BIM技術(shù)在建筑工程施工設(shè)計(jì)及管理中的應(yīng)用

顏開

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展，各種建筑工程越來越多，對(duì)建筑工程施工和設(shè)計(jì)要求不斷提升。針對(duì)傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)和管理中出現(xiàn)的問題，有必要將BIM技術(shù)合理應(yīng)用其中，提升工程設(shè)計(jì)和管理質(zhì)量，降低對(duì)相關(guān)工作人員的要求。為此，筆者將要在本文中對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程施工設(shè)計(jì)及管理中的應(yīng)用進(jìn)行探討，希望對(duì)促進(jìn)我國建筑工程事業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑工程設(shè)計(jì);管理

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.068

1、前言

由于建筑工程的系統(tǒng)性和復(fù)雜性，各種工程影響因素非常多，對(duì)工程管理方法和技術(shù)的應(yīng)用有著相對(duì)比較高的要求。BIM技術(shù)在建筑工程信息化管理當(dāng)中，發(fā)揮著非常重要的作用，技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常顯著，能夠?qū)Ω鞣N資源進(jìn)行更加高效的整合和使用，提升建筑工程管理效果。

2、BIM具體的特性

2.1協(xié)調(diào)性

建筑行業(yè)非常關(guān)注的就是協(xié)調(diào)性。為了保證建筑的協(xié)調(diào)性，就需要施工單位、業(yè)主以及設(shè)計(jì)單位認(rèn)真做好協(xié)調(diào)配合工作，一旦在工程施工中出現(xiàn)了問題，就需要相關(guān)單位立即開展工作協(xié)同，及時(shí)探討出問題發(fā)生的原因，并及時(shí)采取措施進(jìn)行解決。通過將BIM技術(shù)合理應(yīng)用到工程建設(shè)當(dāng)中，可以更加及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)中存在的問題。例如，可以直接使用BIM碰撞檢查，來對(duì)建筑綜合管線安裝圖中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查，在找到錯(cuò)誤之后，就可以及時(shí)開展修改工作【1】。

2.2模擬性的特點(diǎn)

通過該特點(diǎn)的應(yīng)用，可以對(duì)實(shí)際操作進(jìn)行很好的模擬。在建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可以直接通過使用BIM技術(shù)對(duì)建筑功能進(jìn)行模擬，如緊急疏散、熱能傳導(dǎo)、節(jié)能、日照等。在施工的過程中，還可以利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)4D模擬，并根據(jù)編寫好的施工組織設(shè)計(jì)，來對(duì)施工情況進(jìn)行有效的模擬，從而得到更加科學(xué)的施工方案。

2.3優(yōu)化性的特點(diǎn)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)建筑各方面功能的需求不斷提升，這就需要認(rèn)真做好設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，通過在設(shè)計(jì)優(yōu)化階段引入BIM技術(shù)，可以進(jìn)一步保證對(duì)工程的優(yōu)化效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的過程中，往往需要使用很多的信息，通過BIM建立模型，就可以給建筑提供結(jié)合、物理、規(guī)則、結(jié)構(gòu)等信息。

3、BIM技術(shù)在建筑方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1了解建筑結(jié)構(gòu)及建筑場(chǎng)地。建筑結(jié)構(gòu)的特征非常多，如建筑的穩(wěn)定性和安全性等，如果建筑缺失了這些特征，容易導(dǎo)致建筑在后期使用的過程中出現(xiàn)很多的安全隱患問題。因此，在建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，應(yīng)該保證這些特征的合理性。為了保證滿足這個(gè)要求，就需要認(rèn)真做好建筑場(chǎng)地和建筑結(jié)構(gòu)的分析工作，能夠根據(jù)建筑場(chǎng)地要求，來開展針對(duì)性的設(shè)計(jì)工作。在開展建筑場(chǎng)地分析的過程中年，可以直接通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，來對(duì)施工場(chǎng)地的情況進(jìn)行有效的模擬，并對(duì)建筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行建模仿真，通過建筑模型就可以將建筑的優(yōu)缺點(diǎn)很好展示出來，保證得到最佳的施工場(chǎng)所設(shè)計(jì)效果。

3.2三維可視化功能在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)的過程中，很多時(shí)候采用的是二維CAD設(shè)計(jì)，在表達(dá)建筑成果的過程中，往往采用的是平面圖、立面圖和剖面圖。雖然其可以正常表達(dá)工程設(shè)計(jì)信息，但表達(dá)效果不夠直接，使用也不太方便，對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，造成非常大的影響，不能滿足建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。因此，通過將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，可以讓設(shè)計(jì)人員具有三維思考方式，還可以對(duì)建筑信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行更加詳細(xì)的分析，從而最大程度保證建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量【2】。

3.3在設(shè)計(jì)管理當(dāng)中的應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)管理的過程中，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以建立BIM參數(shù)模型，讓整個(gè)工程信息得到更加全方位的展現(xiàn)，方便開子涵設(shè)計(jì)信息查閱工作。在建筑模型的實(shí)際使用中，可以讓各種信息的傳遞變得更加直接，為后續(xù)開展設(shè)計(jì)管理工作，創(chuàng)造出更好的條件。在設(shè)計(jì)管理工作開展的過程中，應(yīng)該認(rèn)真做好場(chǎng)地信息、成本信息和工程信息容量的更新工作。在過去開展設(shè)計(jì)管理工作的過程中，由于設(shè)計(jì)管理工作內(nèi)容相對(duì)比較復(fù)雜，導(dǎo)致管理工作開展壓力相對(duì)比較大，各種工程信息也不夠詳細(xì)。

4、BIM在住宅建筑排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1安裝模擬設(shè)計(jì)

安裝模擬設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中，發(fā)揮著非常重要的作用，可以在后期工程指導(dǎo)中，發(fā)揮非常重要的作用。在開展排水工程施工的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)非常多的管線，其在吊頂區(qū)域非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)資源的使用率并不是非常高，設(shè)計(jì)周期也相對(duì)比較長(zhǎng)。如果在空間維度當(dāng)中引入BIM，就可以編制出合適的安裝進(jìn)度表，讓施工項(xiàng)目達(dá)成預(yù)先設(shè)計(jì)的可視化效果。

4.2可視化設(shè)計(jì)

給排水工程設(shè)計(jì)與土建工程設(shè)計(jì)差異相對(duì)比較大，土建是以個(gè)體樓層來進(jìn)行劃分的，排水工程通常屬于獨(dú)立的系統(tǒng)。在進(jìn)行工程制圖的過程中，需要將平面和空間有效結(jié)合起來，對(duì)各種系統(tǒng)構(gòu)件更加直觀進(jìn)行展示，能夠?qū)⒐艿涝诳臻g的位置反映出來，這對(duì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)，可以起到非常大的輔助作用。

4.3協(xié)同設(shè)計(jì)

在開展CAD繪圖的過程中，往往不能將所有的內(nèi)容都進(jìn)行加載。然而，如果將BIM技術(shù)引入到設(shè)計(jì)過程中，可以對(duì)各種模型信息進(jìn)行統(tǒng)一的匯總，如水泵的尺寸、電量和質(zhì)量等。通過進(jìn)一步加強(qiáng)協(xié)同設(shè)計(jì)，可以讓各種數(shù)據(jù)的使用變得更加方便，有問題的數(shù)據(jù)查詢和修改也更加方便，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果也可以得到及時(shí)的更新。在這個(gè)過程中，全部的操作都可以在一個(gè)模型當(dāng)中進(jìn)行，能夠進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)工作量進(jìn)行優(yōu)化，還能進(jìn)一步強(qiáng)化協(xié)同的聯(lián)動(dòng)性和有效性。

4.4參數(shù)優(yōu)化

在Reviet R模型的過程中，各種模型數(shù)據(jù)都可以使用同樣的建模數(shù)據(jù)庫，信息形式相對(duì)較多。如果對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行修改，就可以直接在模型上顯示出來，對(duì)設(shè)計(jì)修改一處，就能在模型上對(duì)狀態(tài)信息進(jìn)行更新。例如，如果對(duì)相關(guān)設(shè)施的數(shù)量、位置進(jìn)行修改，其修改結(jié)果可以在材料表中顯示出來，提升工程設(shè)計(jì)開展效率。此外，對(duì)參數(shù)的優(yōu)化，也可以直接在模型上體現(xiàn)出來，通過將BIM引入到計(jì)算過程中，也可以起到非常好的輔助設(shè)計(jì)作用。比如，在開展水力大小的計(jì)算過程中，可以直接使用相關(guān)工具來進(jìn)行公式的編制，只需要將相關(guān)參數(shù)輸入其中，就可以直接計(jì)算出結(jié)果，可以有效提升設(shè)計(jì)效率。Excel是一種使用非常方便的工程輔助設(shè)計(jì)軟件，能夠直接對(duì)模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，管道的各種數(shù)據(jù)也非常方便進(jìn)行修改【3】。

5、建筑工程管理中存在的問題

5.1安全管理意識(shí)相對(duì)比較欠缺。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國建筑工程安全管理水平有了非常大大程度的提升，各種安全信息監(jiān)管系統(tǒng)逐漸建立的起來，但由于相關(guān)管理工作不能有效做到位，導(dǎo)致很多管理人員的安全意識(shí)相對(duì)比較低，各種危險(xiǎn)因素相對(duì)較多，存在著發(fā)生嚴(yán)重安全事故的可能。

5.2施工危險(xiǎn)性比較高。在開展建筑工程管理工作的過程中，安全施工管理發(fā)揮著非常重要的作用。很多企業(yè)對(duì)開展施工安全管理工作重視程度非常高，然而各種安全問題還相對(duì)比較多。盡管很多企業(yè)已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)安全管理?xiàng)l例，但是安全管理效果依然不夠理想，施工環(huán)節(jié)當(dāng)中的安全問題依然比較多。很多施工人員在施工的過程中，存在麻痹大意的思想，不能及時(shí)開展各種安全隱患排查工作，經(jīng)常在危險(xiǎn)的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，導(dǎo)致發(fā)生安全事故的幾率較高。

6、建筑工程管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

6.1在建筑工程管理中的應(yīng)用

在開展建筑工程施工的過程中，工程施工質(zhì)量管理發(fā)揮著非常重要的作用，需要建筑管理人員引起足夠的重視，一旦建筑發(fā)生了嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題，就會(huì)對(duì)建筑功能的發(fā)揮，造成非常嚴(yán)重的影響，甚至威脅到建筑使用人員的生命安全，建設(shè)單位在這個(gè)過程中也有可能承擔(dān)非常大的經(jīng)濟(jì)損失。

6.2事前施工質(zhì)量管理

通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以建立必要的工程三維模型，能夠通過對(duì)三維模型的分析，來及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程施工中存在的不足，并及時(shí)發(fā)出提醒，讓施工人員結(jié)合工程實(shí)際情況，制定出合理的工程處理方案，提升工程施工的科學(xué)性。另外，通過開展事前質(zhì)量檢查工作，還可以及時(shí)對(duì)工程施工中可能發(fā)生的質(zhì)量問題進(jìn)行預(yù)測(cè)，更加及早采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。最后，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，還可以事前質(zhì)量管理中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種預(yù)留孔洞，更加合理開展配筋工作，保證各種預(yù)留位置的合理性。

6.3事中質(zhì)量管理

通過在建筑工程建設(shè)過程中認(rèn)真做好工程管理工作，可以進(jìn)一步提升工程施工質(zhì)量，將BIM技術(shù)合理應(yīng)用到工程質(zhì)量管理過程中，可以進(jìn)一步縮短工程施工周期，降低工程施工成本，提升工程管理水平。通過采用BIM技術(shù)可以對(duì)各施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)造和模擬，讓建筑工程以更加直觀的形式呈現(xiàn)出來，從而讓施工人員更加合理開展材料使用規(guī)劃和配置工作，提升對(duì)材料利用率。例如，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以讓施工人員對(duì)鋼筋的位置進(jìn)行更加直觀的觀察，保證預(yù)留孔洞位置的合理性。在管線布置的過程中，也可以通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)對(duì)管線的排布、位置確定，讓管線的排布變得更加合理，避免出現(xiàn)管線過多交叉的現(xiàn)象。

6.4在安全管理中的應(yīng)用

在開展建筑工程建設(shè)的過程中，安全管理工作發(fā)揮著非常重要的作用，其是各種施工工作開展的基礎(chǔ)，各種安全管理工作并不是相互獨(dú)立，而是與施工質(zhì)量、成本、進(jìn)度管理相互關(guān)聯(lián)的。通過各種安全管理措施的應(yīng)用，可以有效降低工程施工中出現(xiàn)安全事故的幾率，避免出現(xiàn)太過嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。通過在工程安全管理中引入BIM技術(shù)，可以更加準(zhǔn)確和及時(shí)完成對(duì)各種安全風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別，從而更加及時(shí)采取相應(yīng)的彌補(bǔ)措施，有效解除各種施工安全隱患。

6.5根據(jù)工程模擬來開展安全管理工作

通過采用BIM技術(shù)的模擬功能，可以對(duì)整個(gè)工程施工過程進(jìn)行模擬，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程施工中可能出現(xiàn)的問題，然后及時(shí)采取措施進(jìn)行修正，讓建筑工程設(shè)計(jì)變得更加完善，還可以對(duì)工程施工中發(fā)生的安全隱患進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)各種安全事故的誘因和危害程度。例如，對(duì)工程施工中出現(xiàn)的高空墜物，也可以通過BIM技術(shù)有效模擬出來，從而更加及時(shí)采取安全防護(hù)措施，避免高空墜物可能造成的危害。另外，還可以對(duì)以往發(fā)生的安全事故做好資料留檔，便于后期開展梳理工作，發(fā)現(xiàn)問題發(fā)生的深入研究，然后制定出針對(duì)性的解決措施，起到警示和預(yù)防的作用，還可以進(jìn)一步培養(yǎng)施工人員的施工安全意識(shí)，對(duì)工程施工中可能出現(xiàn)的危害有初步的認(rèn)識(shí)，然后結(jié)合工程的實(shí)際狀況，及早采取預(yù)防措施，最大程度避免安全事故的發(fā)生。

6.6安全薄弱點(diǎn)的識(shí)別和防護(hù)

在建筑工程施工過程中，各種安全薄弱點(diǎn)是一直存在的，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以通過工程仿真的方式，來發(fā)現(xiàn)施工中的危險(xiǎn)區(qū)域。以臨邊洞口為例，在工程施工過程中，臨邊洞口往往是防護(hù)工作中的重點(diǎn)，其周圍往往會(huì)安裝各種防護(hù)措施。通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠在進(jìn)入到工程準(zhǔn)備階段之后，明確防護(hù)臨界洞口的位置，為后續(xù)開展安全防護(hù)工作，提供必要的依據(jù)。

6.7工程進(jìn)度的預(yù)測(cè)

通過開展工程進(jìn)度預(yù)測(cè)工作，可以讓工程管理人員更進(jìn)一步掌握工期。為了保證工程進(jìn)度預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，需要首先做好BIM模型的搭建工作，保證各種工程建設(shè)信息的完整性，還應(yīng)該結(jié)合工程的實(shí)際情況及時(shí)對(duì)工程施工進(jìn)行調(diào)整，保證三維模型的有效性。最后，還可以結(jié)合設(shè)計(jì)方案，來開展相關(guān)演練工作，與工程施工工期及時(shí)進(jìn)行對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)有可能出現(xiàn)工程延期，就需要對(duì)工程施工方案及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，最大程度避免工程施工延期情況的發(fā)生。

6.8在工程進(jìn)度管理當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用

在工程施工進(jìn)度管理的過程中，其主要包括兩項(xiàng)內(nèi)容：1.認(rèn)真做好實(shí)時(shí)控制，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，來及時(shí)掌握當(dāng)前工程施工進(jìn)度，并與工程施工設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程施工進(jìn)度偏差，更早采取預(yù)防措施，讓工程施工工期得到有效的控制。2.動(dòng)態(tài)控制。其也是工程施工進(jìn)度控制的有效手段，通過BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)工程施工的動(dòng)態(tài)控制，保證工程施工可以順利進(jìn)行，保證各施工環(huán)節(jié)都可以得到控制。

6.9在工程現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃當(dāng)中應(yīng)用

隨著城市化的高速發(fā)展，建筑用地變得越來越緊張，工程現(xiàn)場(chǎng)面積不斷縮小，對(duì)開展施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃，帶來了較多的難題。為了保證工程施工的安全性，對(duì)場(chǎng)地空間充分進(jìn)行使用，可以通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，來完成工程現(xiàn)場(chǎng)各種參數(shù)數(shù)據(jù)的收集工作，然后將現(xiàn)場(chǎng)納入到BIM模型當(dāng)中，幫助設(shè)計(jì)人員完成現(xiàn)場(chǎng)空間數(shù)據(jù)的分析，對(duì)各種站點(diǎn)更加科學(xué)進(jìn)行布置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)中出現(xiàn)的隱患問題，充分做好安全風(fēng)險(xiǎn)防控工作，提升工程現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃的安全性。在過去開展現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃工作的過程中，通常會(huì)使用CAD技術(shù)，其采用的平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)形式，并不能對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的情況完全進(jìn)行顯示。通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，就可以現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行精準(zhǔn)的展示，為開展現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃工作，奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語：

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)開展建筑工程設(shè)計(jì)和管理工作提出了更高的要求。針對(duì)當(dāng)前工程設(shè)計(jì)和管理中出現(xiàn)的問題，應(yīng)該引起足夠的重視，認(rèn)真分析問題發(fā)生的原因，然后及時(shí)采取針對(duì)性的措施，合理將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，提升工程現(xiàn)場(chǎng)管理的可視化效果。

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