淺析BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用

張弛

摘 要：該文對(duì)BIM技術(shù)的含義進(jìn)行了闡述，分析了BIM技術(shù)運(yùn)用于建筑工程管理的技術(shù)特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上說明了BIM技術(shù)在建筑工程各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，以期充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)建筑行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑行業(yè)；建筑工程管理

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

2010年BIM一詞開始逐漸被工程建設(shè)行業(yè)專業(yè)人士所熟悉，經(jīng)過近8年的發(fā)展，成為行業(yè)內(nèi)的年度熱詞。國內(nèi)建筑工程也從設(shè)計(jì)階段開始進(jìn)行BIM技術(shù)的應(yīng)用，到如今大型建筑公司也在工程施工過程中成功地使用了BIM技術(shù)。

1 BIM技術(shù)概述

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)成為近年來建筑業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的定義是：BIM是對(duì)一個(gè)建筑項(xiàng)目的功能特性或物理特性的數(shù)字表達(dá)；BIM對(duì)知識(shí)資源進(jìn)行共享，通過將設(shè)施的有關(guān)信息進(jìn)行分享的過程，為設(shè)施從概念至拆除的全生命周期的決策提供可信賴的參考依據(jù)；在建筑設(shè)施的各個(gè)階段，不同的利益相關(guān)方都能對(duì)BIM進(jìn)行相關(guān)信息的更新、提取、插入以及修改，反映、支持自身職責(zé)并實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。

2 BIM運(yùn)用于建筑工程管理的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 圖紙可視化

BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了圖紙可視化，將圖紙集成于建筑信息模型中，通過這一模型實(shí)現(xiàn)了建筑模型“所見即所得”。以往采用二維圖紙進(jìn)行施工圖紙的描述，將構(gòu)架采用線條的方式表現(xiàn)于圖表上，從業(yè)人員需要根據(jù)自身的想象力在腦海中想象建筑物的構(gòu)造形式。BIM技術(shù)的采用使人們能將線條式的構(gòu)件集成于完全透明的信息結(jié)構(gòu)上，能更為直觀地了解施工效果圖，極大程度地降低了工程設(shè)計(jì)的難度。

2.2 提高施工協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)可視化的特點(diǎn)使其能對(duì)工程構(gòu)件之間的反饋性與互動(dòng)性進(jìn)行可視化的反應(yīng)，可視化反應(yīng)的結(jié)果能通過報(bào)表與效果圖的方式予以表達(dá)。同時(shí)，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造以及運(yùn)營等過程中的決策、討論以及溝通等都在可視化狀態(tài)下進(jìn)行，不同利益相關(guān)方能對(duì)BIM模型進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，從而提高了設(shè)計(jì)、建造以及運(yùn)營過程中的協(xié)調(diào)性。

建筑業(yè)的重點(diǎn)內(nèi)容之一是進(jìn)行協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)單位、業(yè)主、施工單位都需要進(jìn)行協(xié)調(diào)以相互配合，在以往設(shè)計(jì)過程中，不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員缺乏溝通的緣故導(dǎo)致不同專業(yè)之間常見沖突問題，象暖通、弱電等專業(yè)管道的設(shè)計(jì)工作?！案髯詾閼?zhàn)”，施工方案均繪制于自家的施工圖紙上，由于缺乏溝通協(xié)調(diào)，在施工過程中可能出現(xiàn)管線布置時(shí)彼此沖突，或某部位恰好存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)件導(dǎo)致管線布置無法正常進(jìn)行的現(xiàn)象，此時(shí)就只能暫停施工進(jìn)行協(xié)調(diào)。

采用BIM技術(shù)能將各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)方案集成于建筑信息模型中，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)專業(yè)碰撞問題并進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)并將其提供出來，妥善解決了“管線打架”的問題。BIM的協(xié)調(diào)作用不局限于此，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)地下排水布置于其他專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)、防火分區(qū)的布置與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)、電梯井的布置與凈空要求的協(xié)調(diào)等。

2.3 對(duì)各種場(chǎng)景進(jìn)行模擬

采用BIM技術(shù)不僅能對(duì)建筑模型進(jìn)行模擬，還能模擬出無法在真實(shí)世界進(jìn)行操作的事物。象建筑的設(shè)計(jì)過程中，可以模擬建筑模型，還可以進(jìn)行熱能傳導(dǎo)模擬、日照模擬（如圖1所示）、緊急疏散模擬以及節(jié)能模擬等；工程招投標(biāo)過程中，將時(shí)間變量加入三維模型中形成4D模擬，能進(jìn)行模擬施工，從而選取最具有合理性的施工方案進(jìn)行施工；將造價(jià)控制加入4D模型中形成5D模擬，能對(duì)建筑的施工全過程進(jìn)行成本控制；建筑的運(yùn)營階段，可以對(duì)緊急情況下的處理方案進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防人員的疏散模擬以及地震時(shí)的逃生模擬等。

3 BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用概述

3.1 做到虛擬仿真施工

采用BIM技術(shù)，建立虛擬施工、施工過程控制以及成本控制的模型，將可能對(duì)施工造成影響的屬性與工藝參數(shù)相結(jié)合，對(duì)設(shè)計(jì)模型與施工模型的交互作用進(jìn)行反映，采用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維+時(shí)間+費(fèi)用的5D模擬下的施工模型構(gòu)建，保證了模型的可持續(xù)性與一致性，將虛擬施工的各方面與各階段都集成于BIM模型中。

3.2 專業(yè)碰撞檢查

將水電、設(shè)備、結(jié)構(gòu)以及建筑等各專業(yè)信息集成于BIM模型中，施工前執(zhí)行碰撞檢查操作，有助于對(duì)管線、設(shè)備位置進(jìn)行優(yōu)化，能有效避免施工過程中的返工，從而加快施工進(jìn)度。

象未采用BIM技術(shù)時(shí)，某項(xiàng)目施工過程中施工人員按照傳統(tǒng)的方法將二維圖紙疊加于建筑結(jié)構(gòu)圖中，導(dǎo)致施工過程中，下料時(shí)材料計(jì)劃與實(shí)際需求不符、多處管線尺寸不準(zhǔn)的現(xiàn)象。

將BIM技術(shù)引入后，構(gòu)建施工階段的機(jī)電、設(shè)備BIM模型，采用Autodesk Revit系列軟件進(jìn)行三維管線建模并執(zhí)行綜合管線的碰撞檢測(cè)處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了模型中的全部碰撞點(diǎn)，將碰撞檢測(cè)報(bào)告出具于設(shè)計(jì)單位后，配合設(shè)計(jì)單位對(duì)施工圖紙進(jìn)行深化，對(duì)二次設(shè)計(jì)的圖紙?jiān)俅芜M(jìn)行管線碰撞檢測(cè)，有效避免了二維設(shè)計(jì)過程中的撞、碰、漏、錯(cuò)等問題的產(chǎn)生（如圖1所示）。

結(jié)合碰撞檢查結(jié)果，調(diào)整管線后，滿足了維護(hù)檢修空間需求，充分表達(dá)了設(shè)計(jì)意圖，與設(shè)計(jì)施工規(guī)范相符合、滿足業(yè)主的需求，最終實(shí)現(xiàn)了零碰撞。借助BIM的可視化功能，將施工方案、不同專業(yè)安裝順序以及建筑完成效果進(jìn)行了直接的展現(xiàn)。

3.3 對(duì)項(xiàng)目管理進(jìn)行了優(yōu)化

施工階段采用三維模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工組織的優(yōu)化，象通過在BIM模型上進(jìn)行塔吊的布置、施工電梯的布置、腳手架的提升，同時(shí)對(duì)多種施工機(jī)械的空間位置進(jìn)行了檢查，對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的配合關(guān)系予以優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工管理的優(yōu)化。

象某項(xiàng)目施工前先對(duì)施工設(shè)備予以建模，采用三維模型對(duì)爬升掛靴的插入狀況進(jìn)行模擬，對(duì)預(yù)留孔洞的位置進(jìn)行了確認(rèn)，對(duì)預(yù)留孔洞與橫梁的位置關(guān)系進(jìn)行了模擬，在爬升前，先將可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行實(shí)現(xiàn)模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行了及時(shí)調(diào)整，保證了爬升安全性。構(gòu)建異型模板的模型，獲取其幾何尺寸進(jìn)行預(yù)加工，使施工損耗得以降低。構(gòu)建設(shè)備管線的模型，獲取了管件數(shù)量、規(guī)格的數(shù)據(jù)以及管線下料尺寸的數(shù)據(jù)，使管線尺寸能夠在加工廠預(yù)先預(yù)加工，實(shí)現(xiàn)了建筑生產(chǎn)的工廠化。

3.4 對(duì)項(xiàng)目成本進(jìn)行精細(xì)化管理與動(dòng)態(tài)管理

施工階段，建立5D模型對(duì)項(xiàng)目成本進(jìn)行精細(xì)化分析，對(duì)各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)段、各個(gè)工區(qū)以及各個(gè)工序的工程量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，結(jié)合企業(yè)定額分析，對(duì)施工成本與施工階段中各構(gòu)件的中標(biāo)單價(jià)的對(duì)應(yīng)關(guān)系予以確認(rèn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本的精細(xì)化管理。

以往項(xiàng)目建設(shè)完畢后，施工企業(yè)難以了解項(xiàng)目盈利狀況，當(dāng)存在虧損時(shí)，也難以分析其虧損部位與原因，將BIM技術(shù)運(yùn)用于對(duì)成本的動(dòng)態(tài)管理，結(jié)合施工進(jìn)度，對(duì)BIM模型進(jìn)行及時(shí)地分析與統(tǒng)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的動(dòng)態(tài)管理。當(dāng)發(fā)生設(shè)計(jì)變更時(shí)，則對(duì)BIM模型進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，能在短時(shí)間內(nèi)確定發(fā)生設(shè)計(jì)變更前后的造價(jià)變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)成本的動(dòng)態(tài)管理。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)隨著國家相關(guān)政策的相繼出臺(tái)和建設(shè)主管部門的引導(dǎo)與支持，未來必將有更廣闊的發(fā)展空間。深入研究BIM技術(shù)，主動(dòng)將BIM技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目施工有利于我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

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