建筑工程管理方法及其智能化技術研究

任學奇

【摘要】在建筑工程項目中采用智能化技術管理方法是如今建筑行業的重要發展趨勢，這是由于計算機輔助設計技術的日益成熟與人們對建筑要求不斷提高而帶來的結果。本文探討了BIM建筑信息模型技術在現代建筑工程中的應用，它能夠在建筑工程進度中有效控制施工過程的每一個重要環節，達到精簡施工管理任務與提高項目工作效率的目的。

【關鍵詞】建筑工程管理；智能化技術；建筑信息模型（BIM）

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，它是當今建筑智能化管理中最為重要的計算機輔助技術。它以建筑工程項目的設計方案與所有信息數據作為模型基礎進而構建建筑模型，并通過數字技術模擬建筑物的真實信息，從而達到對建筑工程施工的全過程管理。它不但模擬性極強，而且擁有良好的可視化功能與協調性，讓項目管理者與技術人員能夠以更為直觀的視角看清工程項目的工業標準甚至施工過程中的一切可能性，所以BIM為建筑工程智能化管理帶來了完全開放的工業標準，讓項目施工進程更具穩定性。

一、建筑施工管理中的BIM應用優勢

在過往的傳統建筑工程項目中，CAD技術已經被廣泛應用，但是客觀講它是存在潛在缺陷的，也很可能導致建筑項目中的經濟效益受到負面影響。而如果采用BIM技術，則可以有效避免這些影響。

BIM技術強于傳統的CAD，是因為它不但包含了CAD所涵蓋的全部幾何尺寸信息，還具備許多豐富的其它信息。如圖1.

圖1 BIM建筑信息模型中所涉及的相關信息

（一）更自然的設計交互模式

在建筑工程施工中使用BIM就可以實現相比于CAD更加自然寬松的設計交互模式，該模式主要采用Revit進行建筑設計，為實際建筑創建虛擬數字化建筑模型。設計者可以在構建模型過程中為建筑添加諸如外墻、屋頂、樓體、門窗等不同的構件，來嘗試建筑項目施工的諸多可能性。這種技術完全實現了設計者與計算機智能系統之間的人機交互，使得虛擬建筑建造工作更加直觀形象與生動化。

（二）更高度的工程數據構件集成

BIM技術管理能夠實現對建筑工程中所有數據與構件模型的高度集成，它所采用的是三維建筑模型，這有效提升了建筑設計者的設計手段。比如說，設計者可以為三維構件進行自定義，操控不同的構件在不同的視圖下實現不同的表現，甚至訪問和調整構件的屬性。在建筑中門的開合方向就可以用三維構件模型中的開關圖表對門進行實際調整，以保證與設計圖紙中的具體數據相吻合，讓設計更加合理化。因此可以說，工程數據與構件模型可以借助BIM技術實現高度集成，它讓傳統的二維圖紙真正成為了BIM模型的輔助手段，這也說明了當下智能化建筑工程管理方法已經取代了傳統模式，成為了主流[1]。

（三）更智能的參數化模型應用

BIM的核心機制就是參數化模型，參數化模型可以將建筑設計中的幾何形狀數據與基于變更管理的行為模型高度集成為一個整體，而整個項目文件就是BIM的的數據庫，它其中的所有內容都是協調和一致的可運算建筑信息。BIM對建筑工程數據管理的實現層上采用了參數化模型工具，并賦予了它以雙向關聯性及即時修改性，這些都讓虛擬建筑模型擁有了更加細膩真實的表現效果，在大幅度提升建筑設計質量與效率的同時，也降低了設計者圖紙設計錯誤的可能性。

（四）更全面的管理應用性

BIM技術所支持的工程管理項目很多，比如對建筑工程文檔的建立、發布與管理，BIM可以全程參與項目文本的管理，從而間接控制施工質量。另外，BIM也會在建筑工程的不同生命周期為施工提供高度集成化的工程數據模型，它的信息流主要被分為三個實現過程：創建、發布與管理。例如BIM中的Autodesk Revit軟件就能創建信息文本，它所創建的是涵蓋了所有建筑信息的BIM模型，這與傳統CAD智能管理建筑的二維圖檔相比有了很大的智能化進步。當信息文本被建立后，就可以采用DWF的格式來發布文檔，它是一種能夠面向Web矢量圖的圖形文件格式，可以為工程文檔管理及發布實現快捷化與清晰分類，同時也支持簽名、用戶批注與三維圖形格式功能[2]。

二、基于BIM管理方法的建筑工程實例分析

基于成本問題，建筑工程根據類型的不同，其采用BIM施工管理的占有份額也不盡相同。所以一般將基于建筑工程項目中不同階段的BIM管理情況分為：施工前設計校核與可行性分析、針對于分包商的協調工作以及施工分段三個方面。

舉例來說，某市在2014年竣工了一座博物館項目，總計投入達到5億元。在這一工程中，BIM管理就主要分布于施工階段。首先對建筑進行基于BIM技術的模型建立及細化，在對即將安裝的組成部分實施建模時，施工方要根據所建模的尺寸標注來協調工作安排，例如對建筑墻的高度及門的寬度設計等等，許多不能預先明確尺寸標注的項目局部構造部分要預先模擬出虛擬模型，并依據模型來發現某些潛在的，可能在施工過程中出現的問題，提高施工效率。

該博物館工程中，天花板與棚板間的凈長為200cm。施工時要在兩板之間橫向通過一臺高度約80cm的設備，如果僅僅要求設備安裝于天花板的水平高度50cm之上，則有可能難以滿足施工需求。這時就可以為天花板標明不明尺寸位置并構建模型模擬，當模型建成后，需要用BIM進行檢測，以確定模型的可用性，判斷其中是否存在任何設計沖突，如果有，需要在最后提出合理的協調方案。因此可以看出，BIM的應用可以降低在建筑工程前期設計過程中的協調工作難度，加快進入正式施工的速度。

此次BIM的檢測所主要發現的沖突即為建筑虛擬模型在結構構件、電氣工程與管理工程之間存在的問題。該博物館由于樓板的高度固定，所以在管道施工過程中為其設計了一套局限性方案，緩解了樓板高度與管道之間的沖突。同時在正式施工中改變了樓板的高度，并重新設計了管道線路。所以正是BIM技術的支持與引導才讓施工方在設計階段就能立刻發現問題，并提前解決問題[3]。

總結：本文簡要探討了BIM建筑信息模型的關鍵優勢與主要實例應用思路，證明了它"先知先覺"的智能化管理策略性，在施工管理中起到了巨大的協調作用。在未來，如果BIM技術能夠與網絡協同設計相互結合，就能為建筑施工設計及管理帶來更多的可行性方案，為建筑質量、成本等關鍵因素的控制起到決定性作用。

參考文獻：

[1] 祝曉莉.分析建筑智能化工程管理的技術應用[J].建筑工程技術與設計，2014（33）：945-945.

[2] 黃樹強.新時期建筑工程管理方法的智能化應用分析[J].建筑工程技術與設計，2015（16）：1337-1337.

[3] 郭定國.基于BIM的計算機輔助建筑設計與施工管理研究[D].廈門大學，2014.41-48.