BIM技術在建筑裝飾工程項目管理中的應用研究

（長春建筑學院管理學院，吉林 長春 130607 ）

摘要：為提高項目管理水平，提高工程進度并控制其施工成本，引進BIM技術，以某建筑裝飾工程項目為例，開展工程管理方法的設計研究。根據視圖、基準面、構件、注釋、主體結構五個核心要素，創(chuàng)建基于BIM技術的建筑裝飾工程項目3D信息模型；將建立的建筑裝飾工程項目3D信息模型作為參照，通過錄入、深化節(jié)點信息，進行建筑裝飾工程項目施工的動態(tài)模擬；在工程施工前對機械進行動力學仿真，對機械的運行路徑、作業(yè)人員的作業(yè)區(qū)域等進行最優(yōu)選擇，實現對裝飾設備管線碰撞與沖突的檢測；使用project軟件，將工程施工中的進度數據錄入4D模型中，通過創(chuàng)建計劃數據，實現對工程項目的綜合管理。實例應用結果證明：按照提出的方法進行建筑裝飾工程項目的管理，不僅可以提高工程的進度，還可以使工程項目支出在預期范圍內，避免項目建設出現超預算等問題。

關鍵詞：BIM技術；動態(tài)模擬；應用；項目管理；沖突檢測；建筑裝飾工程

中圖分類號：TU758.1" " " " " " " 文獻標識碼：A 文章編號：

Application Research of BIM Technology in the Project Management of Building Decoration Engineering

YAN Bo

（School of Management，Changchun？University？of？Architecture？and？Civil？Engineering，Changchun Jilin 130607，China）

Abstract：In order to improve the project management level，improve the project progress and control its construction cost，the introduction of BIM technology，take a building decoration engineering as an example，to carry out the design research of project management methods.According to the five core elements of view，datum，component，annotation and main structure，create a 3D information model of building decoration engineering based on BIM technology，and take the established 3D information model of building decoration engineering as a reference，by inputting and deepening the node information，implementation of dynamic construction of building decoration engineering，and dynamics simulation of the machinery before engineering construction，the optimal selection of the running path of the machinery and the working area of the operator，realize the detection of the collision and conflict of the decoration equipment pipeline，and using the project software，input the progress data during the project construction into the 4D model，by creating the plan data，realize the comprehensive management of engineering projects.The experimental application results prove that the management of building decoration engineering according to the proposed method can not only improve the progress of the project，but also make the expenditure of the project within the expected range，and avoid the problems of excess and over budget in the project construction.

Keywords：BIM technology;dynamic simulation;application;project management;conflict detection;building decoration engineering

0 引言

相比其他分項工程項目的施工，裝飾工程項目施工具有復雜度高、任務量大、涉及專業(yè)面廣等特點，施工方不僅需要按照規(guī)范與標準進行項目的施工，還需要具有較高的專業(yè)水平，能夠對施工中的機械設備與裝飾材料具有足夠的了解[1]。尤其在一些大型工程中，裝飾施工的難度極高。為解決此方面不足，在提高工程質量的同時，提升工程進度、安全性與可靠性，施工方提出了將數字化技術應用到此類項目的施工管理中，但根據現階段工程方反饋的信息可知，現有的技術方案在實際應用中根本無法達到預期效果。在經過大量的科研后，有關單位提出了一種全新的技術，即BIM技術。此項技術在計算機工程領域又被稱之為建筑信息模型技術，可以根據建筑中各項、各單元的真實信息，建立三維、四維等多維度的建筑模型，利用BIM可以實現對建筑的模擬與仿真[2]?？傊?，此項技術是一項綜合了計算機仿真、虛擬仿真與3D可視化的技術。其中，計算機仿真技術用于在計算機上展示建筑物，虛擬仿真技術用于對建筑物進行虛擬建模，而三維可視化技術用于將2D的建筑物設計圖進行三維化[3]。此項技術在工程中的優(yōu)勢較為顯著，不僅可以實現在施工中對工程進度、成本、質量的宏觀管理，還可以有效解決裝飾施工現場存在的管線碰撞、機械布置不合理等問題。為實現對與之方面相關工作的進一步深化，本文引進BIM技術，以吉林省長春市某建筑裝飾工程項目為例，開展工程管理方法的設計研究，旨在通過此次設計，為工程的規(guī)范化建設、建筑行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展提供全面的幫助。

1 基于BIM技術創(chuàng)建建筑裝飾工程項目3D信息模型

為實現對建筑裝飾工程項目的管理，在此次研究中，引進BIM技術，創(chuàng)建針對建筑裝飾工程項目的3D信息模型。在此過程中應明確3D信息模型由若干個基本圖元構成，包括視圖、基準面、構件、注釋、主體結構五個核心要素，具體構成見圖1[4]。

參照上述內容，獲取建模過程中的建筑圖元信息，將相關信息錄入Revit建模軟件中，在Revit中任何信息都可以被引用或修改，而圖元信息僅被作為一個信息的載體，也可以根據建模中的具體需求進行修改。

建筑裝飾工程中的主體結構圖元是用于設定參數的，例如，在進行建筑墻體的建模時，應輸入截面結構層參數，包括各結構層的厚度、材質、顏色、高度等內容[5]。在完成主體結構的創(chuàng)建后，建筑中每個部件的細部模型生成與制造都要依靠與其相關的本體，例如，相關部件的尺寸就可以在暫時性和永久性之間進行變換，自動進行更改。與2D CAD繪圖的區(qū)別是，在三維空間模型的設計中，需要參考平面、標高和軸向網，生成立體網格，通過對若干網格的交叉、重疊等，生成對應的三維建筑空間[6]。按照上述步驟，對建筑裝飾工程項目中的各個細部結構進行參數錄入與建模，將各個模型進行組裝、拼接，實現基于BIM技術創(chuàng)建建筑裝飾工程項目3D信息模型。

2 建筑裝飾工程項目施工動態(tài)模擬

將建立的建筑裝飾工程項目3D信息模型作為參照，通過錄入、深化節(jié)點信息，進行建筑裝飾工程項目施工的動態(tài)模擬[7]。此過程見圖2。

建筑裝飾工程項目施工具有結構復雜、規(guī)模龐大、預應力施工困難的大型工程項目，為了更好地實現對工程項目的管理，對3D模型進行4D轉化，實現對施工方案的優(yōu)化，能夠直觀、準確地反映施工全過程，從而達到縮短工期、降低成本、提高質量的目的[8]。將3D綜合信息模型與項目計劃相結合，進行4D施工過程的仿真，包括動態(tài)空間需求分析和動態(tài)安全需求分析，在此基礎上，識別施工安全隱患。虛擬施工方案優(yōu)化流程，也就是以虛擬施工模型為基礎，將虛擬施工環(huán)境進行組裝，對施工工序和關系進行預設，對施工過程和結果進行模擬，對其進行綜合分析，識別現行的施工計劃方案是否能夠滿足具體要求、是否需要調整相關參數或工序，從而確定最優(yōu)方案[9]。

在此過程中，將Revit三維模型與施工計劃中的時間節(jié)點進行適配，此過程計算公式如下：（1）

式（1）中：為時間節(jié)點匹配函數；為Revit三維模型；為點云數據集合；為匹配模板；為第類點云數據；為時間節(jié)點。完成時間節(jié)點的匹配后，在模型中錄入空間數據，即該工程項目的運動軌跡數據，通過對此部分數據的結合，實現對施工過程的動態(tài)模擬，此過程計算公式如下：（2）

式（2）中：為空間數據匹配函數；為工程項目的運動軌跡數據；為運動軌跡數據與模型的匹配程度。按照上述方式，將工程相關信息錄入到模型中，實現對施工過程的動態(tài)模擬[10]。

3 裝飾設備管線碰撞與沖突檢測

在大型建筑裝飾工程項目的管理中，裝飾設備和管線的類型非常多，結構也十分復雜，因此，經常會出現一些在管線與管線之間、管線與設備之間、管線與結構構件之間的沖突與碰撞，此種現象會給建筑工程管理帶來較多的不便和安全隱患[11]。而將BIM技術應用于管線的三維集成設計中，便能改變這一現狀，通過BIM建模，能夠“預覽”整個建筑裝飾工程的內部+結構，對建筑工程進行全方位的“三維檢查”，如設備線路和部件的碰撞等[12]。BIM技術能夠被應用到整個項目的綜合信息管理和設備管道碰撞檢測中，通過檢測出管線和結構構件之間的沖突碰撞，根據測試結果對施工方案進行調整，最終得到合理的裝飾布置方案。

在大型工程施工現場中，機械碰撞是一個普遍存在的問題。由于裝飾施工要用到很多機械設備，因此要有很大的機動空間，否則很容易造成機械與建筑的碰撞[13]。

在工程施工前對機械進行動力學仿真，對機械的運行路徑、作業(yè)人員的作業(yè)區(qū)域等進行最優(yōu)選擇，有效地防止安全事故的發(fā)生。機械建模就是根據機械的幾何與運行特點，對其進行動力學建模，并通過對其運行軌跡的仿真實現對機械的沖突檢測[14]。例如，通過BIM技術，對吊裝施工過程進行可視化分析與優(yōu)化，對施工現場中的布點、選型等進行三維顯示。在施工策劃軟件中，設定不同機械設備的頂升時間，通過旋轉角度來對設備作業(yè)過程進行模擬，以避免發(fā)生碰撞，從而提升作業(yè)的安全性和工作效率。

4 創(chuàng)建計劃數據與工程項目綜合管理

確?，F場無碰撞與沖突后，使用project軟件，將工程施工中的進度數據錄入4D模型中，按照式（1）～式（2），創(chuàng)建進度計劃[15]。在此過程中，操作計算機，在界面移動鼠標打開項目的主菜單，找到“項目信息”功能鍵后點擊此按鍵，根據工程項目的具體要求，設計對應的項目信息。在此基礎上，選擇標準的日歷，在不同的節(jié)點錄入該環(huán)節(jié)的設計施工工期、預期施工成本等信息。完成上述操作后，設置不同環(huán)節(jié)、多個施工任務之間的依賴關系與關聯關系，即在project軟件中創(chuàng)建當前任務的前置任務與后續(xù)任務，從而實現對某一步驟分項施工中WBS的創(chuàng)建。最后，按照計劃書進行資源的創(chuàng)建與分配，以此完成工程管理計劃數據的錄入。

在管理中，技術人員可以根據現場施工的實際進度，在計算機中調用對應節(jié)點的施工數據，通過對節(jié)點相關信息的匹配，掌握工程項目施工中是否存在與預設方案偏差的施工行為，以便于及時對現場進度與計劃方案進行調整。按照上述方式，完成創(chuàng)建計劃數據與工程項目綜合管理。

5 實例分析

5.1 工程概況

上文從四個方面，引進BIM技術完成了此次設計，為實現對BIM技術在具體工程項目中應用效果的檢驗，下面將以吉林省長春市某大型裝飾工程項目為例，按照本文提出的方法，進行該項目施工的管理。

為確保實驗結果的可靠性，在開展相關研究前，需要先對所選試點工程項目的基本情況展開分析。本次研究的建筑為一類建筑。本次研究的建筑項目面積約為78 291 m2，業(yè)主方計劃總投資約為7.8億元，建筑工程項目構成為西側樓、東側樓、屋頂幕墻鋼桁架，東側樓地上與地下均為2層（地上局部3層），東側樓主樓高度為16 m（2層）與18.5 m（3層），建筑整體采用框架結構設計。西側樓地下2層，地上5層，其中地上結構中有2層屬于夾層結構，主體結構的高度為20 m與22 m，此建筑結構為框剪結構，該建筑對應的塔樓部分由2個獨立單元結構構成。

掌握該工程項目的基本情況后，對項目所在地的水文地質條件展開分析，相關內容見表1。

經過工程方的勘察，該項目所在地的地下水埋深較深，不會對工程項目的施工造成影響，但每年1月份當環(huán)境溫度lt;0 ℃時，可能會由于溫度過低影響施工進度或工程質量。因此，在環(huán)境工程裝飾施工現場還需要做好防凍處理。

在上述提出內容的基礎上，進行工程項目的施工，為滿足裝飾施工的規(guī)范化需求，按照表2配置施工中的機械設備。

完成建筑裝飾工程項目的施工部署后，按照本文提出的方法，進行工程項目的管理。管理過程中，應用BIM技術，創(chuàng)建建筑裝飾工程項目3D信息模型，對建筑裝飾工程項目的施工進行動態(tài)模擬，為避免施工中出現管線沖突等方面的問題，可在模擬施工過程中，進行裝飾設備、管線的碰撞與沖突檢測，通過在計算機中創(chuàng)建計劃數據，基于宏觀角度，實現對工程項目的綜合管理。

5.2 管理結果與討論

按照本文方法進行建筑裝飾工程項目的管理，管理后，對不同環(huán)節(jié)的綜合管理效果與預期進行對比，通過此種方式，掌握本文方法的應用效果。先按照計劃提取不同環(huán)節(jié)的設計工期，對比管理后項目實際施工工期與設計工期的偏差，其結果見圖3。

圖3中，a～j分別為主體拆改施工、水電改造施工、木工裝飾施工、貼磚施工、面漆施工、壁紙貼鋪施工、電氣與燈具安裝施工、線路安裝施工、廚衛(wèi)吊裝施工、地板貼鋪施工。

從圖3的實驗結果看出，使用本文設計的方法進行工程項目管理，可以使建筑裝飾工程項目的實際工期在設計工期范圍內，通過此種方式，避免工程出現延誤等方面的問題。

完成上述研究后，按照上述步驟，對比各階段施工的設計支出成本與管理后的實際支出成本，其結果見圖4。

從圖4的實驗結果可以看出，各個環(huán)節(jié)在管理后的實際支出成本≤設計支出成本，說明使用本文方法進行管理，可以有效控制建筑裝飾施工的成本。

綜合上述分析，得到實驗結論：本文此次研究引進的BIM技術在實際應用中效果良好，按照規(guī)范進行建筑裝飾工程項目的管理，加速了工程的進度，還通過精確控制成本，確保項目支出始終在預期范圍內，從而徹底消除了項目建設中可能出現的超出預算和超額支出的風險。

6 結語

裝飾工程項目是建筑施工中的一個分項施工項目，屬于建筑工程項目中的附屬部分，但隨著建筑行業(yè)發(fā)展的突飛猛進，裝飾工程也呈現日漸繁榮的趨勢。為推動行業(yè)的發(fā)展，本文研究了BIM技術在建筑裝飾工程項目管理中的應用，通過創(chuàng)建建筑裝飾工程項目3D信息模型、建筑裝飾工程項目施工動態(tài)模擬、裝飾設備管線碰撞與沖突檢測、創(chuàng)建計劃數據與工程項目綜合管理，開展工程管理方法的設計研究。經過實際項目的應用驗證，證明該方法成效顯著。不僅能夠顯著提升工程的進度效率，還能精準把控項目支出，確保其始終在預期預算之內。通過這種方法，成功實現了對項目管理及其他相關工作的全面優(yōu)化，從而避免了項目建設中可能出現的超額、超預算等風險。

參考文獻

[1]宋駿行，李統(tǒng)，肖鷹，等.以建筑信息模型為內核的智慧醫(yī)院后勤可視化管理實踐[J].中國醫(yī)院管理，2023，43（4）：74-76.

[2]王園園，張煒，羅宇航，等.精細化動態(tài)調控預測的應用研究——基于BIM技術在房建施工的應用[J].四川建材，2023，49（2）：212-213.

[3]陳康思，陳康勇，陳興臻，等.裝配式建筑材料中基于BIM技術的自動化監(jiān)測研究[J].自動化與儀器儀表，2023（3）：134-137.

[4]潘正偉，潘昊哲，夏忠衛(wèi)，等.基于BIM技術應用的某綠色建筑項目案例造價管理分析[J].智能建筑與智慧城市，2023（3）：102-105.

[5]張彩紅，吳涓涓.BIM技術、裝配式建筑、EPC三大組合在民生工程中的應用[J].建筑技術開發(fā)，2023，50（3）：108-110.

[6]王海平，吳艷君.基于BIM+物聯網技術的裝配式建筑工程質量管理研究[J].城市建設理論研究（電子版），2023（8）：49-51.

[7]馮俊銘.BIM技術在深基坑工程領域的應用——以中國農業(yè)科技國際交流中心項目基坑工程為例[J].項目管理技術，2023，21（2）：27-30.

[8]田慧楓，牛天培，張利明，等.傾斜攝影與BIM技術在公路大中修工程中的研究與應用[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2023，19（1）：145-149.

[9]董世勇，陳佳，唐曉松，等.裝配式小型重力壩安裝搭接施工設計仿真及整體穩(wěn)定性分析[J].粘接，2023，50（3）：163-167.

[10]過梓琪，霍海娥，陽倩，等.融合BIM和EnergyPlus技術的裝配式建筑節(jié)能潛力研究——以夏熱冬冷地區(qū)為例[J].中小企業(yè)管理與科技，2023（5）：139-141.

[11]李瑞興，張勇，何蛟.工業(yè)互聯網結合BIM技術賦能裝配式建筑數字化轉型應用探索[J].中國建設信息化，2023（4）：72-75.

[12]宋振軍.基于BIM的仿真技術在巖溶隧道防排水體系優(yōu)化中的應用技術研究[J].價值工程，2023，42（6）：85-87.

[13]王萬春，朱麗，崔玉，等.基于BIM技術裝配式建筑工程造價全過程精細化管理的應用研究[J].廣西城鎮(zhèn)建設，2023（2）：98-106.

[14]張亞飛，魏蘭，李俊豪，等.基于BIM+AR技術在水利工程中施工安全管理的應用研究[J].中國設備工程，2023（4）：9-11.

[15]徐磊.數字化和智能化技術在余杭區(qū)亞運場館改建項目中的應用——以BIM和賽時照明系統(tǒng)為例[J].智能建筑與智慧城市，2023（2）：118-120.

編輯：劉 巖

基金項目：2022年教育部產學合作協同育人項目（220504459162701）

作者簡介：閆 波（1976～），女，吉林省長春市人，教授，碩士，研究方向：房地產開發(fā)與管理、工程管理。