠利用腳手架安全完成高空作業(yè)，要求在腳手架搭建前期確定安裝技術(shù)參數(shù)，包括立桿地基承載力、連墻件承載力等，計(jì)算量較大。選取腳手架的立桿地基承載力PK展開(kāi)詳細(xì)說(shuō)明，通過(guò)式（1）進(jìn)行該技術(shù)參數(shù)的計(jì)算：

式中，NK為腳手架主體結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)上表面的軸力標(biāo)準(zhǔn)值；Ac為基礎(chǔ)的底面積[3]。整體計(jì)算過(guò)程煩瑣且極容易發(fā)生錯(cuò)誤，而應(yīng)用BIM技術(shù)能夠規(guī)避這一問(wèn)題，自動(dòng)輸出各類計(jì)算結(jié)果，為施工安全管理的高質(zhì)量、高效率展開(kāi)提供支持。選取腳手架的立桿地基承載力這一數(shù)據(jù)，對(duì)比人工計(jì)算值以及BIM計(jì)算值，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 人工計(jì)算值以及BI M計(jì)算值的對(duì)比

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種計(jì)算方法所得到的結(jié)果并不存在較為明顯的差異性，且本工程的腳手架的立桿地基承載力滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。但是，從計(jì)算速度方面來(lái)看，基于BIM技術(shù)的計(jì)算更為快速，能夠?yàn)槟_手架布置方案的優(yōu)化調(diào)整提供更為充足的時(shí)間，整體顯現(xiàn)出的安全性更為理想，而這是人工計(jì)算無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此，應(yīng)用BIM技術(shù)展開(kāi)施工安全管理有著更高的優(yōu)勢(shì)性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑工程管理工作量大、難度高，特別是對(duì)于一些施工規(guī)模較大的建筑工程項(xiàng)目，其管理工作的復(fù)雜性更強(qiáng)。為確保建筑工程項(xiàng)目管理工作的更好展開(kāi)，需要應(yīng)用更為先進(jìn)的管理方式，即基于BIM技術(shù)的建筑工程管理模式，高效、高質(zhì)量地完成施工方案深化、工期合理安排以及工序協(xié)調(diào)、施工資源優(yōu)化配置、管線碰撞檢測(cè)、各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)計(jì)算等工作，以此實(shí)現(xiàn)建筑工程進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量管理以及安全管理的升級(jí)，確保建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量與現(xiàn)場(chǎng)安全性始終維持在合理水平，盡可能降低成本并提升工程經(jīng)濟(jì)收益，促使建筑工程項(xiàng)目如期保質(zhì)完工。