淺談BIM技術(shù)在建筑工程建設(shè)管理中的應(yīng)用

□ 蔡銘榕

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，建筑行業(yè)的技術(shù)和管理方式也越來(lái)越復(fù)雜，尤其現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目全生命管理周期較長(zhǎng)且建設(shè)內(nèi)容繁雜，涉及建設(shè)環(huán)節(jié)眾多，在不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)收入推動(dòng)下，人們對(duì)居住環(huán)境和質(zhì)量提出了更高的要求，為此，建筑工程項(xiàng)目建設(shè)管理需進(jìn)一步的改進(jìn)及提升。通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的立體化和可視化，其運(yùn)用工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)將工程項(xiàng)目完整地展現(xiàn)在施工人員、管理人員以及用戶面前，進(jìn)行建筑工程施工和管理的改進(jìn)和調(diào)整，以低成本來(lái)保證工程質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。BIM技術(shù)擁有傳統(tǒng)工作模式不具備的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，其打破傳統(tǒng)粗放式施工的弊端，實(shí)現(xiàn)向先進(jìn)集約型施工方式的轉(zhuǎn)變。在工程進(jìn)行施工前，利用BIM技術(shù)將各類結(jié)構(gòu)、構(gòu)件等進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，在深化的過(guò)程中，模擬施工，預(yù)先排查施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化、整體調(diào)整，使得項(xiàng)目施工變得更加精細(xì)化、高效化和統(tǒng)一化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化和建筑施工狀態(tài)的同步，最終實(shí)現(xiàn)建筑施工的全程控制。其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.1 立體性特點(diǎn)

BIM技術(shù)在建筑工程中的立體性特點(diǎn)可以表現(xiàn)在建設(shè)工程項(xiàng)目的管綜設(shè)計(jì)方面。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中需解決構(gòu)件的碰撞問(wèn)題，而在傳統(tǒng)2D圖紙上很難展現(xiàn)建筑工程的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，無(wú)法充分反映建筑構(gòu)件之間的碰撞或構(gòu)件與建筑管綜系統(tǒng)的碰撞情況，所以施工時(shí)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的碰撞問(wèn)題，給施工帶來(lái)不便。BIM技術(shù)可建構(gòu)高精度的三維建筑模型，應(yīng)用仿真演示進(jìn)行碰撞測(cè)驗(yàn)，使建筑碰撞問(wèn)題一目了然，且也有助于幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行項(xiàng)目?jī)?yōu)化。如在東瑤安居房（一期）地下室BIM成果中，針對(duì)地下室基坑支護(hù)格構(gòu)柱的問(wèn)題匯總、地下室整體問(wèn)題報(bào)告、地下室柱位與柱墩偏位、地下室集水坑、地下室樓梯機(jī)房疏散路徑、地下室門(mén)窗尺寸與門(mén)窗表不一致及與主體結(jié)構(gòu)碰撞、地下室墻柱定位、坡道、地下室樓梯專項(xiàng)、地下室二次結(jié)構(gòu)一次成型、地下室底板建筑高程分析等一系列的問(wèn)題都運(yùn)用BIM技術(shù)建立模型深入分析，在項(xiàng)目施工前進(jìn)行優(yōu)化變更及調(diào)整，減少施工過(guò)程中無(wú)謂的時(shí)間浪費(fèi)，從而達(dá)到縮短工期的目的。

此外，BIM三維模型在工程設(shè)計(jì)中可實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)模擬分析，其可糾正工程設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，例如樓梯碰頭、梁底、門(mén)窗洞口預(yù)留問(wèn)題等。工程項(xiàng)目施工技術(shù)交底時(shí)也可以利用BIM技術(shù)三維模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)推演分析，使參建各方管理人員充分掌握工程施工過(guò)程中的重難點(diǎn)問(wèn)題，提高施工效率。

1.2 可視化特點(diǎn)

BIM技術(shù)能夠營(yíng)造直觀可視化的工程管理環(huán)境。以東瑤安居房（一期）項(xiàng)目為例，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，收集整合項(xiàng)目前期、設(shè)計(jì)、施工等信息，通過(guò)品茗技術(shù)管理平臺(tái)的應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)時(shí)直觀地針對(duì)項(xiàng)目前期既定的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，如第一時(shí)間得出項(xiàng)目施工現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)施工圖之間所存在的差異問(wèn)題，為現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題的變更提供參考依據(jù)；第一時(shí)間得出項(xiàng)目施工現(xiàn)狀與施工總進(jìn)度計(jì)劃的吻合程度等。

1.3 協(xié)同性特點(diǎn)

協(xié)同管理既是建筑工程建設(shè)管理中的重點(diǎn)也是痛點(diǎn)。結(jié)合東瑤安居房（一期）項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的整體情況來(lái)看，項(xiàng)目二維施工圖的協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)際存在很多難點(diǎn)及阻力。由于項(xiàng)目規(guī)模大，前期工作要求的時(shí)間緊任務(wù)重，涉及跨專業(yè)和多點(diǎn)、多人協(xié)同設(shè)計(jì)，各自的專業(yè)特性和不同專業(yè)設(shè)計(jì)理念、要求存在差異化，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)漏及碰缺，直接影響施工圖的出圖質(zhì)量，進(jìn)而間接影響現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度。在項(xiàng)目施工前，運(yùn)用BIM技術(shù)，結(jié)合品茗技術(shù)管理平臺(tái)的應(yīng)用，通過(guò)數(shù)據(jù)整合分析，提前得出各專業(yè)圖紙之間的錯(cuò)漏碰缺，并將有關(guān)信息匯總成專項(xiàng)報(bào)告，以直觀的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式反饋給設(shè)計(jì)單位，使設(shè)計(jì)師最快速且全方位了解圖紙存在問(wèn)題，并進(jìn)行修改和優(yōu)化。對(duì)東瑤安居房（一期）項(xiàng)目進(jìn)行從整體問(wèn)題至專項(xiàng)問(wèn)題的審查，整體問(wèn)題中包含圖紙圖面問(wèn)題的圖紙之間軸號(hào)沖突、底板未注明結(jié)構(gòu)標(biāo)高、結(jié)構(gòu)標(biāo)高與建筑標(biāo)高沖突、梁編號(hào)缺失、地下一層集水井大樣缺失、樓梯大樣圖缺失、圖面表達(dá)不清晰等的39個(gè)問(wèn)題，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件碰撞沖突問(wèn)題的構(gòu)件尺寸定位、結(jié)構(gòu)柱與車位沖突、梯柱與防火門(mén)沖突、車位與車道沖突等的371個(gè)問(wèn)題；專項(xiàng)問(wèn)題中包含格構(gòu)柱、柱位及柱墩偏位、集水井、門(mén)窗、樓梯、頂板洞口、坡道、樓梯專項(xiàng)、設(shè)計(jì)優(yōu)化等總共有163個(gè)問(wèn)題。

東瑤安居房（一期）工程項(xiàng)目竣工后，BIM技術(shù)建立的模型和實(shí)施過(guò)程中搜集的相關(guān)數(shù)據(jù)可以作為項(xiàng)目驗(yàn)收的參考數(shù)據(jù)和對(duì)比分析依據(jù)。同時(shí)品茗技術(shù)管理平臺(tái)可將BIM技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，復(fù)制到項(xiàng)目運(yùn)維階段平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)，一是為后續(xù)項(xiàng)目交付使用階段的維護(hù)提供精確的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的二次開(kāi)發(fā)和有效應(yīng)用；二是為后續(xù)同類型的項(xiàng)目提供參考數(shù)據(jù)，以達(dá)到節(jié)約建筑工程項(xiàng)目的資金成本和時(shí)間成本的目的。

2 BIM技術(shù)在建筑工程建設(shè)管理中的應(yīng)用價(jià)值

（1）BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠最大限度降低工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中因施工圖的錯(cuò)漏碰缺問(wèn)題，而引發(fā)的例如工程變更和返工現(xiàn)象的發(fā)生概率。利用BIM技術(shù)的各方面優(yōu)勢(shì)，建立精細(xì)化的建筑模型，結(jié)合專業(yè)化的插件及工程管理平臺(tái)的應(yīng)用，清晰地展示建筑工程項(xiàng)目每一個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)及構(gòu)建細(xì)部，包括施工上的重點(diǎn)難點(diǎn)，如此就能夠最大限度確保參建各方管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)方案和施工圖中存在的矛盾及不足之處，及時(shí)論證分析和商討，采取有效的解決措施和辦法予以完善，減少施工過(guò)程中產(chǎn)生的變更問(wèn)題，降低施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生返工的概率。

（2）模擬施工。BIM技術(shù)能夠提前對(duì)建筑工程項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)和每一個(gè)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工模擬，技術(shù)人員將施工圖、與項(xiàng)目施工相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)輸入到建立的BIM模型中，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)建筑三維立體模型的構(gòu)建，可將每一個(gè)實(shí)際施工的環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，并通過(guò)與實(shí)際施工操作相對(duì)比分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工當(dāng)中所出現(xiàn)的不足和問(wèn)題，并予以快速的解決[1]。

（3）BIM可提供先進(jìn)的信息化拓展功能，其建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)基礎(chǔ)上所發(fā)展出的高新科技，本身具備較強(qiáng)的信息化特點(diǎn)，利用BIM技術(shù)通過(guò)建筑信息模型的建立使數(shù)字信息數(shù)據(jù)保持高度的統(tǒng)一性和一致性，為項(xiàng)目參建各方的管理和施工工作的開(kāi)展提供最新最為全面的數(shù)據(jù)。

3 BIM技術(shù)在建筑工程建設(shè)管理中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目規(guī)劃階段

在項(xiàng)目規(guī)劃階段，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化整體目標(biāo)，降低項(xiàng)目成本、提高效率，更好把握產(chǎn)品和市場(chǎng)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)收益的最大化。規(guī)劃階段的BIM應(yīng)用有：

（1）用地情況數(shù)字化建模及評(píng)估，通過(guò)傾斜攝影技術(shù)仿真生成地塊條件，提供規(guī)劃作業(yè)所需現(xiàn)地信息。

（2）結(jié)合BIM模型展示容積率、綠化率、建筑密度等建筑控制條件創(chuàng)建工程的建筑體塊各種方案，在三維可視化的環(huán)境下進(jìn)行總圖規(guī)劃、道路交通規(guī)劃、綠地景觀規(guī)劃、豎向規(guī)劃以及管線綜合規(guī)劃。

（3）利用3D建置概念設(shè)計(jì)各方案的量體模型，進(jìn)行方案比選。

（4）通過(guò)BIM規(guī)劃模型輸出工程量進(jìn)行經(jīng)費(fèi)概算，輔助決策及決定經(jīng)費(fèi)預(yù)算。

（5）根據(jù)項(xiàng)目的經(jīng)緯度，采集此地的太陽(yáng)及氣候數(shù)據(jù)，并基于BIM模型數(shù)據(jù)利用相關(guān)的分析軟件進(jìn)行氣候分析，對(duì)方案進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)估，包括日照環(huán)境影響、風(fēng)環(huán)境影響、熱環(huán)境影響、聲環(huán)境影響等評(píng)估。

3.2 施工管理階段

以東瑤安居房（一期）工程為例，在項(xiàng)目施工準(zhǔn)備階段進(jìn)行施工場(chǎng)地布置、可建造性分析及施工深化設(shè)計(jì)。由專業(yè)負(fù)責(zé)人與BIM工程師配合對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)合理動(dòng)態(tài)布置，并利用三維可視化優(yōu)勢(shì)進(jìn)行堆場(chǎng)及加工場(chǎng)移至地下室的可行性分析?？山ㄔ煨苑治鍪欠駥?duì)項(xiàng)目施工圖及各版變更圖紙做施工圖審查工作前，建立施工圖審查表，在建模過(guò)程中對(duì)圖紙進(jìn)行有針對(duì)性的核查；施工圖審查表可作為BIM人員建模參考依據(jù)，也可作為施工方審查依據(jù)。

3.3 施工深化設(shè)計(jì)階段

（1）機(jī)電管線綜合優(yōu)化。包含管線排布方案、電梯前室管線綜合優(yōu)化、地下室凈高分析及管線綜合出圖。

（2）樁基工程深化。整合地質(zhì)與樁基模型并分析，得出每根樁與地質(zhì)層的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)沖孔灌注樁樁長(zhǎng)及混凝土體積，為實(shí)際施工過(guò)程中的沖孔灌注樁長(zhǎng)度提供參考依據(jù)。

（3）土方開(kāi)挖高程分析。地下室土方開(kāi)挖高程復(fù)雜，為避免趕工疏忽導(dǎo)致圖紙信息了解不細(xì)致而造成土方超挖、未挖到位等影響工期的現(xiàn)象發(fā)生，通過(guò)分區(qū)分色塊的形式基于模型計(jì)算出具土方開(kāi)挖高程深度的分析圖。

（4）后澆帶深化。原設(shè)計(jì)后澆帶位置多處位于梁、柱節(jié)點(diǎn)位置，部分處于樓梯位置，給后續(xù)施工帶來(lái)極大的困擾。經(jīng)與技術(shù)負(fù)責(zé)人討論，將后澆帶進(jìn)行深化，部分后澆帶取消，進(jìn)行跳倉(cāng)法施工，模型重新優(yōu)化后澆帶及跳倉(cāng)分縫位置并出圖[2]。

（5）屋面工程深化。通過(guò)利用BIM技術(shù)的三維可視化，直觀展示復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的空間位置關(guān)系，大大提高了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化效率和方案交底的可靠性。在深化設(shè)計(jì)前，進(jìn)行多專業(yè)協(xié)同檢查，提前解決了設(shè)計(jì)中的沖突、碰撞問(wèn)題，尋找各個(gè)施工問(wèn)題發(fā)生的原因及解決辦法，做出變更、相應(yīng)補(bǔ)救措施等。在進(jìn)行屋面工程深化設(shè)計(jì)中，優(yōu)化并調(diào)整出最合理的地磚排布，提高屋面的外觀藝術(shù)性。

（6）鋁合金模板深化。BIM基礎(chǔ)模型建立、鋁模優(yōu)化（外圍飄窗、空調(diào)挑板、內(nèi)墻過(guò)梁及門(mén)垛）、根據(jù)BIM深化模型與鋁模分包及總包確定合理性及可施工性。

工程量統(tǒng)計(jì)及材料管理，利用BIM技術(shù)對(duì)二次結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化，主要包含戶型排磚、出圖、工程量統(tǒng)計(jì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人進(jìn)行交底，減少材料、人工成本的浪費(fèi)，分區(qū)域?qū)С銎矫鎴D及對(duì)應(yīng)墻身立面圖，張貼于現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工，以提高現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化管理水平。

3.4 項(xiàng)目竣工階段

工程項(xiàng)目竣工后，在進(jìn)行項(xiàng)目后評(píng)估及整體效益分析前，對(duì)工程項(xiàng)目所有實(shí)施環(huán)節(jié)和信息進(jìn)行匯總分析和整理。這是一項(xiàng)十分繁雜的工作，有著較多的工作量，而在這一過(guò)程中，容易發(fā)生數(shù)據(jù)信息丟失等問(wèn)題。運(yùn)用BIM技術(shù)結(jié)合工程管理平臺(tái)的綜合應(yīng)用，實(shí)時(shí)搜集各方面數(shù)據(jù)，完善建筑信息模型，并以此為基礎(chǔ)對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)期間所涉及的各項(xiàng)費(fèi)用與成本支出進(jìn)行精細(xì)的分析及梳理，幫助參建各方企業(yè)更好地掌握建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)管理當(dāng)中的應(yīng)用，憑借其自身所具有的可視化、全面性、立體性、可拓展性等特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，不斷對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行完善管理，協(xié)調(diào)其中所涉及的各項(xiàng)管理環(huán)節(jié)，并對(duì)其存在的影響因素進(jìn)行有針對(duì)性的分析，制訂有效的解決方案。目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用仍然存在著一些不足，需要參建各方進(jìn)一步重視BIM技術(shù)的研究和改進(jìn)，拓寬BIM技術(shù)的應(yīng)用，以此推動(dòng)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。