BIM技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用

馬 斌 李 錦 薛雙祥

中國建筑第四工程局有限公司 陜西 西安 710000

在當(dāng)今社會，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)在建筑行業(yè)中得到了更廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代化房建工程中，傳統(tǒng)的管理技術(shù)方法已經(jīng)難以滿足施工管理需求，因此需要對更多的先進(jìn)技術(shù)積極引進(jìn)。BIM技術(shù)是當(dāng)前建筑領(lǐng)域中最為重要的先進(jìn)技術(shù)之一，它在住宅工程中的應(yīng)用，體現(xiàn)出了對工程設(shè)計、施工質(zhì)量管理、安全管理等方面的重要變革。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，基于BIM技術(shù)開展住宅建筑工程的新施工方法，能夠推動建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

1 BIM技術(shù)的概述

BIM是一種可以通過創(chuàng)建并利用數(shù)字化模型實現(xiàn)對建設(shè)工程進(jìn)行設(shè)計、建造以及運營管理的現(xiàn)代信息技術(shù)平臺，其具有集成化、智能化、數(shù)字化等特點，而且還可以構(gòu)建相應(yīng)的模型，為參與建設(shè)工程項目的各方創(chuàng)建了一個能夠高效交流和溝通的信息平臺。在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)其價值主要體現(xiàn)在以下方面：第一，具有可分析的數(shù)據(jù)庫，支持建筑模型的可視化。BIM模型在成功構(gòu)建出來之后，項目模型的施工幾何實體、位置、工程、材料、施工等多方面的信息都可以直觀呈現(xiàn)在人們面前，人們可以全方位的對模型進(jìn)行觀察，準(zhǔn)確了解工程項目建設(shè)所需要的構(gòu)件尺寸大小、數(shù)量等多方面的信息；第二，信息智能關(guān)聯(lián)，信息可以快速傳遞。在BIM技術(shù)的支持下，建筑工程項目模型的信息都可以實現(xiàn)實時共享和交流，參與施工建設(shè)的工作人員可以結(jié)合模型所反映出來的信息進(jìn)行溝通和交流；第三，BIM可以綜合各種信息技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對項目的精細(xì)化管理。以BIM模型作為核心，與先進(jìn)的信息技術(shù)集成應(yīng)用，比如將BIM技術(shù)與云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合在一起，運用這些技術(shù)對建筑模型進(jìn)行分析，使其能夠更好地控制建筑質(zhì)量[1-2]。

2 BIM技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用重要作用分析

2.1 工程施工質(zhì)量的重要保障

利用BIM虛擬施工技術(shù)來進(jìn)行房建工程的管理，能夠通過信息共享平臺，及時了解施工管理的要求，以及房建工程的進(jìn)展?fàn)顩r，進(jìn)而能夠通過對信息的分析及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的風(fēng)險與隱患，提前采取有效的措施進(jìn)行風(fēng)險預(yù)防與隱患排查；管理人員還可以通過該技術(shù)提供的信息平臺，對整個施工過程提供更有針對性的指導(dǎo)，并實現(xiàn)不同工種、不同專業(yè)工程施工之間的協(xié)調(diào)、矛盾解決，促使整個施工過程更加的規(guī)范、順利。而這些最終都是建筑工程施工質(zhì)量的有效保障。

2.2 工程施工流程優(yōu)化的重要推動力

利用BIM虛擬施工技術(shù)能夠以施工圖紙和方案，對整個施工流程進(jìn)行3D模擬，能夠提前了解整個施工的流程，使施工人員能夠更加清晰明確，并且深入的理解施工方案與圖紙，避免出現(xiàn)理解上的錯誤進(jìn)而導(dǎo)致施工上的錯誤。另外，BIM虛擬施工技術(shù)還可以對整個施工流程、各工序的應(yīng)用流程、設(shè)備操作流程等開展碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)其中不合理之處，便于提前進(jìn)行修改，使這些流程更加優(yōu)化，也能夠保證實際施工時，各流程能夠順利的開展。

2.3 工程施工成本控制的有效手段

在房建工程施工的過程中，不論從業(yè)主的角度出發(fā)，還是從施工單位的角度出發(fā)，都應(yīng)當(dāng)在保證工程質(zhì)量的前提下，盡可能的追求成本的節(jié)約控制。利用BIM模擬施工技術(shù)開展房建工程管理，能夠促進(jìn)工程施工成本的有效控制。具體來說，BIM虛擬施工技術(shù)能夠提供房建工程的所有相關(guān)信息，并且能夠開展整個施工過程的動態(tài)模擬，以這些信息為參考，通過對施工方案的不斷模擬、優(yōu)化，能夠制定更好的資金分配方案，通過對人員、設(shè)備以及物資的合理安排，使每一筆資金都能夠最大化的發(fā)揮出價值，進(jìn)而實現(xiàn)施工成本的有效控制[3]。

3 傳統(tǒng)房建工程施工管理中存在的主要問題

3.1 質(zhì)量管理不到位

在傳統(tǒng)的房建工程質(zhì)量管理中，面臨著很多方面的問題，例如施工操作者技術(shù)水平有限，對施工材料缺少規(guī)范性的選擇和使用，施工操作過程與工程設(shè)計圖紙及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不相符，工程整體觀感質(zhì)量不準(zhǔn)確，各工種協(xié)調(diào)配合不到位等。這些問題產(chǎn)生的原因主要在于，施工方在房建工程中僅注重成本控制和利潤提升，對于質(zhì)量管理缺乏重視。在質(zhì)量管理技術(shù)方法上比較局限，沒有充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用，導(dǎo)致質(zhì)量管理不到位的情況比較明顯。

3.2 安全管理不充分

傳統(tǒng)房建工程中的安全管理并不充分，在很多方面都存在缺失。例如，施工方在安全意識方面相對薄弱，沒有建立統(tǒng)一的安全施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在安全管理中形式主義嚴(yán)重，沒有充分遵循安全管理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。房建工程施工階段的安全管理由監(jiān)理單位負(fù)責(zé)，但是由于相關(guān)法律法規(guī)不夠完善，因此監(jiān)管力度也比較薄弱。各單位權(quán)責(zé)劃分不明確，安全監(jiān)管受到制約，不能充分發(fā)揮其作用。此外，施工人員和管理人員對施工安全重視不夠。未開展有效的安全教育，人員素質(zhì)參差不齊，施工中的安全隱患較多。

3.3 進(jìn)度管理不完善

傳統(tǒng)房建工程中對于進(jìn)度管理不夠完善。例如設(shè)計圖紙存在缺陷，沒有進(jìn)行仔細(xì)審核與檢查，存在一定的錯誤和矛盾，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。對施工進(jìn)度計劃缺少合理性的編制和規(guī)劃，在施工中過于依賴以往的經(jīng)驗，缺乏系統(tǒng)性的指標(biāo)和要求。在施工中，各施工方之間未進(jìn)行有效的溝通協(xié)調(diào)，對交叉施工關(guān)系沒有妥善理順，導(dǎo)致相互之間造成影響。此外，在施工環(huán)境、人員素質(zhì)技能方面，也可能產(chǎn)生較大的限制，進(jìn)而對施工進(jìn)度造成影響，導(dǎo)致工期延長。

4 BIM技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用策略

4.1 BIM技術(shù)在房建工程設(shè)計管理中的應(yīng)用

第一，構(gòu)建三維施工模型，在完成二維施工圖紙以及施工方案的設(shè)計后，可以利用BIM虛擬施工技術(shù)構(gòu)建三維立體的模型。具體的方式為借助技術(shù)軟件，輸入模型組件的相關(guān)信息，例如結(jié)構(gòu)類型、施工材料、長度、高度、寬度數(shù)據(jù)等，關(guān)鍵信息輸入完成后軟件就可以自動生成直觀的三維模型。通過立體、直觀的三維模型，可以使施工人員更加清晰的了解設(shè)計意圖與具體的操作要求，也可以使管理人員快速了解房建工程建設(shè)的要求，進(jìn)而制定合理的管理方案，并且能夠更好的開展施工檢查，確認(rèn)具體的施工操作是否與圖紙一致；另外，還可以使業(yè)主以及其他的非專業(yè)人員更加直觀的了解房建工程的相關(guān)信息，以便提出自己的意見。第二，碰撞檢查，在設(shè)計完成后，可以利用BIM虛擬施工技術(shù)開展不同專業(yè)施工內(nèi)容的碰撞檢查，如主體結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水等。通過碰撞檢查，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中的碰撞點，并對其不斷的進(jìn)行修改優(yōu)化，最終形成一個合理性與可行性較高的房建工程設(shè)計方案，減少施工過程中設(shè)計變更的情況。

4.2 BIM技術(shù)在房建工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用

在建筑工程質(zhì)量管理中，BIM技術(shù)主要應(yīng)用于空間沖突檢測和質(zhì)量管理改進(jìn)。通過整合工程專業(yè)模型，使用視覺模型來檢測運行中的碰撞，進(jìn)而對設(shè)計階段未發(fā)現(xiàn)的空間沖突及時找出。利用獲取的質(zhì)量信息開展針對性反饋，調(diào)整設(shè)計方案，確保后期施工質(zhì)量得到保證。利用Revit建模獲取全面的信息資料，管理人員可以利用該平臺，全面仔細(xì)地檢查各個構(gòu)件部分，了解材料的用途和性能。借助BIM技術(shù)可視化，讓技術(shù)人員與施工人員進(jìn)行有效的溝通和交流，在施工中做好配合協(xié)作，保證各個施工環(huán)節(jié)符合標(biāo)準(zhǔn)，施工嚴(yán)格按照BIM技術(shù)進(jìn)行，模擬施工操作和過程，使施工質(zhì)量得到有效保證。

4.3 BIM技術(shù)在房建工程施工安全管理中的應(yīng)用

相比于傳統(tǒng)管理方法而言，基于BIM技術(shù)的施工管理方法具有更為明顯的先進(jìn)性與應(yīng)用優(yōu)勢性，以安全管理為例來說，當(dāng)應(yīng)用傳統(tǒng)管理方法時，所需要配置的安全管理人員數(shù)量較多，難以及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場安全隱患，且安全措施的針對性水平并不理想;而在應(yīng)用BIM技術(shù)的施工管理方法時，可以實現(xiàn)對施工安全的自動化管理，整體人力投入量更低，能夠及時、精準(zhǔn)定位安全隱患，并準(zhǔn)確制定出針對性更強的處理措施。在施工安全管理中，BIM技術(shù)主要在以下方面應(yīng)用：第一，安全教育。結(jié)合BIM軟件，向施工人員、技術(shù)人員直接展示出有關(guān)于施工現(xiàn)場組織、施工現(xiàn)場安全的知識信息，以此提升施工安全教育與宣傳力度。同時，依托BIM軟件包含著的報警功能，實時提示施工人員注意現(xiàn)場安全。第二，施工現(xiàn)場布置。通過引入BIM技術(shù)，可以完成對施工現(xiàn)場安全隱患、危險物等級的分析，同時評價現(xiàn)場安全防護(hù)措施，以此劃分出區(qū)域危險等級，在施工現(xiàn)場規(guī)劃出危險作業(yè)區(qū)，完善施工現(xiàn)場布置。另外，BIM軟件還具備安全預(yù)警功能，及時向現(xiàn)場施工人員發(fā)出針對性更強的安全預(yù)警提示，維護(hù)施工安全。第三，施工操作規(guī)范化。利用BIM軟件的可視化功能向施工人員直觀展示標(biāo)準(zhǔn)施工流程與技術(shù)操作規(guī)范，推動施工人員的所有操作均始終向著規(guī)范化的方向發(fā)展，以此達(dá)到規(guī)避施工安全隱患的效果。

4.4 BIM技術(shù)在房建工程施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

在房建工程進(jìn)度管理中，通過運用BIM技術(shù)，在原有3D模型空間基礎(chǔ)上，增加時間維度，形成4D模型，從而使工程項目進(jìn)度管理得到優(yōu)化。借助BIM技術(shù)建立3D模型之后，能夠優(yōu)化施工現(xiàn)場資源配置及場地布置，確保各個施工環(huán)節(jié)能夠順利完成。在4D可視化平臺中，直接以動畫的形式展示施工過程模擬及優(yōu)化效果，管理人員通過觀察動畫驗證模型，根據(jù)實際情況做出相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)，進(jìn)而得到最優(yōu)的施工方案。基于房建工程施工角度，利用可視化施工的方式，模擬工程設(shè)計及現(xiàn)實情況，對于各個施工階段的實際情況，采取直觀形象的模擬展現(xiàn)，為施工現(xiàn)場提供相應(yīng)的指導(dǎo)。工程造價管理，當(dāng)前的房建工程建設(shè)規(guī)模普遍較大，工程造價中所包含的項目多且復(fù)雜，除了主要的材料、機(jī)械、人工費用外，還包括組織施工過程中產(chǎn)生的所有費用；并且整個施工過程中會面臨各種影響因素與意外情況，都會引起工程造價的變動，因此房建工程的造價管理存在較大的難度。利用BIM虛擬施工技術(shù)，可以對工程造價進(jìn)行精確的預(yù)測、核算、分配與控制，實現(xiàn)對整個工程造價的動態(tài)管控。例如，利用BIM模擬施工技術(shù)可以針對某一分項工程或者施工流程建立成本管理的數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中能夠?qū)υ摲猪椆こ痰牟牧铣杀?、機(jī)械成本以及人工成本的清單進(jìn)行有效提取，也可以進(jìn)行工程量的提取，通過對提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，合理的調(diào)整工程造價的管理策略。再比如，通過BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)υ牧系某鋈霂?、使用情況進(jìn)行實施的更新，管理人員可以據(jù)此對材料的采購、領(lǐng)用、使用過程開展監(jiān)督審查，避免材料的浪費，實現(xiàn)材料費的有效控制。

4.5 BIM技術(shù)在房建工程運行維護(hù)管理中的應(yīng)用

房建工程在投入使用運行后，需要開展維護(hù)管理。在這一過程中，通過BIM模擬施工技術(shù)的應(yīng)用，可以使工程運維管理更加便捷、有效的開展。首先，借助于BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)信息共享平臺，能夠了解房建工程項目的相關(guān)信息，例如內(nèi)部結(jié)構(gòu)、水電線路分布、工程建成時間、投入使用時間等，據(jù)此制定房建工程的維護(hù)保養(yǎng)計劃，例如墻面維護(hù)、屋面維護(hù)、線路維護(hù)計劃和方案等。其次，借助于BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)信息共享平臺，還能夠了解建筑工程所安裝的大型公共設(shè)備的規(guī)格型號、出廠編號等，進(jìn)而對其開展定期的維護(hù)保養(yǎng)，例如清洗、更換備件等，使其時刻處于良好的運行狀態(tài)。

5 BIM技術(shù)在房建工程施工中的應(yīng)用展望

5.1 BIM信息化數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

BIM技術(shù)可以優(yōu)化整合信息，加強設(shè)計控制，確保設(shè)計質(zhì)量。在建筑工程設(shè)計施工一體化中，人們對管理質(zhì)量要求持續(xù)提升，相應(yīng)改變了設(shè)計施工要求。為了保證建筑工程設(shè)計、施工管理質(zhì)量，充分發(fā)揮出BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，建立BIM信息化數(shù)據(jù)庫，普及BIM技術(shù)，各設(shè)計單位、施工企業(yè)，合理應(yīng)用BIM技術(shù)，創(chuàng)建三維模型，將其傳輸?shù)叫畔⒒瘮?shù)據(jù)庫中，注重信息化數(shù)據(jù)儲備。在BIM信息化數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)信息增長至一定量級時，設(shè)計單位、施工單位應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，尤其是信息檢索與篩選功能，可以將建筑信息資料傳輸至信息化數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫提供設(shè)計與施工意見。通過技術(shù)應(yīng)用，可以緩解設(shè)計人員、施工人員工作壓力。建設(shè)建筑工程設(shè)計與施工一體化體系，相應(yīng)加強了工程建設(shè)質(zhì)量。

5.2 實現(xiàn)協(xié)同合作

現(xiàn)階段，基于BIM技術(shù)，實行建筑工程設(shè)計施工一體化，可以實現(xiàn)多主體協(xié)同合作，實現(xiàn)信息共享。與傳統(tǒng)管理模式相比，引入BIM技術(shù)，能夠提升建筑施工管理效率與質(zhì)量，實現(xiàn)參與各方協(xié)同合作。在應(yīng)用BIM技術(shù)后，利用BIM一體化管理模式，注重優(yōu)化更新BIM軟件，建立實時協(xié)同合作模式，為建筑主體項目設(shè)計、施工建設(shè)提供便利，能夠隨時交流和溝通，全面加強建筑項目質(zhì)量。分析了項目設(shè)計與施工脫節(jié)問題，為了實現(xiàn)設(shè)計與施工一體化，必須基于管理與技術(shù)方面的改善。在管理層面，不僅要分析項目協(xié)同工作，還需要考慮激勵措施制定與應(yīng)用。在技術(shù)層面，注重設(shè)計與施工關(guān)聯(lián)性分析。在實踐應(yīng)用中，基于BIM技術(shù)角度，分析BIM技術(shù)在工程設(shè)計中的應(yīng)用，同時融入施工需求。在施工建設(shè)期間，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮出BIM技術(shù)作用，展示出BIM技術(shù)信息傳輸優(yōu)勢與價值，能夠為BIM技術(shù)應(yīng)用提供參考。

6 結(jié)束語

BIM虛擬施工技術(shù)的先進(jìn)性優(yōu)勢，在房建工程管理中運用，可以大幅度提升工程管理的效率與效果，這對提升房建工程質(zhì)量、控制施工安全性、優(yōu)化施工技術(shù)與流程等都具有重要的作用。因此房建工程的管理人員需要充分認(rèn)識到BIM虛擬施工技術(shù)應(yīng)用的有效性，并將其應(yīng)用到房建工程設(shè)計、施工以及運行維護(hù)的全生命周期當(dāng)中；與此同時，還需要注意技術(shù)應(yīng)用過程中的一些細(xì)節(jié)問題把控，同時提升管理人員對技術(shù)的理論掌握以及實踐操作的水平，充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢來提升工程管理的效果。