BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用分析

BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用分析羅一爾

（南充科技職業(yè)學(xué)院，四川南充637200）

0引言

建筑工程管理是決定工程質(zhì)量和效率的關(guān)鍵，所涉及的內(nèi)容貫穿了整個建筑工程的環(huán)節(jié)，包括從最開始的圖紙?jiān)O(shè)計一直到完工后的質(zhì)量管理，只有保證各個部分的有效管理，才能確保整體管理達(dá)到目標(biāo)。隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，其理論基礎(chǔ)和實(shí)踐也在不斷完善，并不斷引入新的技術(shù)確保行業(yè)發(fā)展穩(wěn)定。BIM技術(shù)是近年來建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向，通過利用BIM技術(shù)，能夠優(yōu)化建筑工程的整體管理，降低工程管理成本，提高施工管理效率，提升建筑工程質(zhì)量，為建筑行業(yè)良性發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

1BIM技術(shù)概述和特征

1.1BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是在CAD基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種技術(shù)形式，在功能和作用上屬于CAD技術(shù)的延伸。與傳統(tǒng)的平面施工圖相比較，傳統(tǒng)2D施工圖需要施工人員具備較高的看圖能力以及立體邏輯思維能力，能夠?qū)?D圖紙?jiān)谀X海中生成立體設(shè)計圖。而BIM技術(shù)通過采用現(xiàn)代化技術(shù)，改善了傳統(tǒng)的手繪圖紙弊端，將圖紙通過信息化、電子化以3D立體數(shù)據(jù)模型的方式呈現(xiàn)出來，促進(jìn)相關(guān)工作人員能夠更好地掌握設(shè)計圖紙中的內(nèi)容，防止因圖紙不清楚、不清晰而導(dǎo)致施工出現(xiàn)差錯。通過運(yùn)用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目工程的各個環(huán)節(jié)、各個工作有效整合和建筑工程管理的標(biāo)準(zhǔn)化、高效化。將BIM技術(shù)運(yùn)用在整個施工過程中的管理，能夠有效地幫助施工隊(duì)伍優(yōu)化施工環(huán)節(jié)流程，降低施工成本。同時，BIM技術(shù)可以更快速地發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)的問題，針對問題提出快速有效的解決措施，為建筑工程順利的完工提供保障，確保建筑工程的質(zhì)量，是目前建筑行業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)重要的技術(shù)手段[1]。

1.2BIM技術(shù)特征

1.2.1協(xié)調(diào)性

目前，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑工程的規(guī)模越來越大，并且建筑工程的施工環(huán)節(jié)以及施工工序復(fù)雜繁多，各個環(huán)節(jié)中的各個部門都需要做好自身的工作。在實(shí)際工程施工中，由于建筑工程具備整體性，需要建筑工程項(xiàng)目中各環(huán)節(jié)各部門之間相互配合、共同作業(yè)，以保證工程順利完成。當(dāng)在施工過程中出現(xiàn)問題時，通常采用召開會議的方式確定解決方案，但這種方式會浪費(fèi)大量的人力資源和時間，不利于工程按期完工。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，建立數(shù)據(jù)交流平臺，能夠加強(qiáng)各部門之間的交流溝通，強(qiáng)化各部門的協(xié)調(diào)性，并運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)解決工程中出現(xiàn)的問題，提高問題處理的效率，也保障了工程按期完工。

1.2.2可視化

如今，建筑行業(yè)發(fā)展水平不斷提高，建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及使用功能越來越復(fù)雜多樣，傳統(tǒng)的工程設(shè)計是在二維平面上進(jìn)行繪圖設(shè)計，但這種設(shè)計模式已經(jīng)不能適應(yīng)目前的建筑工程設(shè)計，并且在繪制時容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的誤差，對施工產(chǎn)生不利的影響。但在設(shè)計管理中加入BIM技術(shù)后，設(shè)計人員可以通過3D立體模型圖，熟練掌握建筑物的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)以及使用功能，并將其可視化，方便施工時工作人員的查看以及按照圖紙的標(biāo)準(zhǔn)開展施工，促進(jìn)建筑整體效益的提升。

1.2.3模擬性

在工程施工前，需要對施工場地進(jìn)行現(xiàn)場勘查以及繪制施工設(shè)計圖紙。傳統(tǒng)的施工圖紙?jiān)O(shè)計主要是在平面上進(jìn)行繪制，這種方式很難將實(shí)際中的具體情況在圖紙上呈現(xiàn)出來，并且較為抽象，不容易讓施工人員理解。同時施工項(xiàng)目規(guī)模較大，施工中的各個環(huán)節(jié)中工作量復(fù)雜繁多，2D平面設(shè)計圖不能將工程施工中每個環(huán)節(jié)的工作詳細(xì)地呈現(xiàn)出來，給工程項(xiàng)目的開展帶來一定的影響。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建三維立體模型進(jìn)行現(xiàn)實(shí)模擬，不僅能夠模擬出在實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的施工風(fēng)險問題，并且可以對建筑施工成本進(jìn)行模擬運(yùn)算，為工程的設(shè)計和管理提供依據(jù)。

2BIM技術(shù)工程管理應(yīng)用

2.1工程設(shè)計管理

2.1.1方案輔助設(shè)計

BIM技術(shù)是根據(jù)數(shù)據(jù)信息建立的數(shù)據(jù)模型，當(dāng)信息在發(fā)生變化時可以快速做出反應(yīng)，是一種常見的參數(shù)化設(shè)計。在對較為復(fù)雜的建筑開展設(shè)計工作時，通過使用參數(shù)化設(shè)計能夠有效地控制建筑形態(tài)的變化以及使用性能，并在建筑設(shè)計完成后通過對比和分析，從設(shè)計圖紙數(shù)據(jù)庫中選出更合理的方案進(jìn)行優(yōu)化，使建筑的設(shè)計管理質(zhì)量全面提高。

2.1.2設(shè)計協(xié)同優(yōu)化

建筑工程施工環(huán)節(jié)較多，流程較為復(fù)雜，并且在建筑工程設(shè)計時需要多個部門共同合作開展圖紙的設(shè)計工作。但由于所學(xué)專業(yè)不同、設(shè)計理念存在差異，導(dǎo)致在設(shè)計圖紙中出現(xiàn)設(shè)計漏洞，并且各部門之間協(xié)同交流溝通較少，當(dāng)建筑工程開工后按照設(shè)計圖紙施工發(fā)生錯誤時，才會發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙的問題，導(dǎo)致施工返工。在工程設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)，通過建立設(shè)計數(shù)據(jù)共享平臺，能夠保證不同的設(shè)計人員在同一個模型中設(shè)計自己的內(nèi)容時互不影響，通過設(shè)計數(shù)據(jù)的有效收集和整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。并且BIM數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)可以通過檢測設(shè)計模型，分析出不同設(shè)計是否存在差異，并及時向設(shè)計人員進(jìn)行反饋；設(shè)計人員也可以在平臺中查看其他設(shè)計人員的方案。BIM數(shù)據(jù)平臺在進(jìn)行協(xié)同設(shè)計時，提高了設(shè)計的精準(zhǔn)度和效率，能夠有效避免設(shè)計沖突。

2.1.3碰撞試驗(yàn)檢查

管線設(shè)計是建筑工程中較為困難繁瑣的環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要解決構(gòu)件碰撞方面的問題。但由于傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計圖不能體現(xiàn)出建筑工程的立體結(jié)構(gòu)，也難以通過觀察圖紙的方式發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間、構(gòu)件和建筑之間的碰撞狀況，對施工的進(jìn)度有很大的影響。在工程設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，通過構(gòu)建3D數(shù)據(jù)模型，利用BIM技術(shù)模擬性，進(jìn)行在實(shí)際建筑物中的碰撞模擬檢驗(yàn)。并利用可視化的設(shè)計背景，有效解決管線設(shè)計中構(gòu)件的碰撞問題，并優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計方案[2]。

2.1.4信息管理模式

由于不同建筑物的使用功能以及形體存在差異，導(dǎo)致在建筑工程中的圖紙?jiān)O(shè)計、施工過程以及后期工程維護(hù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不同，在使用BIM技術(shù)時需要針對建筑物的具體情況進(jìn)行相應(yīng)的管理。一些成功BIM技術(shù)管理數(shù)據(jù)無法復(fù)制，導(dǎo)致不同單位在使用數(shù)據(jù)管理時難度有所增加。因此在進(jìn)行BIM技術(shù)使用和管理時，需要提高BIM技術(shù)的適用性和開放性，從而減少后期維護(hù)的費(fèi)用，保證BIM技術(shù)管理的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驊?yīng)用于其他單位中。

2.2工程造價管理

2.2.1成本控制階段

建筑工程項(xiàng)目開工后，施工所需要的建材、相關(guān)設(shè)備設(shè)施以及工程所需要的材料價格可能都會發(fā)生變化，這就需要相關(guān)的工作人員注重工程成本控制，使其不會超出預(yù)算成本過多。通過運(yùn)用BIM技術(shù)，收集之前的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行分析，探索制定出一套相應(yīng)的解決方案，保證在不影響工程進(jìn)展的前提下，實(shí)現(xiàn)施工工程成本最低。

2.2.2造價設(shè)計階段

造價的設(shè)計環(huán)節(jié)是工程造價管理的重點(diǎn)，需要落實(shí)好這一階段的相關(guān)工作。目前我國很多工程造價管理都會采取限額設(shè)計，在此項(xiàng)條件下加強(qiáng)對工程投資和支出的有效控制，保證投資資金的合理分配和利用。通過運(yùn)用科學(xué)有效的BIM技術(shù)，最大程度上提高工程造價的管理和控制效率，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息資料整合好，不斷地完善工程造價的設(shè)計方案，避免設(shè)計中的資金浪費(fèi)，從根本上降低工程的成本。

2.2.3招標(biāo)投標(biāo)階段

在工程投標(biāo)和招標(biāo)的環(huán)節(jié)，其內(nèi)容復(fù)雜多變并且工作量巨大，需要招標(biāo)方和投標(biāo)方加強(qiáng)對工程量計算的重視程度，并進(jìn)行審查，確保計算結(jié)果的精準(zhǔn)。同時招標(biāo)方還需要計算出相應(yīng)定額消耗的工程量，在這項(xiàng)計算工作中需要消耗大量的人力、物力、財力，并且人工計算得出的數(shù)據(jù)結(jié)果還容易出現(xiàn)偏差。在投標(biāo)招標(biāo)時期利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工程總量的數(shù)據(jù)整合，從而根據(jù)指標(biāo)制定出相對應(yīng)的工程量清單，并且經(jīng)過數(shù)據(jù)的運(yùn)算有效降低計算中出現(xiàn)的錯誤率，提高工程管理的效率[3]。

2.2.4工程施工階段

在工程施工中，通過運(yùn)用BIM技術(shù)建立數(shù)據(jù)模型，并加強(qiáng)建筑工程造價中各類數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計和整合。通過模型分析，工作人員能夠最直接清楚地掌握建筑項(xiàng)目中存在的問題，并及時采取相應(yīng)的措施解決問題。同時采用BIM技術(shù)對施工過程中構(gòu)件的布置進(jìn)行科學(xué)分析，為施工人員的現(xiàn)場施工帶來極大的便利，有助于提升施工效率和降低成本。

2.2.5竣工結(jié)算階段

在建筑項(xiàng)目工程完工后，需要對工程造價進(jìn)行整體性的統(tǒng)計工作，所涉及的數(shù)據(jù)和信息繁多，通過人力是無法有效精準(zhǔn)地開展結(jié)算工作。所以在這個階段通過合理運(yùn)用BIM技術(shù)能夠有效地控制工程的成本，確保工程成本匯總的精準(zhǔn)度，并對工程的施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量進(jìn)行全方位的審查和管理，以保證工程能夠在質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下按照相應(yīng)的時間完成施工任務(wù)。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的綜合整理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化分析，幫助工作人員掌握工程后期維護(hù)和管理中所存在的問題，并及時解決問題，提高竣工結(jié)算的精準(zhǔn)性。

2.3施工質(zhì)量管理

建筑工程的質(zhì)量是衡量建筑優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，只有質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，建筑才能投入使用，施工方所投入的成本才能得到回報。因此在建筑工程質(zhì)量管理中運(yùn)用BIM技術(shù)，并建立專門的BIM小組，做好BIM的模型建立工作，對施工質(zhì)量進(jìn)行管理。

2.3.1施工前期準(zhǔn)備

應(yīng)用BIM技術(shù)將所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合歸納，構(gòu)建建筑物的數(shù)據(jù)模型，并通過3D立體模型進(jìn)行構(gòu)件碰撞試驗(yàn)檢測和模型結(jié)構(gòu)的可視化分析。利用3D模型可視性，完成設(shè)計圖紙的審核工作；通過對圖紙的深化設(shè)計，將設(shè)計變量控制在施工之前；通過數(shù)據(jù)審查提前掌握施工難點(diǎn)以及質(zhì)量控制點(diǎn)，制定相應(yīng)的措施，預(yù)防在施工中因圖紙出現(xiàn)誤差導(dǎo)致事故發(fā)生[4]。

2.3.2施工過程管理

通過建筑數(shù)據(jù)模型結(jié)合著工程施工技術(shù)，進(jìn)行模擬施工演練，并根據(jù)施工模擬中出現(xiàn)的問題以及不可取的地方進(jìn)行施工方案優(yōu)化，并通過材料明細(xì)表確定材料的用量，保證施工質(zhì)量。通過建立BIM數(shù)據(jù)共享平臺，通過數(shù)據(jù)模型針對每種構(gòu)件生成不同的標(biāo)的，采用“數(shù)據(jù)庫+移動端”的模式，實(shí)現(xiàn)了在移動設(shè)備上可以掃描獲取現(xiàn)場信息，及時了解和解決現(xiàn)場的質(zhì)量問題。

2.3.3施工竣工管理

在BIM平臺的后端生成整個施工過程中所有的信息，并進(jìn)行歸納整理形成數(shù)據(jù)庫。在工程施工后，通過調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的質(zhì)量信息標(biāo)準(zhǔn)對工程質(zhì)量進(jìn)行分析，并為竣工驗(yàn)收提供相應(yīng)的信息和資料。并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫信息的留存工作，為日后工程的質(zhì)量檢測和維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。

2.4施工安全管理

2.4.1場地規(guī)劃管理

在運(yùn)用BIM技術(shù)前，需要提前收集相關(guān)的數(shù)據(jù)并將收集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到BIM數(shù)據(jù)模型中，收集的數(shù)據(jù)信息包括建筑工程所在區(qū)域的環(huán)境以及建筑物內(nèi)部空間和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并按照不同的類別進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸送。相關(guān)的工作人員根據(jù)BIM數(shù)據(jù)模型中建筑物的實(shí)際情況，通過數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行具體規(guī)劃方案的優(yōu)化。在場地規(guī)劃管理時，還需要通過科學(xué)的方式計算出施工過程中材料和設(shè)備的運(yùn)輸成本。

2.4.2施工危險識別

影響建筑項(xiàng)目的工期和施工成本最主要的就是施工中的各個風(fēng)險因素。因此利用BIM數(shù)據(jù)模型進(jìn)行建筑工程風(fēng)險的防控計算，技術(shù)人員通過模型的可視性對施工過程中所出現(xiàn)的危險因素進(jìn)行識別和判斷，并根據(jù)不同的風(fēng)險因素開展不同的風(fēng)險預(yù)防措施，防止施工安全事故的發(fā)生，給施工人員的生命安全提供了保障，也使建筑企業(yè)能夠有效地開展風(fēng)險識別和預(yù)防工作。

2.4.3現(xiàn)場安全監(jiān)控

通過BIM數(shù)據(jù)庫建立現(xiàn)場安全管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析根據(jù)不同類型的現(xiàn)場監(jiān)控需求，找到數(shù)據(jù)庫中所匹配的信息資料，自動羅列出相應(yīng)的安全防范措施。通過在施工現(xiàn)場實(shí)施BIM所提供的安全管理方法，保證施工安全。在施工現(xiàn)場的安全管理中，使用BIM技術(shù)也可以有效地掌握工程現(xiàn)場施工的進(jìn)展。通過采用3D數(shù)據(jù)進(jìn)行施工現(xiàn)場的模擬實(shí)驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)分析計算出施工現(xiàn)場監(jiān)控的合理布局，并記錄數(shù)據(jù)，實(shí)時對安全措施進(jìn)行調(diào)整。在施工現(xiàn)場運(yùn)用智能監(jiān)控技術(shù)，做到實(shí)時監(jiān)測施工過程，在發(fā)生安全隱患之前將其解決[5]。

2.4.4員工教育培訓(xùn)

BIM的信息數(shù)據(jù)庫中包括各種的數(shù)據(jù)信息資源。工程項(xiàng)目開工前都需要進(jìn)行員工安全教育培訓(xùn)，可以在培訓(xùn)中通過BIM信息數(shù)據(jù)庫分析，將施工人員按照不同的施工專業(yè)進(jìn)行分類，并開展具有針對性的安全教育培訓(xùn)，保證每名施工人員以及參訓(xùn)人