BIM技術在建筑施工中的應用研究
——以某工程項目為例

楊 露

(福建省建設信息中心 福建福州 350001)

0 引言

隨著我國經濟社會的快速發展和科學技術水平的不斷提升，各行各業都紛紛借助當今時代科學技術尤其是信息技術強大的滲透力，取得更快捷的發展，建筑行業也不例外。面對行業市場競爭的不斷加劇，不得不逐日增強企業自身的科學技術含量，智能化的建筑施工也就理所當然成為當今建筑行業特別關注的重要內容。因此，探究BIM技術在建筑施工中的應用很有必要，既具有時代意義，也具有重要的現實價值。基此，本文在探究BIM技術的智能化之間內涵基礎上，以某一具體工程為例，詳細闡述了BIM技術在建筑工程施工中的實際應用步驟，以助推建筑行業朝科技化、信息化發展。

1 BIM技術與智能化

隨著現代社會計算機技術和通信技術的快速發展，建筑行業中信息系統的應用更加廣泛，為企業具體業務的開展、戰略戰術的制定和日常的管理運營等打下了堅實的基礎，大幅度地提升了工作效率，從某種程度上保證了企業的經濟效益和社會效益，不僅在一定程度上部分或完全取代了企業中某些繁瑣工作，降低了企業人力資源消耗，解決了企業高層次人才供不應求的難題，而且在極大程度上使得建筑工程各項信息數字化，使相關工作人員能更加有效地指導實際施工過程。比如，BIM技術以三維幾何模型為基礎形成相應的BIM結構模型，該模型不僅包括了基本建筑材料構件信息和加工要求等，更包括了建筑工程施工過程中的成本、進度、質量等管理信息。也就是說，BIM技術平臺在建筑工程智能化施工過程中，為其應用系統提供了相應的基礎數據信息，為解決工程施工統籌管理人、材、機等過程和協調優化進度、成本等提供了平臺，更為工程施工數據的整理和優化奠定了重要基礎。

2 BIM技術在建筑施工中的應用步驟

2.1 數據采集應用

一般而言，建筑工程施工人員在利用BIM技術建立相應的結構模型前，應盡可能多地采取現場勘察等方式詳細周全地了解項目所在地的實際條件，以最大程度掌握工程項目建設基本信息數據。在借助記錄等方式將工程信息、重要數據等進行存儲的基礎上，運用現代化的信息技術對相應數據信息等進行分類整理和加工，從而篩選出有效數據信息形成和工程建設實際規模相吻合的數據資料庫，為工程建設各階段資料的查看和數據的調取等打下堅實的基礎。圖1為BIM技術在工程施工中應用流程的示意圖。

圖1 BIM技術工程施工應用流的示意圖

2.2 細化應用流程

在構建以實際工程施工信息為基礎的建筑結構模型時，相關工作人員應將工程實際施工過程中所產生的數據信息相互分解歸類，在結合工程實際建造情況的基礎上，深入研究各施工數據和施工信息，從而達到全過程施工管理標準的最終目標。與此同時，BIM信息技術平臺下的建模能最大程度上將以往繁瑣的施工工序等進行簡化，在全面協調BIM平臺所有子系統的基礎上，大幅度提升整體工作人員的施工效率。此外，BIM技術作為現代社會智能化發展的新型技術形式，在極大程度上彌補了傳統管理模式難以適應現行標準規范和龐大數據處理的缺陷，增加了工程施工的實際效率，而且在一定程度上加強了管理工作人員的專業素養和專業技能。

3 建筑施工管理中 BIM 技術的有效應用——以某工程項目為例

3.1 工程概述

該建筑工程高528m，共計115層，基礎埋深達37.3m，整體建筑面積達43.7萬m2，主要用于商業寫字樓、辦公樓和旅游觀光等。該工程為鋼筋混凝土巨型框架結構和核心筒結構混合的整體建筑類型，總體用鋼量12萬t。同時，該工程項目總體合同周期為3年，施工任務較為嚴峻，工程項目周期較緊，且該工程總體施工要求精度較高，工程設計在其實際施工過程中較為多變，整體工程量和圖紙量較大，而建筑工程實際施工空間較小。因此，現場施工人員和技術設計人員等必須盡可能合理地對工程項目整體施工構件進場、堆放及施工流程等進行合理的規劃，以保證該工程項目的順利施工。

3.2 設計的深化階段

眾所周知，建筑工程設計工作進入深化階段后，相關工作人員就需要從各方面對其前期所設計的施工圖紙等進行完善系統的補充，以期能最大程度地保證設計圖紙在實際施工過程中的合理性、可靠性和安全性。而深化階段的建筑工程設計工作其所涉及的范圍更加寬廣，工程設計內容更加繁雜[1]，因此需要相關工作人員進一步考慮建筑工程施工材料和施工機械設備等外界環境因素對施工過程的實際影響，以期能最大程度地避免細小環節設計上的差錯而導致后期整個工程建筑設計成果出錯。BIM技術和建筑工程深化設計階段的融合，在一定程度上有效解決了該問題，對傳統設計模式下工程設計階段深化過程中的各種阻礙和弊端的清除有著不容忽視的重要作用。一方面，三維建筑工程結構模型的運用，能在更大程度上加強相關施工人員對土建設備專業模型的認知、完善和優化。其次，BIM技術平臺上碰撞檢測功能的運用，能有效地對存在碰撞現象的關鍵點進行快速查找，并在實際施工過程中重點監測該施工工序，為建筑工程施工問題產生原因的探討做出應有的貢獻。此外，BIM技術平臺還能夠做好相應的檢測報告輸出工作，快速及時將建筑工程結構檢測信息反饋給相應技術人員和管理人員，為提升整體設計效果提供數據支撐。

就該建筑工程項目深化設計階段而言，由于該工程實際用鋼量巨大，施工標準和施工質量要求較高，因此，為最大程度上避免工程項目實際施工過程中相關工作人員因交叉施工給工程項目順利建設帶來的不良影響，該項目相關設計人員充分利用了BIM平臺三維模型構建的優勢，將工程中鋼結構構件的實際尺寸、具體位置等有效信息完整地儲存在平臺上，相關專業工作人員在參考此類數據時僅需要針對性地調取相關數據庫。

與此同時，該三維模型能完整清晰地呈現土建、機電、暖通等專業的數據信息，使有關工作人員能快捷借助其模擬分析功能，合理規劃其施工場地，使該項目的堆料場、車行道和人行道等位置劃分合理，不僅滿足了施工現場工程項目順利建設要求，而且最大程度地減少二次搬運量。圖2為該項目鋼結構的BIM三維結構模型示意圖。

3.3 組織階段

在建筑工程施工管理組織階段，BIM技術應用主要體現在總場平面的布置和工藝模擬與施工方案兩方面。

就建筑工程總場平面的布置而言，BIM技術管理平臺能為現場平面布置提供了良好的規劃理念和規劃方案，能夠在相關工作人員完成建筑工程結構模型和場地模型的建設后，進一步對施工現場的相關工作進行模擬，為工程施工現場資源和設備布置等提供相應的數據信息。同時，BIM技術平臺能在不同施工階段所構造的各種結構模型基礎上，借助顏色分類方式對各施工區域進行一定的標準劃分，從根本上實現工程施工方案的現場組織和可視化管理布置等[2]。

就建筑工程工藝模擬和施工方案而言，BIM技術平臺能夠借助自身三維建模和動態模擬的獨特性質，對各種環境下各種不同的施工方案等進行模擬優化，為工程建設成本、進度等的控制提供相應的支撐。

此外，BIM技術平臺能在工程項目實際施工開展前，對所涉及到的各項施工工藝和施工流程等進行逐一演示和展現，幫助施工現場相關工作人員最大程度地認知施工工藝和施工技術，為降低項目所在地周圍環境對工程施工所造成的干擾奠定支撐；更好地開展技術交底、圖紙交底以及各施工部門之間的溝通等提供良好的平臺。

就該工程項目而言，現場施工人員有效利用了BIM平臺的三維結構模型功能，模擬該項目4D施工的具體流程和工藝，并將項目施工實際進度信息、物料使用信息及與預期目標間的施工差異等進行了對比，使工作人員能有效感知實際施工優勢，盡可能地彌補傳統工程項目施工管理下橫道圖控制工程施工進度的不足，促進了現有工程項目施工工序和施工流程等邏輯清晰。同時，導入Naviswords的三維結構模型，進一步模擬重要施工工序，并通過移動鋼結構構件位置或調整現有工藝施工參數的方式，將實際施工效果借助三維動畫的形式完整展現，幫助施工管理人員和技術人員就工程項目模擬施工效果不斷改良和優化鋼結構現有的安裝細節，為工程的順利建設奠定良好基礎。

3.4 生產階段

BIM技術在建筑工程施工管理生產階段應用，主要體現在進度管理、資源管理和質量管理等三大方面。

就進度管理而言，在BIM技術平臺上，建筑工程結構模型、造價信息以及工程設計進度計劃等三者間相互關聯，不僅在一定程度上為實現5DBIM模型的構建做出了重要貢獻，更為虛擬施工對整個工程項目建設進度控制和管理優化等提供了強有力的數據支撐。在施工工作人員長時間對建筑工程結構模型進行完善的基礎上，工程施工建設的初級模型結構基本成立，隨之而來的造價曲線和施工任務也就一并產生[3]。在此過程中，項目管理人員可根據工程項目實際施工情況，在考慮整體建筑工期的基礎上對重大工程建設時間節點進行查看，從而提升管理人員對工程建設進度的把控。此外，工程管理人員還可借助建筑結構模型虛擬施工的實際情況，對項目進度和項目資金趨勢等進行科學預測，為工程的順利完工做出應有貢獻。

就該工程項目而言，現場施工人員根據工程項目的實際施工需求，將施工現場的材料、機械設備、人力資源配置等參數信息輸入相應系統，借助BIM技術平臺中的建模功能，形成符合展示實際施工情況的施工動畫，以直觀地展現該工程鋼結構、板結構和墻體結構等重要工序施工的實際流程，從而強化、細化技術交底，為減少工程項目實際施工失誤和控制工程現有施工進度奠定基礎。同時，還能進一步展現工程施工現有的鋼結構焊接長度等信息，并通過相關方法優化焊接長度，為現場施工人員有效區分鋼結構中的薄板和厚板奠定堅實的基礎。

4 結語

綜之，BIM技術的全面應用，將在極大程度上對建筑行業的進步產生不容忽視的重大影響，能大幅度提升建筑工程的集成化程度和各工程參與方的實際工作效率，為建筑行業的進一步發展和經濟效益與社會效益的保障等奠定堅實的基礎，為提升我國建筑企業相應的規劃、設計、施工以及整個工程全生命周期管理水平等做出應有的貢獻。