BIM技術在建筑工程全生命周期的應用

于 亮 張 新

中建八局第二建設有限公司，山東濟南 250000

建筑行業在近年來呈現出蓬勃的態勢，隨著科學技術不斷進步，建筑行業逐漸由傳統的粗放型管理模式轉變為集約型管理模式，建筑管理質量與施工技術水平也有了顯著提升。但是，相較于其他行業，建筑行業的信息化程度嚴重不足，很難滿足現代建筑業的發展需求。利用BIM技術對建筑工程進行全方位、動態化、全過程管理，從而做到信息化管理、科學化決策、精細化控制，對于建筑工程管理工作存在的問題進行有效解決，實現建筑生產效率的大幅度提升。文章主要探討BIM技術在建筑工程全生命周期的應用，為建筑企業提供參考。

1 BIM技術的應用價值

作為一種現代化數字信息建造技術，BIM技術是三維數字技術，同時實現了建筑工程各類信息的集成，在此基礎上構建出多維數據模型，利用數字化方式直觀地表現出建筑工程的功能特點、物理特征等信息。在建筑工程全生命周期中應用BIM技術具有諸多優點，包括協同性、可視化、可模擬性以及優化性等，是參建各方共享同一個建筑信息模型，為項目決策、方案優化等工作提供的科學依據。對于建筑施工企業來說，推廣使用BIM技術能夠促進企業產業升級和技術發展，實現施工質量與施工效率的提升，縮短施工周期，節約施工成本[2]。

BIM技術在建筑工程全生命周期中具有以下應用價值：首先，依托多維可視化技術對項目規劃設計進行真實模擬，對項目進行全方位分析，包括經濟、能耗、環境以及安全等，通過分析對比多個建筑方案選出最佳方案，為工程設計、施工、運營管理等后續工作提供指導；其次，利用BIM技術出具圖紙檢查報告，將各個專業的矛盾沖突找出來，從而大幅度縮短圖紙分析、討論、修改及驗證時間，有效節約人力、物力及財力；最后，以BIM集成應用為媒介，實現各參建單位的信息溝通、資源共享，包括建設方、設計方、施工方以及監理方等，提高項目投資管理的精細化程度。

2 BIM技術在建筑工程全生命周期的應用

2.1 規劃決策階段

在建筑項目規劃決策階段，建設單位需要對項目可行性進行經濟技術論證，以此確保建筑質量、功能等滿足規定要求。要想確保決策科學，往往需要耗費大量時間和資金。利用BIM技術可以構建出三維建筑模型，通過這一模型，建設單位、設計單位及咨詢單位可以對擬建項目的整體情況進行直觀了解，在此基礎上分析建筑方案及投資成本，全方位評價各種備選方案，利用BIM數據庫包含的估價模型，對建筑工程全壽命周期成本加以估算，在規劃決策階段實現成本控制、質量提升與工期縮短。從技術層面上來看，BIM技術可對建筑多項性能加以分析，包括光照條件、環境條件、噪聲影響、通風條件等，可以在當前環境中置入規劃項目，對其環境效益、經濟效益進行論證和分析，對新建建筑物的環境指標變化狀況加以討論，從而確定最合適的建筑方案。

2.2 工程設計階段

2.2.1 協同設計

在開展協同設計工作時，BIM技術能夠提供可靠的技術支持，實現建筑設計技術含量的有效提升。利用互聯網技術，不同專業、不同地區的設計人員可實現協調設計。而BIM技術在工程設計中的應用，能夠在統一的三維協同設計環境中呈現多系統、各專業的獨立設計成果，實現建筑設計質量與設計效率的大幅度提升。

2.2.2 碰撞檢查

建筑設計是一項系統、復雜的綜合性工程，包括結構、給排水、電氣、暖通等多個專業。一般來說，不同部門負責不同專業的設計工作，可能導致設計在空間配置上出現沖突。利用BIM技術能夠實現各個專業模型的整合，將各專業在空間配置上的沖突提前找出，形成相應的檢測報告及解決方案，切實保障設計方案的可操作性，以免對后續施工造成影響，減少因返工造成的資源浪費。除此之外，在建筑工程設計階段，圖紙設計的變更速度能夠通過可視化技術進行加快，對設計中出現的錯誤進行迅速檢測，以此實現建筑設計成本與施工成本的降低，增加工程綜合效益[3]。

2.2.3 管線綜合

利用BIM技術進行各專業建筑模型的構建，并進行碰撞檢查，在建筑安裝模型中匯總碰撞檢查結果，適當調整三維模型，在對各專業優先級別、影響因素進行全面考慮的基礎上，開展機電管線綜合設計工作，以此實現管線綜合設計效率的提升。在管線綜合設計中應用BIM技術，既能將施工過程中的碰撞沖突排除、減少設計變更、節約施工成本、加快施工效率，又能為建筑后期的維護管理工作提供相應的資料數據。

2.3 工程施工階段

2.3.1 施工質量控制

對于建筑施工需要用到的材料及設備，BIM模型能夠將其型號、價格、構件屬性、性能以及廠家信息等納入其中，便于施工單位迅速查詢材料設備信息，從而對施工材料、施工機械設備質量進行有效控制。在開展建筑工程施工質量管理工作時，通過對BIM技術、無線網絡技術進行整合，在BIM系統中上傳施工現場的照片，這樣一來，建設方、監理方及其他管理部門可以隨時掌握施工現場的實際情況，從而對施工現場進行全過程、動態化監控。尤其是針對隱蔽工程、重點項目，為方便管理人員對現場情況進行更好地了解，可以將現場照片、文檔等關聯BIM模型對應的模塊，實現施工現場管理水平的提升。

2.3.2 施工進度控制

BIM模型以建筑工程項目為基礎，根據施工方案、施工進度計劃等，在可視化4D模型中整合項目空間信息與時間信息，對項目施工全過程進行準確、直觀的反映。利用4D信息技術，管理人員可以對施工人員、材料、機械設備等進行實施管控，合理配置各項建設資源，統一管理項目施工進度與建設資源，從而對工程進度進行合理控制。此外，利用4D信息技術對比計劃工期和實際工期，找出二者之間存在的偏差并進行及時糾正，確保施工任務能夠按時完成。

2.3.3 施工成本控制

對于工程造價管理所需的全部工程量信息，BIM模型都可做到真實提供，實現工程量計算效率與準確性的有效提升。同時考慮到施工進度情況，對工程造價進行規范化、精細化管理。不僅如此，BIM技術還具備動態管理材料、設備、人員以及場地的功能，對施工過程進行真實模擬，充分利用各類建筑資源，在此基礎上將施工成本控制在合理范圍內。此外，對數字化構件加工設備與BIM模型進行整合，從而精確加工各類預制構件，對下料過程進行優化，防止出現材料浪費現象，這同樣能夠達到成本控制目標。

2.3.4 協同管理

BIM模型實現了各專業三維模型、工程量信息、施工進度信息、圖紙信息以及設備信息等多項內容的集成，利用BIM技術進行單一工程數據源的建立，使得參建各方使用的數據源信息具有統一性。在標準化平臺上開展各項工作，能夠協調管理各專業、各參建方，確保建筑數據信息實現共享。同時，下一個工作環節以上一個工作環節形成的數據信息為基礎，數據信息的一致性、準確性均能得到有效保障，實現信息溝通效率的大幅度提升。

2.4 運營維護階段

在項目建設完成后，開始進入運營維護階段。無論是建筑物還是設備，都要在建筑使用壽命周期內定期維護。項目資產從建設階段到運行維護階段的無縫交接可利用BIM模型實現，項目運營維護所需的數據信息也離不開BIM模型。通過建立建筑項目運營維護平臺，實現BIM數據與運維計劃的有機結合，從而對建筑設備、物業管理等進行遠程監控，根據監控獲得的數據，對設備運行情況加以判斷，在此基礎上制定科學合理的設備維護計劃，將設備故障發生率降到最低，以此節約項目運維成本。同時，BIM技術能夠分析設備運行過程中產生的能耗，制定相應的節能措施；分析建筑空間的使用情況，對建筑有效空間進行合理分配，從而提高空間資源利用效率。

3 結語

社會經濟的發展帶動了建筑行業發展。近年來，許多新技術被應用到建筑施工、運行及管理工作中，實現了建筑生產效率的大幅度提升。在建筑全壽命周期中，BIM技術發揮著關鍵性作用，項目參建各方能夠在統一的平臺上實現信息交流、資源共享，推動建筑管理向著現代化、信息化方向發展。因此，對于建筑工程項目而言，無論是規劃決策階段、設計階段，還是施工階段、運營維護階段，都要重視對BIM技術的合理應用，充分發揮這一技術的優勢，以此實現工程建設效率與建設質量的提升，推動建筑行業可持續發展。