BIM對建筑工程施工技術影響研究

劉曉東++田林++高子鈺

摘要：為了系統地探討影響建筑工程施工技術的主要因素，運用矩陣理論分析方法通過對實施BIM（ building information model）前后建筑施工過程監控及施工技術開發、大體積混凝土澆筑工程施工工藝過程控制工作變化對比及問題分析，較好地分析了BIM對建筑工程施工技術在施工效率提高、施工成本降低及技術問題分析精準性3方面的影響.

關鍵詞：BIM；矩陣理論；施工技術

DOI： 10.15938/j.jhust.2015.03.023

中圖分類號：TU712.1

文獻標志碼：A

文章編號：1007-2683（2015）03-0117-04

0 引 言

建筑業是一國經濟發展的支柱產業，中國建筑業有全球最大的建筑市場，建筑業的發展很大程度上取決于施工技術的專業化發展水平.我國建筑工程施工技術發展水平僅為發達國家的30%左右.

BIM技術，被很多享譽國內外的建筑專家及學者冠以“具有劃時代意義”的技術.BIM思想萌芽于20世紀70年代.之后LAISERIN及劉照球都對其概念進行了定義.美國斯坦福大學CIFE中心針對32個項目的深入數字統計最新研究表明：BIM技術可節約造價約10%，節約工期約8%.清華大學以張建平為核心的科研小組研發現場施工管理3D模型，對施工現場資源及信息進行了有效集成.通過應用BIM，可以對全部的建筑業務包括設計、施工、招投標及概預算進行有機地整合.BIM的應用過程穿插于建設項目壽命周期的全過程. BIM技術可靠地實現了施工現場的信息表達，可以用于項目的全過程管理，其可以通過模擬技術實現全方位施工管理信息資源的集成.

1 實施BIM前后的施工技術工作分析

1.1 實施BIM前

施工技術工作主要做好施工過程監控工作、施工工藝控制、施工方案優化及技術開發工作等.施工技術工作是指施工方案的制定、施工組織設計的編寫及落實、施工工藝監控等.

施工過程監控是指對施工過程進行控制，如液壓提升作業控制、提升模板腳手架控制等.

以大體積混凝土現場澆筑施工及溫度變化測量技術為例：①控制混凝土溫升；②延緩混凝土降溫速度；③施工監控工作.

1.2 問題分析

1.2.1 施工過程監控成本

實施BIM前，施工過程監控需要安排布置大量的施工技術人員，進行施工現場的作業，工作人員對現場監控信息的反饋，是通過人工手工抄寫的施工記錄和人工傳遞的方式進行的，現場監控信息的獲取及傳遞的效率低，需要大量的工作人員，傳統的工作管理方式，導致過程監控成本高.

1.2.2 大體積混凝土澆筑施工的溫度控制

傳統測溫方法是采用模擬信號傳輸進行，溫度傳感速度慢，精度差，工藝交叉頻率高，檢測周期長，投資浪費巨大，溫度監測質量不容易得到保證.

1.2.3 基于矩陣理論的施工技術問題評價

1）構建評價矩陣

設計評分表格.例如：安全優良率“中”，則在“U3”“中”下打“√”這樣就形成了初始評價矩陣表1.

2）設立指標權值矩陣

構建指標權值矩陣，例如：工程技術指標權值矩陣

經討計笪得二級評價結果矩陣為：

3）頂層指標權值計算

經過計算得到頂層指標權值：

4）計算量分

經過計算得分S=1.5，根據評定標準，結論為差.

1.3 實施BIM后的施工技術

1.3.1 施工過程監控

通過應用BIM技術，在施工現場周圍借助數碼攝像技術，進行施工現場的安全、質量、環境及文明施工等方面的技術控制.

通過設計安裝服務器，借助現代互聯網系統，結合建筑信息模型技術，實現適時信息傳輸，做到效率高、周期短、達到預期的技術控制目標.現場獲取信息與瀏覽.BIM實現了建設項目的柔性管理.

1.3.2 工藝控制

無線射頻技術取代傳統的信息采集方法，實現了信息反饋的高效化，針對混凝土的澆筑、振搗、養護等全部現場技術狀況做到精確、高效的分析處理[21].

1.4 實施BIM后施工技術工作變化

通過對實施BIM環境下施工技措施術工作的描述，可以對實施BIM前后施工技術工作變化進行對比分析，具體見表2、表3.

1）施工現場信息收集

實施BIM后，改變了原來現場人工記錄收集的方式；

2）現場信息傳遞

實施BIM后，互聯網絡信息平臺傳遞取代人工；

3）信息分析

實施BIM后，改變了原來人工分析的方式，提高了分析的精準性；

4）信息存儲

實施BIM后，改變了原來人工現場記錄，紙介質存儲的方式；

5）大體積混凝土澆筑溫度信息采集

實施BIM后，改變了原來人工溫度采集的方式；

6）大體積混凝土澆筑溫度信息傳遞

實施BIM后，射頻技術傳遞信息取代傳統的人工傳遞；

7）大體積混凝土澆筑報表及溫度曲線生成

改變了原來人工手工編制、手工繪制的方式，現場施工監測溫度信息技術提高、改進創造了非常便利的條件；

8）大體積混凝土澆筑溫度信息分析

實施BIM后，改變了原來人工分析的方式；

在信息化高速發達的當下，電子存儲介質方式多種多樣，移動硬盤、優盤等.攜帶方便、小巧輕便，這些都為現場施工技術人員進行技術監控、安全控制等工作帶來很大的便利.

2 BIM對施工技術的影響

2.1 BIM技術因素分析

基于以上分析，得到影響因素有：信息取得、信息查詢、信息分析、信息儲存、信息形成及傳遞.

2.2 施工技術工作對企業相關工作影響

2.2.1工作步驟減少

實施BIM后，新增施工資料的添加錄入，計算機軟件輔助人工完成，避免了重復錄入.

2.2.2人工作業減少

1）脫離人工傳遞

提高了施工現場資料文件傳遞速度；由于避免了人員因傳遞施工現場資料文件的流動，減少了施工技術工作人員交通費用的開支；縮短了建設周期.

2）脫離手工查找

在BIM環境下，采用計算機輔助查找的方式，較好的解決了這些問題.

3）脫離人工分析方式

利用管理軟件對其進行分析處理，提高了統計的效率；減少了施工技術管理工作人員的工作量；計算機的輔助運算，在一定程度上提高了數據計算的準確性和精確性，其中準確性是指數據統計分析的結果與數據實際情況符合的程度，精確性是指在數據統計時能夠達到數據精確的位數.從而提高.

4）脫離手工編制

利用計算機軟件編制，減少了大量紙張、寫字筆的使用，同時降低了工作人員的工作強度，降低了人力資源耗費.

5）脫離手工錄入校核修改

施工資料信息的錄入、校核、修改工作由計算機軟件輔助人工進行，使人工工作量減少.

6）脫離人工獲取信息

施工現場信息收集、大體積混凝土溫度信息采集，采用多媒體技術、掌上電腦技術、傳感技術進行，改變了原來人工現場記錄的方式.

2.2.3紙介質減少

改變了大量使用紙張作為信息傳遞及儲存載體的局面BIM對施工技術工作產生的影響過程具體如表4所示，

3 結 論

本文通過對應用BIM前后的施工技術工作進行對比，找到影響施工技術水平的BIM因素，將BIM因素對施工技術工作變化的影響進行了系統的分析，得出結論如下：

1）提高施工效率，新增施工資料信息添加的重復錄入工作量大量減少；檔案查找方式以計算機軟件查找為主；脫離了手工編制、繪制工藝控制表格及溫度曲線；溫度信息傳遞采用的是最先進的無線射頻技術；應用質量安全事故分析軟件揭示施工缺陷事故原因；實現管理信息系統軟件的溫度曲線分析，提高了施工效率.

2）新的資料信息存儲方式更加環保，降低施工成本.互聯網絡平臺傳遞施工現場溫度信息；脫離手工核對修改項目建設的內業資料，不再以紙介質為設計、施工計劃的傳遞載體，專家現場分析工作減少，大大降低施工成本.

3）提高施工技術問題分析的精準性.通過實施BIM，信息添加，檔案資料查找，施工現場工藝及技術信息的傳遞，質量問題、缺陷乃至施工的分析、技術資料的分析不再完全依靠人工，能夠借助BIM實現的，全部由BIM完成，剔除很多人為主觀因素的影響，使施工技術相關分析更加客觀、科學、合理.