論BIM 在建筑工程管理中的應(yīng)用

高 燕

山西八建集團(tuán)有限公司（030027）

0 前言

如今，建筑工程行業(yè)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了許多新技術(shù)，建筑管理方面也發(fā)生了巨大變化。BIM技術(shù)是一種新型的建筑數(shù)學(xué)建模技術(shù)，采用建立模型的方法將數(shù)據(jù)反映出來，更加直觀地反映建筑工程。BIM技術(shù)也能夠?qū)ㄖこ踢M(jìn)行管理，保證施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

1 BIM 在建筑工程管理中的相關(guān)論述

1.1 研究背景

目前，許多建筑單位已經(jīng)采用BIM技術(shù)進(jìn)行管理，而且許多全過程工程咨詢單位也重視BIM 技術(shù)，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行管理。建筑工程的一些環(huán)節(jié)已經(jīng)開始使用BIM技術(shù)，如土建專業(yè)、鋼筋專業(yè)和安裝專業(yè)都可以建立自己的模型，并且在建模過程中利用幾個(gè)坐標(biāo)系，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行安裝和施工。建筑工程施工能夠依據(jù)BIM 建立的模型進(jìn)行管理，更好地監(jiān)督施工全過程。

1.2 BIM 概述

BIM技術(shù)是一種數(shù)學(xué)建模技術(shù)，能夠?qū)⒔ㄖこ痰脑O(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化為3D 模型，能夠更加直觀地反映出建筑工程的效果圖，將設(shè)計(jì)圖更加可視化。BIM技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)階段、施工階段、銷售階段和運(yùn)營(yíng)管理階段等進(jìn)行全過程管理和模擬，從而保證整個(gè)施工過程的施工質(zhì)量和進(jìn)度，將問題更加直觀地反映出來。

BIM 技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性。

可視化是能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撧D(zhuǎn)化為實(shí)際模型，BIM技術(shù)能夠?qū)⑹┕ふ麄€(gè)過程變得可視化，不僅可以用效果圖展示及報(bào)表生成，而且項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。

協(xié)調(diào)性是建筑行業(yè)的重要內(nèi)容。BIM能夠協(xié)調(diào)各個(gè)施工環(huán)節(jié)，對(duì)變更的工程能夠找到相應(yīng)的補(bǔ)救措施。BIM能夠在建筑前期對(duì)各個(gè)施工沖突的環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)，能夠提供協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)和方案。如在管道安裝工程中，布置的管道線路與變更的工程相沖突，阻礙了管道線路的布置，導(dǎo)致管道線路無法安裝或者對(duì)管道線路進(jìn)行變更，從而影響了施工的質(zhì)量。BIM能夠?qū)⒆兏墓こ添?xiàng)目和其他項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)調(diào)和重新安排，保證了建筑工程施工的質(zhì)量和施工進(jìn)度。

BIM 的模擬性不僅僅能夠模擬出建筑物的模型，還能夠模擬各種破壞試驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)方案和圖紙進(jìn)行檢測(cè)等。如運(yùn)用BIM 能夠模擬建筑物破壞試驗(yàn)，模擬節(jié)能、熱量傳導(dǎo)試驗(yàn)等，將試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，找到設(shè)計(jì)過程中存在的問題，保證了施工的質(zhì)量和施工的進(jìn)度。

BIM 不但能夠?qū)υO(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)等過程進(jìn)行優(yōu)化，還可以提供相關(guān)的信息，如幾何信息、物理信息以及規(guī)則信息等，能夠?qū)⑦@些信息更加直觀地反映出來。

1.3 建筑工程管理影響因素、特點(diǎn)和原則

1.3.1 建筑工程管理的影響因素

建筑工程中施工質(zhì)量管理會(huì)受到許多的因素影響，如技術(shù)因素對(duì)管理的影響、施工設(shè)施因素對(duì)管理的影響和施工人員對(duì)管理的影響。技術(shù)在施工中具有重要的作用，能夠直接影響到施工的質(zhì)量，影響到施工成本。技術(shù)因素也能夠影響到建筑工程管理，在很大程度上技術(shù)能夠決定建筑工程管理的方案。

設(shè)備因素也是影響建筑工程管理的因素之一，如在設(shè)備使用中是否進(jìn)行維護(hù)、是否按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用等。這些因素都會(huì)影響設(shè)備的正常工作，從而影響建筑工程的管理，也能夠影響建筑效果和經(jīng)濟(jì)效益。

1.3.2 建筑施工管理的特點(diǎn)

建筑工程施工管理具有復(fù)雜性、多變性和多發(fā)性的特點(diǎn)。在建筑工程施工中，施工的難度大，時(shí)間長(zhǎng)，使建筑工程管理存在復(fù)雜性的特點(diǎn)。一方面，建筑工程在施工中，人員較多，施工材料也比較多，會(huì)受到地理?xiàng)l件等因素的影響，使施工管理方案存在著許多限制條件，讓建筑工程管理變得復(fù)雜；另一方面，在建筑工程施工中，會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)料的突發(fā)情況，讓建筑工程管理變得更復(fù)雜。

在施工過程中，存在著許多因素，如裂縫、滲漏等，這些因素導(dǎo)致不得不重新調(diào)整建筑工程管理方案，使建筑工程管理具有多變性。

1.3.3 建筑工程管理的原則

建筑工程管理原則包括堅(jiān)持安全生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)先、堅(jiān)持以預(yù)防為主和堅(jiān)持以人的安全為前提的原則。建筑工程是具有一定危險(xiǎn)性和對(duì)質(zhì)量要求極高的工程，必須要堅(jiān)持安全生產(chǎn)、質(zhì)量?jī)?yōu)先的原則，在保證安全生產(chǎn)的前提下，保證施工的質(zhì)量。

施工人員是工程施工的主體，堅(jiān)持以人為核心的原則，在建筑工程管理中以人的安全為前提能夠提高施工質(zhì)量。在建筑工程管理中，對(duì)施工所遇到的問題進(jìn)行預(yù)防，對(duì)施工中可能發(fā)生的情況進(jìn)行事前控制，將可能發(fā)生的問題進(jìn)行管理，保證施工的質(zhì)量。

2 BIM 在建筑工程管理中的應(yīng)用

2.1 BIM 在建筑工程管理中的作用分析

由于BIM 能夠更好地進(jìn)行三維立體呈現(xiàn)，所以，通過BIM 的應(yīng)用，能夠?qū)こ淌┕ぶ械男畔⑦M(jìn)行搜尋，并實(shí)現(xiàn)信息的共享。BIM能夠適用于安全管理、施工質(zhì)量管理、施工成本管理、進(jìn)度管理和建筑工程竣工管理等方面，能夠保證施工的質(zhì)量和進(jìn)度，也能夠進(jìn)行估測(cè)造價(jià)數(shù)據(jù)和進(jìn)行工程量計(jì)算。

2.2 估測(cè)造價(jià)數(shù)據(jù)

BIM 通過儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)所建立的模型并結(jié)合其可視化技術(shù)，可以估測(cè)與擬建工程相似的造價(jià)數(shù)據(jù)。基于此功能，BIM可以通過一個(gè)地區(qū)的人工勞務(wù)費(fèi)、建筑材料費(fèi)、機(jī)械設(shè)備租賃費(fèi)用、動(dòng)力油耗等，輸出與以往建設(shè)類似工程單位平方米的造價(jià)，進(jìn)而精確估算出擬建項(xiàng)目規(guī)劃總投資額，為工程投資決策提供參考依據(jù)。隨著BIM 研究應(yīng)用不斷成熟，造價(jià)審核人員可以通過調(diào)用BIM中類似項(xiàng)目的大量詳細(xì)的歷史數(shù)據(jù)，采用BIM的多維計(jì)算模型模擬施工過程，快速準(zhǔn)確地確定整個(gè)項(xiàng)目各項(xiàng)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)成本高效合理控制。

2.3 工程量計(jì)算

計(jì)算機(jī)在建筑領(lǐng)域未普及之前，工程量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都是通過人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，造價(jià)員對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出該項(xiàng)目的工程量，然后參照預(yù)算定額，并結(jié)合市場(chǎng)情況，根據(jù)造價(jià)計(jì)算規(guī)則編制出預(yù)算報(bào)表。但是工程量的統(tǒng)計(jì)工作煩瑣而復(fù)雜，完全依靠人工統(tǒng)計(jì)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，即便是比較有經(jīng)驗(yàn)的造價(jià)員在如此大的工作負(fù)荷下也難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，工作效率較低。后來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了神機(jī)妙算、興安得力、廣聯(lián)達(dá)等套價(jià)軟件，這些軟件雖然可以直接套取定額并計(jì)算造價(jià)，但是工程量統(tǒng)計(jì)仍然需要人工完成，不能使造價(jià)人員真正從統(tǒng)計(jì)工程量的繁重工作中解脫出來。

2.4 解決設(shè)計(jì)變更問題

在工程全壽命周期中，項(xiàng)目投資策劃、設(shè)計(jì)、施工相關(guān)造價(jià)數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)在基于BIM 系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)器中。當(dāng)發(fā)生設(shè)計(jì)變更時(shí)，將設(shè)計(jì)變更內(nèi)容關(guān)聯(lián)到BIM 模型中，只要簡(jiǎn)單調(diào)整模型，相關(guān)的工程量變化就會(huì)自動(dòng)反映出來，而不需要重復(fù)地計(jì)算。同時(shí)造價(jià)人員通過反饋得到由于設(shè)計(jì)變更引起的造價(jià)變化結(jié)果，能更清楚地了解設(shè)計(jì)方案的變化對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生的具體影響。

2.5 應(yīng)用存在的問題

2.5.1 BIM 存在著一定的問題

首先，設(shè)計(jì)成果粗糙。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法在空間上考慮不足，采用二維設(shè)計(jì)手段，在CAD 二維圖紙上進(jìn)行系統(tǒng)的布設(shè)。令工程人員比較苦惱的是，在設(shè)計(jì)管道時(shí)，二維圖紙的設(shè)計(jì)僅能對(duì)管道進(jìn)行粗略定位，無法在二維圖紙上進(jìn)行直觀的管道方案排布。在同一場(chǎng)景，各專業(yè)的設(shè)計(jì)基本不交圈。各個(gè)專業(yè)僅設(shè)計(jì)各自的系統(tǒng)，至于空間是否足夠，現(xiàn)場(chǎng)如何排布才能達(dá)到更美觀、更經(jīng)濟(jì)，使用和維修是否方便，這些內(nèi)容在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段完全沒有考慮。

其次，施工的不確定性。圖紙過于粗糙，導(dǎo)致本該在設(shè)計(jì)階段解決的布局和定位問題，只能到施工現(xiàn)場(chǎng)解決?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，各專業(yè)都想占用最優(yōu)的占位，這給工程的管理和協(xié)調(diào)工作帶來了很大的麻煩。在工程實(shí)施階段，各專業(yè)并不是同時(shí)進(jìn)場(chǎng)的，而是隨著工程進(jìn)度，分階段確定施工單位。這樣就會(huì)導(dǎo)致后進(jìn)場(chǎng)的專業(yè)，只能在現(xiàn)有情況下安排施工。這就產(chǎn)生了工程中常見布局錯(cuò)亂，出現(xiàn)不便使用和維修的劣質(zhì)工程。

最后，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)低效性。粗糙的設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)管道的標(biāo)高、定位均不明確。現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，作業(yè)人員只能根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況進(jìn)行方案排布、測(cè)量、切割、安裝。這給施工帶來了極大的不便利，給提高施效率，帶來了極大的外部阻力[1]。

2.5.2 應(yīng)用存在一定的問題

在應(yīng)用工程中，許多建筑工程管理人員沒有了解BIM的作用和特點(diǎn)，不重視BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用，缺乏對(duì)BIM的重視。隨著近幾年BIM的發(fā)展，掌握BIM 的人才也越來越多，但在我國(guó)BIM僅作為一種職業(yè)或行業(yè)存在，為施工企業(yè)提供專業(yè)的技術(shù)服務(wù)，而且缺乏相關(guān)的技術(shù)人才，使得BIM在實(shí)際使用過程不能充分發(fā)揮BIM的價(jià)值。

2.6 如何加強(qiáng)BIM 在建筑工程管理中的應(yīng)用

2.6.1 完善BIM 建筑工程管理體系

運(yùn)用科學(xué)、合理的方法來完善BIM建筑工程管理體系，采用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的技術(shù)來規(guī)范BIM建筑工程管理體系，從而保證施工質(zhì)量。完善BIM 建筑工程管理體系的相關(guān)內(nèi)容，保證設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)方案的可視性和協(xié)調(diào)性。

對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙，必須要保證設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確，而且必須使設(shè)計(jì)模型能夠準(zhǔn)確地反映設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，將設(shè)計(jì)的3D 模型準(zhǔn)確地反映出來。結(jié)合BIM 的協(xié)調(diào)性、模擬性等特點(diǎn)，制訂出切實(shí)有效的建筑工程進(jìn)度編制計(jì)劃，并將其實(shí)施到位，促使工程進(jìn)度管理更具專業(yè)性，減少這方面的管理工作量，滿足建筑工程高效施工要求，充分發(fā)揮進(jìn)度管理在工程實(shí)踐中的實(shí)際作用。

在進(jìn)行評(píng)價(jià)和驗(yàn)收時(shí)，不能以相關(guān)的評(píng)價(jià)人員的主觀評(píng)價(jià)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，要采用科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)方式，保證評(píng)價(jià)和驗(yàn)收的嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)，找出建筑工程存在的問題并加以解決，從而保證建筑工程在施工中的質(zhì)量和安全。

在BIM的支持下，按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，構(gòu)建出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)工程建設(shè)全過程狀況進(jìn)行科學(xué)分析，找出可能存在的安全隱患，有針對(duì)性地進(jìn)行工程管理和檢測(cè)，從而降低安全事故的發(fā)生，提高了施工的質(zhì)量，滿足建筑工程管理的要求[2]。

2.6.2 加強(qiáng)對(duì)BIM 的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，必須要加強(qiáng)對(duì)BIM的了解和重視，大力宣傳BIM 的優(yōu)點(diǎn)，讓更多的建筑公司使用該技術(shù)。也要培養(yǎng)相應(yīng)的技術(shù)人員，加強(qiáng)對(duì)BIM的研究，從而保證BIM能夠更好地適用于建筑工程管理。

2.6.3 利用BIM 對(duì)物料進(jìn)行管理

BIM 的應(yīng)用可以提高施工材料管理的整體協(xié)調(diào)性。以往的二維模型不能很好地反映建筑物料管理過程中存在的問題。隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)建筑施工提出了更高的要求，存在的問題也復(fù)雜多樣。特別是對(duì)于一些大型復(fù)雜的施工材料管理。BIM可以充分協(xié)調(diào)建筑材料各方面的數(shù)據(jù)，使管理過程更具準(zhǔn)確性。通過立體多維化的管理模式，人們可以直接地感受到建筑材料管理的效果，促進(jìn)管理的順利實(shí)施。

BIM具有較強(qiáng)的仿真和分析能力。在土建施工材料管理的初期，可根據(jù)員工的實(shí)際需要，充分發(fā)揮后續(xù)和整體管理效果。同時(shí)，模擬可能出現(xiàn)的問題，幫助施工人員改進(jìn)存在的問題，優(yōu)化管理方法。仿真分析能力可以幫助土建單位有效節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，提高土建施工材料管理的整體控制能力與管理效果[3]。

2.6.4 利用BIM 加強(qiáng)對(duì)建筑施工的管理

如今，社會(huì)各界加強(qiáng)了對(duì)建筑工程施工質(zhì)量問題的關(guān)注。近年來，隨著建筑施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，研制出越來越多的新型建筑材料，但是無法避免的是在施工過程中依舊存在許多問題。如不能規(guī)范使用建筑材料，施工人員綜合素質(zhì)參差不齊，施工質(zhì)量沒有得到實(shí)時(shí)監(jiān)管。在建筑工程施工階段合理應(yīng)用BIM，可以對(duì)上述問題進(jìn)行有效解決，不僅能夠有效提高工程建設(shè)效率，還能夠保證建筑工程質(zhì)量。

3 結(jié)語

BIM對(duì)于建筑工程管理具有重要作用，但是在建筑工程應(yīng)用中還存在一定的問題。因此，必須加強(qiáng)BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用，培養(yǎng)相應(yīng)的專業(yè)人才，不斷地對(duì)BIM 進(jìn)行創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程管理的目的。