基于BIM 協(xié)同平臺在超高層智能建筑施工管理研究

文/馬文杰 趙留建

建筑信息模型（BIM）在工程建筑領域已經得到了廣泛的應用。BIM 技術主要是基于面向對象的三維結構和與建筑相關的圖形作為計算機輔助設計工具。BIM 包含了建筑所需的所有模型信息、功能要求和構件特征，以及整個工程建設管理周期的信息。BIM 可應用于項目建設的規(guī)劃、設計、施工和實施的各個階段，從多維到有序的項目管理、標準化和數字化，基于BIM 技術的建筑保證了高層次的協(xié)調、有機連接和協(xié)調管理。

將 BIM 技術應用于建筑工程施工管理，其中包括建筑模型管理、結構模型管理、機械模型管理、成本管理等，這些模型提供了有關材質和構件的基本信息，這些信息組合在一起形成了一個通用的工作模型，可提供對建筑成本、質量和安全的全面控制。本文從建筑工程BIM 技術的應用角度出發(fā)，把技術和管理作為研究對象，綜合相關文獻闡述BIM 技術相關理論及應用發(fā)展現狀，以某超高層建筑項目為例，論述BIM 技術在施工、管理等方面的應用情況。BIM 協(xié)同即通過BIM 平臺與各個業(yè)務系統(tǒng)的集成應用，從而提高各參與方協(xié)調一致完成項目目標的過程和能力。

BIM 技術作為一項新興技術在智能建筑項目中漸漸廣泛應用。該技術相較于傳統(tǒng)技術更加效率化、流程化、信息化。BIM 技術主要是基于面向對象的三維結構和與建筑相關的圖形作為計算機輔助設計工具。BIM 包含了建筑所需的所有模型信息、功能要求和構件特征，以及整個工程建設管理周期的信息。BIM 可應用于項目建設的規(guī)劃、設計、施工和實施的各個階段，從多維到有序的項目管理、標準化和數字化，基于BIM 技術的建筑保證了高層次的協(xié)調、有機連接和協(xié)調管理。將 BIM 技術應用于建筑工程施工管理，其中包括建筑模型管理、結構模型管理、機械模型管理、成本管理等，這些模型提供了有關材質和構件的基本信息，這些信息組合在一起形成了一個通用的工作模型，可提供對建筑成本、質量和安全的全面控制。本文從建筑工程BIM 技術的應用角度出發(fā)，把技術和管理作為研究對象，因此，綜合相關文獻闡述BIM 技術相關理論及應用發(fā)展現狀，以某超高層建筑項目為例，論述BIM 技術在施工、管理等方面的應用情況。

BIM 技術應用意義

BIM 技術應用具有協(xié)調性

建筑工程施工管理是指施工規(guī)劃、施工設計、施工安全標準、土木工程分析、機電設備規(guī)劃、改造管理。傳統(tǒng)的建設項目施工管理采用規(guī)模管理策略。不同職位之間的管理合作在很大程度上取決于經理的管理經驗。在施工項目管理中負責各種管理活動的人員在實際工作中往往有較強的關聯(lián)性，他們的工作場景與其他管理任務密切相關，因此在施工項目管理中需要正確的溝通。例如，施工項目管理團隊和施工成本管理團隊在工作中必須進行妥善溝通，確保施工成本管理的妥善協(xié)調，避免過于強調項目成本管理而導致施工項目延誤，影響施工項目管理的有效性。利用BIM技術建設工程項目，有助于管理調度和管理協(xié)作，使管理者可以通過信息模型分析，從而發(fā)現不易察覺的管理問題和風險，提高BIM 技術在建筑項目管理中的效率。因此，BIM 技術在建筑施工管理中的應用不僅解決了建筑可能因為多種原因而導致質量水平跟不上的問題，也為努力推進廣泛化、全面化、專業(yè)化的建筑工程管理奠定了堅實的基礎。

BIM 技術應用具有全面性

BIM 技術能夠較好作用于所有施工管理任務，能夠多角度全面幫助工程管理人員進行實時監(jiān)管。對于管理難度大、任務量較重的工程項目，管理人員需要同時顧及工程質量、施工安全、工程進度以及施工成本等多個方面，而這些需要注意的方面都可以應用BIM 技術進行管理指導。BIM 技術的應用使成本工程師能夠獲得準確的工程范圍、設計參數和每個設計階段的工程參數，這些參數可以通過成本工程進行優(yōu)化。標準化設計和其他手段結合技術和經濟指標進行精確的評估和估算。因此，依靠 BIM 技術，能夠從更廣泛更全面的視角對影響上述管理目標的因素進行綜合研判，從而在管理方面更有針對性，大大提高施工效率，對及時查找漏洞起到了不可或缺的作用。

BIM 技術可以降低管理難度

BIM 技術在建筑施工管理中的應用可以大大減輕管理負擔。首先，BIM 技術可以改善單一模型的質量。在建造前，BIM 技術可以幫助施工物業(yè)部門了解和控制模型的完成度和質量，并依據要求進行質量檢查以確保模型的準確性。此外，BIM 技術可以幫助施工物業(yè)部門識別模型中可能存在的錯誤并評估工程質量，從而實現質量控制。此外，BIM 技術還可以幫助監(jiān)督部門更準確地識別和檢測項目中工程質量異常和變化，從而有效地控制質量。解決管理人員面臨的高壓問題，特別是在了解和理解施工項目方面。因此，要達到工作的理想效果，管理者必須對項目有深入的了解和理解。

BIM 應用內容

應用Revit Server 進行協(xié)作

在BIM 中，Revit 服務器安裝在中心模型的本地服務器或云上，用戶可以在不同的辦公室和域進行連接，并可以部署在協(xié)作云中。有一些工程BIM 項目規(guī)模大、參與者多、地域分布廣、合作模式地域局限性大。為了解決上述問題，Revit Server 服務器提供了一種基于服務器的工作變更機制，允許來自不同地區(qū)的BIM 工程師通過網絡共享相同的Revit 模型。

Revit 協(xié)作功能提高工作效率的作用：人同時在一個文件操作，工作中每個人都可以獲得最新設計信息；充分利用局域網資源，避免復制替換的低效率工作方式；可見性控制模型的加載內容，減少對本地計算機的硬件需求；同享模型的族，各工作集中的族可以更好的利用，減少重復族的建立，也減少模型體積。

在高層建筑的機電結構設計中，可以利用Bim 技術進行深化設計。施工部門應組織設計團隊深化并明確機電結構的設計概念。在收集了機電施工參數后，利用CAD 技術進行高層建筑的施工設計，需要結合機電規(guī)劃圖紙進行更深層次的設計方案，以克服機械施工圖和電氣導管設計修改、利用Bim 技術繪制工件的缺點。在改進和深化設計流程后，建筑單位可以通過各種專業(yè)方式提高建筑適應性。負責高層建筑深化設計的各專業(yè)負責人應使用BIM 模型根據總體設計和重組流程進行設計，以加強機械和電氣結構的管理。

項目簡介

某項目由西裙房、西塔樓、東裙房及地下車庫四部分組成。其中，西裙房地上6 層，地下2 層，建筑高45.70 米；西塔樓地上34 層，地下2 層，高158 米；東裙房地上6 層，地下2 層，建筑高度45.70 米；地下車庫2 層。地上部分建筑面積159568 平方米，地下部分建筑面積54759 平方米。其建筑功能主要包括商業(yè)辦公、酒店、餐飲、書城、電影院等。

項目建筑高度158 米，是一座超高層建筑。塔樓標準層建筑面積每層逐漸減少，第7 層建筑面積2864 平方米，34 層建筑面積變化1631 平方米。支柱的傾斜角度都不同。西立面是一種類似折線的收斂變化。由于該項目是一棟每層樓都有外部高度的摩天大樓，高度的坡度角度不匹配，并且西部高度增加了一倍，傳統(tǒng)的設計方法和經驗管理很難遵循模型并實施。因此，該項目開發(fā)了一個全面的BIM 管理平臺，從標準化設計、安全、質量、進度和成本等方面提高了綜合控制，并實現有效的項目管理。

風險管理

在BIM 聯(lián)合管理平臺上，風險管理可以識別和分析潛在的項目風險。作為評價和監(jiān)測的主要任務，確保項目及時完成，預算完成，并符合質量標準?，F場事故原因由BIM 模型確定，預警機制通過后臺分析和大數據分析實現。根據已識別的風險進行詳細分析，以了解其影響和潛在影響。確定影響。BIM聯(lián)合管理平臺使用3D 建模、建模和可視化工具來支持風險分析，并提供準確的信息和數據支持。采取設計變更、進度調整、加強溝通、改善溝通等行動。在協(xié)同BIM 管理平臺中，可以使用協(xié)作和數據共享工具。以及支持控制和風險管理任務的實時協(xié)作功能。特別是開發(fā)利用BIM 安全管理的組織系統(tǒng)的能力。安全風險分類和隱患檢測管理雙重防控要求行業(yè)權威，實現基于數字建筑的安全風險管理和隱患排查管理。創(chuàng)建標準的數字接口，實現實時監(jiān)控和測量、實時報告的高效工作模式。實時分析、實時預警和實時報警，利用RFID、紅外傳感器、定位系統(tǒng)、激光掃描儀等硬件設備，構建BIM 智能施工監(jiān)控系統(tǒng)，提高定位、跟蹤和監(jiān)控的智能化現場管理水平。

進度管理

在項目實施過程中，進度管理模塊用于實現對各標段、行業(yè)和管理部門施工計劃的綜合管理。根據級別、權限和期限咨詢計劃執(zhí)行情況，根據進度計算生產量，比較實際進度與計劃進度的差異，讓管理者對施工計劃進行更科學的優(yōu)化，有助于實現轉變和適應。完整的計劃優(yōu)化、計劃控制、規(guī)劃過程進度可視化、基于BIM 技術的協(xié)作平臺，所有參與者和員工都可以隨時獲得施工進度和建筑材料交互的最新信息，從而能進行高效的協(xié)同作業(yè)。當項目建設過程中發(fā)生進度延誤時，管理層可以使用 BIM 技術創(chuàng)建簡化的進度跟蹤系統(tǒng)，以加快項目進度并確保滿足最終交付周期。在這方面，應用BIM 技術類似于工程變更。管理人員可以使用BIM 技術在后續(xù)施工過程中靈活配置所有建筑元素，從而提高施工效率。在進度管理中引入BIM 技術，也將解決預制件制造商產能過高的問題。即使在生產能力有限的情況下，也能確?，F場組件的充足供應并降低庫存成本和因組件存儲而導致的質量損失風險。同時確保沒有囤積物資，建設效率大大提高。

施工過程管理

將BIM 技術應用于建筑工程的質量控制，也可以體現在施工過程中。例如隨著時間的推移，在建筑項目中使用的所有建筑材料的使用狀態(tài)將被不斷修改和控制。管理人員可以利用BIM 技術進行實時監(jiān)控，全面控制建筑材料的數量和質量，及時更換不合格材料。解決了建筑材料帶來的問題。在建設項目施工階段的技術交底期間，施工管理人員也可以與技術人員協(xié)作。此外，借助BIM 技術的3D 模型演示，施工人員可以更好地理解施工意圖，并明確施工的技術要求。對于準確的施工工作，避免誤解，甚至可以在施工項目的施工過程中提出工程變更請求。施工管理者也可以利用BIM 技術提高管理效率。使工程變更規(guī)劃更加精簡和合理化。并解決這方面的施工質量問題。通過虛擬現實和信息技術的處理，在建造預制建筑之前。可以確定施工期間需要注意的相關問題。使工程改造計劃更好、更精簡。在裝配式建筑施工前糾正這方面的施工質量缺陷，通過虛擬技術和信息技術的處理，明確施工過程中需要注意的相關問題，使工程改造方案更加合理可行。

在施工安全方面，利用BIM 技術建立BIM 模型，在4D模型上模擬施工現場，采取有針對性的措施實施安全管理，規(guī)范安全管理，及時發(fā)現施工現場的主要隱患，提高安全管理水平。利用系統(tǒng)中規(guī)定的規(guī)則作為向建筑商發(fā)出安全警報的依據，并提供詳細的記錄和顯示，安全檢查可以及時發(fā)現安全隱患。因此，在安全宣傳方面，BIM 技術通過可視化界面將現場安全、組織等施工安全相關知識直接傳達給相關人員，可以有效加強對安全施工的宣傳。

成本管理

現在的建筑工程造價很容易受到成本預算各種因素的限制，所以材料預算的管理和控制非常重要。建材成本是動態(tài)的，可以根據市場變化隨時調整。在管理項目成本預算時，往往難以實現有效的市場連接，從而導致市場價格的滯后性。在項目規(guī)劃和建設中，項目成本預算指標與市場價格指標之間存在顯著差異。這樣，與運營支出預算的偏差就變得顯著，無法體現科學性和時間性。

在實施BIM 技術前，建筑開發(fā)者需要盤點它所擁有的資源，并制定一些針對不同項目的精算模型，讓項目團隊可以在設計階段就可以測算出預算，以便依據這個預算來實施設計實施。有著明確的預算作為準則，可以讓建筑施工的材料、過程、時間等都能夠按照預期的計劃進行，從而達到更好的管理成本的效果。在制定預制項目方案時，BIM 技術不僅保證了其合理性和可行性，而且從經濟角度證明了相應的施工方案具有最佳的成本管理功能，尤其是對于項目預算而言，避免因施工計劃不當而導致超出預算的風險而設計的施工計劃。

其次，將BIM 技術應用于建設項目的成本管理，可以提供強大的實時性能。特別是在整個項目設計過程中，管理員可以利用BIM 技術進行成本管理。及時解決各類預算超支，取得良好的動態(tài)控制效果。例如，對于一個建筑項目施工過程中所使用的大量建筑材料，管理人員可以借助BIM 技術幫助驗證，準確了解不同建筑材料的應用量和應用情況，避免混淆或浪費建筑材料的問題。在建設過程中要注意避免把任務交給兩個以上的承包商。兩個以上的承包商同時參與施工，會導致沖突、混亂和冗余，進而升高工程成本，質量降低。因此，通過BIM 技術，將復雜的施工任務進行管理，當使用一體化的系統(tǒng)時，可以充分地最小化多重接口所帶來的成本。

總之，BIM 技術在建設項目施工管理中的應用價值更加凸顯，可以在施工質量、施工安全、施工進度、施工成本等多方面起到優(yōu)化管理的作用。為了最大限度地發(fā)揮引入BIM技術的效果，需要管理人員精通BIM 技術，結合項目實際情況運用BIM 技術，提高施工管理水平。BIM 技術的綜合運用，使建筑行業(yè)在控制施工質量、施工安全、施工進度和施工成本等方面發(fā)揮應用優(yōu)勢。它可以提高機械和電氣結構的質量。減少超高層建筑機電結構的安全隱患。當前，在信息技術高速發(fā)展的階段，建筑企業(yè)應更新項目管理理念，加強BIM 技術的推廣應用，更好地將BIM技術應用于建設項目管理中。