建筑工程管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

孔巍

［摘 要］隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)開(kāi)始引入新技術(shù)工藝，從而打造智能建筑工程。多數(shù)建筑企業(yè)不太了解信息技術(shù)，開(kāi)展建筑工程建設(shè)時(shí)，整體施工工藝復(fù)雜，涉及較多的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容，導(dǎo)致工程管理的問(wèn)題突出。建筑企業(yè)要協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè)、各工序，提升建筑工程管理效率?；诖?，文章著重分析BIM技術(shù)的特點(diǎn)，BIM技術(shù)在建筑工程管理中的具體應(yīng)用，以及討論BIM技術(shù)的應(yīng)用效果，僅供相關(guān)人員參考。

［關(guān)鍵詞］建筑工程；工程管理；BIM技術(shù)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.12.034

［中圖分類(lèi)號(hào)］TU71；TU17［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1673-0194（2023）12-0105-04

0 ? ? 引 ? ?言

建筑信息模型（Building Information Modeling，

BIM）技術(shù)屬于建筑行業(yè)智能化技術(shù)，將為建筑業(yè)的發(fā)展提供助力。我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十四五”住房和城鄉(xiāng)建設(shè)科技發(fā)展規(guī)劃》后，提倡將信息技術(shù)應(yīng)用到建筑業(yè)，加快建筑業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型［1］。建筑企業(yè)需要分析BIM技術(shù)與其他信息技術(shù)的融合方法，以及數(shù)據(jù)資源體系、項(xiàng)目智能化審批、建模軟件應(yīng)用等，并形成數(shù)字化管理平臺(tái)［2］。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以為建筑業(yè)提供轉(zhuǎn)型條件，有助于提升決策效率，縮短建設(shè)周期，減少成本支出，全面保障工程質(zhì)量與安全?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，提升了建筑管理水平，為建筑工程提供了增值服務(wù)。

1 ? ? BIM技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 ? 可視化

現(xiàn)代建筑的形式、形狀比較復(fù)雜，普通手工建筑設(shè)計(jì)圖紙難以滿(mǎn)足復(fù)雜工程、異形空間的結(jié)構(gòu)要求。建筑企業(yè)通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案，可以借助三維物理圖像、三維渲染方式，為人們提供直觀的三維展示服務(wù)，確保決策者作出正確的決策。

1.2 ? 協(xié)調(diào)性

以往建筑方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不同專(zhuān)業(yè)采用獨(dú)立設(shè)計(jì)方式，不注重交流與溝通，如對(duì)于空調(diào)、通風(fēng)、供暖通道，各部門(mén)只負(fù)責(zé)各自施工圖紙。但建筑工程建設(shè)過(guò)程中涉及較多結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所以會(huì)出現(xiàn)碰撞問(wèn)題，增加建設(shè)難度。為了處理以上問(wèn)題，需要引入BIM技術(shù)提前干預(yù)。在施工初期，利用BIM技術(shù)調(diào)節(jié)各專(zhuān)業(yè)沖突，提供數(shù)據(jù)參考。處理沖突問(wèn)題，并非BIM技術(shù)的單一功能，其還可以調(diào)整地下排水、電梯井等的布局。

1.3 ? 優(yōu)化性

建筑企業(yè)借助BIM技術(shù)的優(yōu)化性特點(diǎn)，能夠優(yōu)化部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)，如大空間、立面、三角屋頂?shù)炔课坏脑O(shè)計(jì)。盡管上述部位的占比小，但是花費(fèi)的時(shí)間、資金非常多，建造難度大，引發(fā)的施工問(wèn)題多［3］。利用BIM優(yōu)化施工計(jì)劃，能夠減少時(shí)間、資金的支出。

2 ? ? BIM技術(shù)在建筑工程管理中的具體應(yīng)用

2.1 ? 在場(chǎng)地分析中的應(yīng)用

施工現(xiàn)場(chǎng)情況與工程質(zhì)量的關(guān)系密切，因此在施工之前，施工人員要全面分析各施工場(chǎng)地狀況，從而獲得管理數(shù)據(jù)支持。該項(xiàng)工作的復(fù)雜度高，對(duì)管理人員的專(zhuān)業(yè)要求高，在解析現(xiàn)有參數(shù)時(shí)，如果管理人員不太了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，則會(huì)出現(xiàn)分析錯(cuò)誤等問(wèn)題。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以有效減少問(wèn)題。管理人員應(yīng)用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)模擬定位，提升分析過(guò)程的透明度，獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果，從而為工程管理奠定基礎(chǔ)。

2.2 ? 在方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

當(dāng)建筑工程項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，施工單位要組織專(zhuān)業(yè)人員、施工部門(mén)開(kāi)展技術(shù)交底，確保施工人員了解施工要求，遵循施工方案、圖紙要求施工。為了提升設(shè)計(jì)方案的可行性，設(shè)計(jì)人員也要應(yīng)用BIM技術(shù)建立完整的建筑模型，獲得良好的施工方案［4］。設(shè)計(jì)人員應(yīng)用BIM技術(shù)，可以預(yù)演工程建設(shè)過(guò)程，針對(duì)性調(diào)整模擬數(shù)據(jù)的參數(shù)，保障施工方案的合理性。當(dāng)建筑工程的難度較大時(shí)，設(shè)計(jì)人員可應(yīng)用BIM技術(shù)，開(kāi)展多元化方案設(shè)計(jì)，篩選出最佳方案，從而為施工人員提供指導(dǎo)。

2.3 ? 在圖紙會(huì)審中的應(yīng)用

在建筑工程管理中，圖紙會(huì)審屬于重要工作內(nèi)容，管理人員應(yīng)用BIM技術(shù)，可以檢驗(yàn)施工圖紙的有效性。管理人員借助BIM技術(shù)，可以建立可視化模型，明確建筑結(jié)構(gòu)體系，減少圖紙會(huì)審的錯(cuò)誤。

2.4 ? 在施工管理中的應(yīng)用

開(kāi)展施工管理工作時(shí)，要合理應(yīng)用BIM技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理，保障施工質(zhì)量。管理人員利用BIM技術(shù)，可以借助其可視化功能，科學(xué)管理物力、人力資源，使各參建方共享數(shù)據(jù)信息［5］。

2.5 ? 在竣工管理中的應(yīng)用

在竣工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠優(yōu)化驗(yàn)收流程，修復(fù)工程缺陷，全面提升竣工驗(yàn)收效率、質(zhì)量。

2.6 ? 在成本管理中的應(yīng)用

在建筑工程管理中，成本管理屬于重要內(nèi)容。在成本管理中，BIM技術(shù)具有極大的應(yīng)用價(jià)值。在施工之前，管理人員應(yīng)用BIM技術(shù)，建立建筑的可視化模型，能夠保證工程量、材料量的準(zhǔn)確性［6］。之后，結(jié)合數(shù)據(jù)與建筑實(shí)況，能夠?qū)Τ杀究刂品桨高M(jìn)行優(yōu)化，從而增加經(jīng)濟(jì)效益，減少不良損耗。

2.7 ? 在進(jìn)度管理中的應(yīng)用

在工程施工期間，管理人員通過(guò)BIM技術(shù)協(xié)調(diào)工程管理。BIM技術(shù)按照不同信息、參數(shù)，能夠預(yù)測(cè)工程竣工時(shí)間，促使管理人員優(yōu)化施工流程，合理劃分施工任務(wù)。當(dāng)施工流程不合理時(shí)，BIM會(huì)發(fā)出預(yù)警，幫助管理人員優(yōu)化調(diào)整，提升進(jìn)度管理效率。

2.8 ? 在材料管理中的應(yīng)用

在建筑工程項(xiàng)目中，材料屬于項(xiàng)目施工的基礎(chǔ)要素。在傳統(tǒng)建筑工程管理中，材料性能與質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會(huì)增加工程質(zhì)量隱患，因此必須關(guān)注材料質(zhì)量管理。在控制材料成本時(shí)，也要保障材料性能與質(zhì)量。將BIM技術(shù)應(yīng)用到材料管理中，可以匯總分析不同的建筑材料信息，之后記錄在檔案內(nèi)，以供相關(guān)人員隨時(shí)查找材料信息。此外，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)材料質(zhì)量、成本信息同步化，在維護(hù)材料質(zhì)量的同時(shí)，合理控制成本投入。利用BIM技術(shù)，可以科學(xué)管理建筑材料，根據(jù)材料的類(lèi)型、性質(zhì)、適用范圍進(jìn)行分類(lèi)，選擇合適的儲(chǔ)存方式，降低材料的受損度，保障工程建設(shè)質(zhì)量。

2.9 ? 在碰撞檢測(cè)中的應(yīng)用

開(kāi)展施工之前，要檢測(cè)建筑各構(gòu)件的碰撞、沖突情況，保障施工過(guò)程順利。碰撞檢測(cè)對(duì)施工質(zhì)量的影響較大，特別是管道施工［7］。在檢測(cè)管道碰撞時(shí)，檢測(cè)人員借助BIM技術(shù)，可以深入分析管道結(jié)構(gòu)碰撞情況，以直觀形式記錄不合理的問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員按照管道線路的檢測(cè)結(jié)果，做好設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，以便后續(xù)順利開(kāi)展施工建設(shè)。

2.10 ? 在統(tǒng)籌管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)施工模式下，各部門(mén)溝通不暢，導(dǎo)致施工安全隱患比較多。鑒于此，施工企業(yè)通過(guò)BIM技術(shù)，可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)共享數(shù)據(jù)［8］。管理人員按時(shí)上傳管理記錄，參建方可以掌握工程建設(shè)進(jìn)度［9］?？梢哉f(shuō)，BIM技術(shù)可以加強(qiáng)各部門(mén)的聯(lián)系，減少交叉作業(yè)，保證溝通流程的簡(jiǎn)便性，同時(shí)可以幫助施工企業(yè)開(kāi)展統(tǒng)籌管理，有序推進(jìn)施工任務(wù)。

2.11 ? 在運(yùn)維管理中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程運(yùn)維管理中，可以延長(zhǎng)項(xiàng)目使用年限，增加建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，建筑工程項(xiàng)目運(yùn)維管理的內(nèi)容非常多，涉及空間管理、設(shè)備運(yùn)維管理、公共安全管理、資產(chǎn)管理等。在項(xiàng)目運(yùn)維管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，管理人員可以及時(shí)采集各類(lèi)管理數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)信息優(yōu)化項(xiàng)目的運(yùn)維管理方案，全面提升工程資源使用效率。另外，工程建成后，利用BIM技術(shù)來(lái)分析建筑使用情況，以此為依據(jù)，可以?xún)?yōu)化、調(diào)整供電方案，保證用電設(shè)備應(yīng)用的合理性，從而全面控制電能消耗。由長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)可知，BIM技術(shù)在項(xiàng)目運(yùn)維管理中的應(yīng)用成效顯著，可以實(shí)現(xiàn)建筑的全生命周期管理，推廣價(jià)值高。

3 ? ? BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用實(shí)踐

本研究以A項(xiàng)目為例，探究BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用情況。A項(xiàng)目位于某市的城區(qū)，是市中心、北郊區(qū)的連接點(diǎn)。在項(xiàng)目規(guī)劃中，要保留原有建筑，重點(diǎn)改造區(qū)域內(nèi)的工業(yè)建筑、公共建筑、少量住宅建筑。項(xiàng)目包括幼兒園、建筑群、社區(qū)中心、學(xué)校等。勘察項(xiàng)目區(qū)域可知，該地區(qū)夏季溫度為20℃，濕度為50%；冬季溫度低于0℃，濕度約為25%。調(diào)查項(xiàng)目區(qū)域可知，夏季可利用自然通風(fēng)，降低室內(nèi)的熱負(fù)荷。

3.1 ? 優(yōu)化施工設(shè)計(jì)

為了規(guī)范化管理建筑工程，需要基于BIM技術(shù)應(yīng)用情況，優(yōu)化項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)。由于A項(xiàng)目涉及多個(gè)節(jié)點(diǎn)，施工圖紙的精細(xì)化水平較低。為了減少施工過(guò)程中的沖突問(wèn)題，施工單位要按照工程屬性和參數(shù)，建立族文件，包含構(gòu)件尺寸信息、材質(zhì)信息、應(yīng)力分布信息、價(jià)格信息。按照項(xiàng)目施工管理要求，校對(duì)、修訂族文件，針對(duì)不同施工構(gòu)件的應(yīng)力傳遞問(wèn)題，可以采用此種方式，明確不同構(gòu)件的受力情況，根據(jù)預(yù)設(shè)施工法維護(hù)結(jié)構(gòu)安全。分析構(gòu)件應(yīng)力分布，可采用以下公式：

σ=W/A（1）

在式（1）中，σ表示節(jié)點(diǎn)構(gòu)件應(yīng)力，W表示有效受力面積，A表示正向應(yīng)力。

根據(jù)式（1）分析不同節(jié)點(diǎn)的構(gòu)件應(yīng)力，以終端設(shè)備操作可視化建模軟件，用于構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，之后將結(jié)構(gòu)模型、模型參數(shù)導(dǎo)入有限元分析軟件，分析不同位置的塑性、彈性參數(shù)，確保建筑力學(xué)結(jié)構(gòu)模型與工程實(shí)體結(jié)構(gòu)的一致性。校驗(yàn)建筑模型的空間結(jié)構(gòu)，根據(jù)預(yù)設(shè)施工方案，檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)施工的規(guī)范性［10］。在校驗(yàn)之后，若設(shè)計(jì)方案高度匹配工程實(shí)況，則導(dǎo)出方案施工。檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)沖突問(wèn)題，則按照沖突方式調(diào)整節(jié)點(diǎn)，完善建筑工程施工設(shè)計(jì)。

3.2 ? 進(jìn)度可視化管理

在建筑工程管理中，進(jìn)度管理屬于重要環(huán)節(jié)。選擇建筑結(jié)構(gòu)空間模型，將其導(dǎo)入BIM軟件。按照預(yù)設(shè)的工程進(jìn)度，對(duì)接BIM軟件，以集成方式，將進(jìn)度信息導(dǎo)入三維模型，生成可視化的施工模型。在4D施工模型設(shè)計(jì)中，可以應(yīng)用以下公式：

（2）

在式（2）中，、x、y分別表示施工模型，模型橫向參數(shù)、縱向參數(shù)。

針對(duì)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容，要在BIM軟件內(nèi)模擬項(xiàng)目施工進(jìn)度，模擬流程如下：第一，將BIM空間模型錄入可視化編輯軟件；第二，編制工程計(jì)劃、施工進(jìn)度方案；第三，注重施工進(jìn)度模型、建筑結(jié)構(gòu)模型的銜接，生成4D結(jié)構(gòu)模型；第四，使用輔助性工具，模擬施工進(jìn)度；第五，按照工程施工情況，優(yōu)化進(jìn)度情況。圖1為工程進(jìn)度模擬流程。

另外，在監(jiān)控工程進(jìn)度時(shí)，可以應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，獲取、上傳建筑的構(gòu)件狀態(tài)，確保計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度的一致性。利用終端軟件，用不同顏色描述建造狀態(tài)，掌握構(gòu)件的建造進(jìn)度。按照實(shí)際建造進(jìn)度與預(yù)期進(jìn)度的時(shí)間差，預(yù)警工程構(gòu)件的延誤狀態(tài)，科學(xué)管理工程施工進(jìn)度。

3.3 ? 動(dòng)態(tài)化模擬工程施工過(guò)程

上述工作完成之后，需要應(yīng)用BIM技術(shù)，動(dòng)態(tài)模擬工程施工過(guò)程。本次工程的規(guī)模大、施工復(fù)雜度高，所以要全方位把控工程施工過(guò)程。在計(jì)算機(jī)內(nèi)錄入工程相關(guān)信息，操作Project軟件，保證工程管理計(jì)劃書(shū)的完善度；應(yīng)用Navisworks軟件，可以高度集成工程時(shí)間節(jié)點(diǎn)、空間節(jié)點(diǎn)來(lái)有效管理工程施工過(guò)程。

4 ? ? 實(shí)例分析

綜合上述分析，可以掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用思路。為了驗(yàn)證該技術(shù)的可行性，筆者詳細(xì)記錄A項(xiàng)目使用該技術(shù)的效果。將工程進(jìn)度作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)，獲取各專(zhuān)業(yè)的計(jì)劃工期，結(jié)合上述內(nèi)容，對(duì)比各專(zhuān)業(yè)的施工任務(wù)、實(shí)際工期，如表1所示。

由表1中的數(shù)據(jù)可知，相比計(jì)劃工期，不同專(zhuān)業(yè)施工任務(wù)的周期明顯縮短，尤其是空調(diào)施工。本文提出的應(yīng)用BIM技術(shù)的工程管理方法能夠明顯縮短工程建設(shè)周期，驗(yàn)證了BIM技術(shù)的可行性。在具體的實(shí)踐中，科學(xué)應(yīng)用BIM技術(shù)可以嚴(yán)格控制施工進(jìn)度，提升施工效率。同時(shí)，利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程管理還可以節(jié)約工程施工成本，包括設(shè)備租賃費(fèi)用、人工費(fèi)用等。

5 ? ? 結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)分析了BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用，并以具體的工程案例探討建筑施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)的方式。實(shí)踐證明，在建筑工程管理中應(yīng)用BIM技術(shù)能提升不同專(zhuān)業(yè)的施工效率，節(jié)省設(shè)備費(fèi)用、人工費(fèi)用，增加經(jīng)濟(jì)效益。因此，在同類(lèi)工程施工管理中，也可以引入BIM技術(shù)，按照工程實(shí)況，調(diào)整BIM技術(shù)的應(yīng)用方法，充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

主要參考文獻(xiàn)

［1］岑簫.工業(yè)與民用建筑工程中的現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程施工技術(shù)管理研究［J］.建材與裝飾，2019（20）：213-214.

［2］李燕，武彥生，高雄.建筑工程施工進(jìn)度預(yù)測(cè)與管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析［J］.四川水泥，2019（3）：122.

［3］許偉偉.BIM技術(shù)在市政與房屋建筑工程施工進(jìn)度管理中的有效應(yīng)用［J］.中國(guó)建設(shè)信息化，2022（22）：50-52.

［4］于海濤.基于《水工建筑物設(shè)計(jì)與水利工程管理》分析BIM技術(shù)在水利工程建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.人民黃河，2022（11）：173-174.

［5］劉宏建，張弛.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”BIM技術(shù)的建筑工程施工管理應(yīng)用研究［J］.中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2022（10）：62-64.

［6］周舟.施工進(jìn)度管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用：以某房屋建筑工程項(xiàng)目為例［J］.房地產(chǎn)世界，2022（18）：130-132.

［7］劉洋，路慧喜.BIM技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用［J］.工程技術(shù)研究，2021（19）：130-131.

［8］徐琳.借助BIM技術(shù)提升建筑工程資料管理成效的路徑探索［J］.住宅與房地產(chǎn)，2020（26）：137-138.

［9］張兆奎.BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用探討［J］.磚瓦世界，2022（18）：106-108.

［10］孫小萍，李楠楠.淺析BIM技術(shù)在智能化建筑運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用：以同濟(jì)設(shè)計(jì)院集團(tuán)大樓為例［J］.散裝水泥，2021（1）：120-122.