利用BIM技術提升建筑工程管理效率的有效途徑

（廣州現代信息工程職業技術學院 廣東 廣州 510663）

0.引言

施工現場環境復雜、不確定因素多，管理工作受到多方面影響，其效率難以提升。建筑工程資金投入大、資源密度高，管理效率低下將使施工單位承受巨大損失。BIM技術可模擬三維立體圖形與工作場景，將這一技術應用于工程管理，可使管理效率得到提升。有鑒于此，建筑工程管理應借助該技術改變傳統工作方式，進而使工作效率得到提升。

1.BIM技術的特征與應用

1.1 BIM技術的特征

BIM技術是利用三維建筑模型，輔助工程場景與建筑設計的信息化技術。其主要特征可被概括為四個方面。其一，是可視化。BIM技術可利用三維建筑模型，呈現建筑場景。相較于傳統平面施工圖，BIM技術的呈現方式更加精準。其二，是協調性。建筑施工中需要多種作業協同開展。其中物料擺放、使用均無法在傳統施工圖紙中得到體現。借助BIM技術，施工現場的協調工作將得以提前規劃。其三，是模擬性。施工現場的環境較為復雜，噪音、溫度、環保等因素均需得到考量。借助BIM技術，各類因素將被整合至三維模型中，現場施工將獲得模擬。其四，是優化性。施工前，設計人員無法掌握現場的全部要素，因此三維模擬圖形難以做到科學準確。BIM技術可提供幾何、物理、規則等要素信息。利用這部分設置，三維場景將得到優化。

1.2 BIM技術的應用

自三維技術取代CAD制圖后，工程建筑的設計模式、管理模式均發生相應變化。在設計環節中，傳統的工作方式會將平面圖紙導入3DMax等軟件，進而獲得三維施工圖。而BIM技術可參考工程參數與委托方要求，直接設計三維模型。這樣的設計流程，會使設計效率得到優化。之后，BIM技術可提供施工模擬，借助這一設計，工程預算、概算將獲得參考數據。在施工階段，BIM技術可將施工數據輸入模型，施工流程將得到預演。其中物料擺放、進場設備、人員配合等施工環節均將得到模擬。借助這一優勢，工程管理的有效性將得到提升，安全隱患也可及時排除。在運營階段，BIM技術仍然具有應用空間。例如，在物業維修中，建筑方留下的工程參數，可被制作成建筑模型，電梯等設備的使用壽命以及電壓載荷等要素均可得到評估。同時針對復雜的維修場景，可利用BIM技術還原維修流程，從而使維修進度得到提升。

2.影響建筑工程管理效率的主要因素

2.1 設計環節過于復雜

傳統的工程設計，建立在平面圖紙的基礎上。為了反映建筑物的三維圖形，平面圖紙需要從多個角度反映建筑物的形態，從而使立體形狀得到描述。通常情況下，設計單位會首先設計總平面圖與建筑設計說明。在這一設計環節中，委托方的需求與現場勘測數據是設計者的主要依據。所設計出的平面圖，僅能反映工程的建筑方案。同時，在這一設計環節，設計單位也應依據現場數據制定建筑的刨面圖與立體圖。借助3D設計軟件，建筑的透視效果圖也將得以呈現。而在大型或商業建筑中，設計部門通常會制作建筑模型，從而使建筑外觀得到具體展現。之后，設計部門會開展初步設計。其中包括總平面圖、樓層剖面圖、建筑材料標準、結構方案、建材使用表、設計說明書等。在這部分設計獲得通過后，設計部門會針對技術問題作出定案。最后，是施工圖設計。其對于工程嚴密性與藝術風格的要求更高。

2.2 物料管理不夠科學

物料管理會對工程管理效率帶來多方面影響。首先，建筑物是由建筑材料構成，因此建筑材料的總用量與占地面積超過工程體量。在擺放中，建筑物料必然會占用大量空間，設計不合理必然會對施工現場造成影響。同時建筑物料的規模龐大，挪移擺放位置必然會產生相應成本，因此建筑物料的擺放將對施工管理帶來影響。其次，為了節約場地與建設資金。施工單位傾向于減少物料儲備規模，并期望物料供應單位在分流物料管理的同時，提供及時的運輸服務。但受到天氣、上游供給等因素的影響，物料供應商難以及時提供所需物料，因此建筑單位應儲備足夠使用的物料。若出現物料短缺，將對施工進度帶來影響，建筑成本也將隨之升高。而物料儲備過多，也將使施工單位付出更高的管理成本。綜合分析，物料管理的科學性將對工程管理效率帶來影響。

2.3 施工管理缺乏協調

施工管理是影響工程成本、質量與進度的主要因素。其包含人力資源分配、作業銜接、材料選擇等管理決策。由于涉及因素較多，工程管理者往往難以準確調度各項資源，作業銜接的科學性也無法保障。例如，在高層建筑中，混凝土梁柱的凝固程度，會對下一階段施工帶來重要影響。但受到天氣等因素的影響，混凝土梁柱的凝固程度難以提前判斷。管理者會依據經驗提前做出施工準備。但準備工作也會消耗管理成本，管理效率將因此受到影響。再有，在電氣施工中，為防止纜線丟失，施工單位會選擇在工程結束的最后階段，完成纜線鋪設。但若遇到管路堵塞，施工單位則需要重新修復管路。在這一過程中，外墻表面將遭受破壞。這樣的施工設計，會提升建筑成本，管理效率也將受到影響。

2.4 環保標準難以落實

近年來，我國對于建筑施工的環保要求不斷提升。其中粉塵污染、噪音污染、光污染均受到嚴格控制。施工單位在嚴格遵守相關要求的同時，也會遇到諸多困難。例如，在防御粉塵污染的工作中，管理者通常會利用掛網等手段防范粉塵外泄。但在施工旺季，工程任務不斷增加。嚴格按照環保作業的相關要求展開施工，必然會對工程進度與成本帶來全方面影響。在此背景下，部分施工單位會放松管理要求，粉塵污染也將相應增加。其次，噪音污染來源于施工作業。但在施工旺季，工程作業的總量難以控制，噪音污染必然增加。若利用監管措施強制降低施工噪音，必然會對施工進度帶來影響。受此影響，工程噪音也難以得到有效控制。最后，夜間施工需要得到可靠光源。但過多的光源必然會引發光污染。由此可見，工程量與工程污染成函數關系，工程量的增加必然會對環保管理帶來影響。

3.借助BIM技術提升建筑工程管理效率的策略

3.1 借助BIM技術優化設計流程

傳統的工程設計流程，過于依賴平面圖紙。在不斷修復、轉化的過程中，設計資源將遭到浪費。BIM技術可設計三維立體圖形，并借助各項參數對該圖形作出修改。利用這一優勢，設計部門無需再開展多項平面設計，僅需對早期立體圖形作出完善即可。通常情況下，施工設計可被劃分為四項環節。其中包括方案設計、初步設計、技術設計以及施工圖定型。依據該流程，設計部門可首先使用BIM技術規劃設計方案。在具體設計中，設計部門應對現場進行定位、勘測，進而判斷受力點的準確位置。同時，設計部門應依據委托方要求，開展方案設計。在獲得委托方同意后，設計部門也應將現場制作成三維地圖，并利用BIM技術完成施工放樣。在細節調整后，工程方案將初步定型。

在初步設計中，設計部門可參考“一張圖”理念，將土建立體模型作為基礎平臺，并在其中開展水、電、消防等設計規劃。同時可參照工程要求與現場環境，設計材料檢驗參數，從而使建筑材料標準得以確定。在此基礎上，設計部門可對總體規劃作出進一步調整，從而使各項設施更加協調?！耙粡垐D”理念，將各項工程要素集中于統一場景，設計結果將更加協調。在技術設計環節，設計部門可利用BIM技術開展模擬測試。例如，在給排水管線的設計中，設計部門可模擬各段管線的最大載荷，進而分析出管線設計的不足之處。通過調整，各段管線的合理性將得到加強。最后，設計部門可將BIM技術制作的三維模型作為設計技術，并利用平面還原軟件獲得傳統圖紙。這樣的設計方式，可使設計流程得到優化，設計工作更加合理。

3.2 利用BIM技術完善物料管理

物料管理會對工程管理效率帶來重要影響。在改進中，施工單位可借助BIM技術模擬各使用流程，進而獲得物料儲備數據。首先，施工單位應參考工程造價與材料表，確定工程總用料。同時，應借助BIM技術將施工現場制作成三維圖形，并依據工期規劃將不同階段的建筑進程融入平面圖。二者結合后，工程現場在不同階段的物料擺放空間將得以呈現。之后，管理部門應以不同階段的空間變化為設計單元，規劃與該單元對應的物料擺放空間。第二步，施工單位應對各單元所需用料的種類與數量進行分析，并設計物料歸類與空間配比。通過這樣的設計，不同時段的物料擺放空間將得以呈現，物料的存儲上限將更加明確。

第三步，施工單位可利用BIM技術，還原各施工單元的常規工作流程。之后，施工單位應將各種類物料配置到三維圖形中。將工作流程的常規路徑帶入三維圖形，可掌握到物料擺放對于施工進程的影響。在三維圖形中作出調整，可使物料擺放的合理性得到提升。第四步，應將物料的供應信息轉換為直觀的供應周期，將供應周期帶入三維圖形，物料的增量變化將隨時間軸線而改變。同時，施工單位應依據各單元施工作業的物料用量，提煉物料消耗數據。將這一數據帶入三維圖形，物料的減量變化也將隨時間軸線而改變。同步引入施工路徑后，物料變化與施工流程將隨時間軸線作出不同變化。物料供應的合理性、庫存量、擺放合理性均將得到體現。以此為依據，管理效率可得到提升。

3.3 透過BIM技術協調施工管理

在施工現場中，管理人員難以針對人力資源分配、作業銜接、材料選擇等作業，作出科學的管理決策。針對這一問題，施工單位可借助BIM技術輔助施工管理。例如，在高層建筑中，混凝土的凝固程度難以得到準確判斷，無效的準備工作將增加管理成本。借助BIM技術與天氣預報信息，施工單位可將梁柱的厚度、混凝土數據、溫度數據、濕度數據同步輸入計算機。借助測算程序的幫助，混凝土的凝固度與強度將得到準確預判，準備工作可更為合理。在電氣施工中，施工單位可參考施工整體信息設計作業流程，進而獲得更為高效的施工規劃。

例如，依據BIM技術還原的整體工程進度。電器施工單位，可同步完成管線鋪設與線纜鋪設。而為了防止線纜丟失，施工單位可提前連接線路接頭，并委派專人巡視管理。通過這樣的措施，電氣施工的合理性將得到提升。再有，BIM技術也可應用于施工現場管理。施工現場管理主要包含人員配置、物料調動、設備使用及建筑生成。在施工開始前，施工單位可將各項要素輸入BIM三維圖形。在圖形中，各項要素的配合與協調將得到科學設計，施工中可能出現問題也將得到提前預防。總之，BIM技術可模擬施工現場與施工作業，利用該技術，施工單位可提前預判施工管理中的各項挑戰，依據預判結果施工管理將更加合理。

3.4 通過BIM技術落實環保要求

工程量會增加污染源，因此在施工旺季污染源也會隨之增加，環保壓力將進一步增強。針對這一問題，施工單位可借助BIM技術提前規劃施工設計，從而使污染源得到合理控制。首先，施工單位可利用BIM技術，模擬施工旺季的作業流程。之后，可對各作業流程進行分類，并規劃流程設計。例如，城市住宅在夏季會進入施工旺季，鋼筋鋪設、混凝土澆筑、管線鋪設、墻體砌筑都將同步開展。與此同時，各類模板、工具等配套設施也將得到批量搬運。通過BIM技術，各項施工作業將得以模擬。施工單位可在設計中對各項作業進行分流。其中，鋼筋鋪設可在清晨與傍晚完成。這樣的設計即可充分利用自然光線減少光污染，也可減少高溫天氣對于施工人員的影響?；炷翝仓τ谶\輸條件的要求較高，因此主要施工作業應在夜間完成。同時鑒于該項作業的物料要求，施工單位應在下午開展準備工作。管線鋪設對于外部條件的要求不高，因此除與墻體同步施工的部分，其余管線均可在白天鋪設。而墻體砌筑會產生粉塵污染與光污染，因此墻體施工應穿插在其他施工作業的間歇期。綜合分析，BIM技術可還原施工作業帶來的污染。借助提示信息，施工單位應對施工作業進行分流，從而使粉塵污染得到有效控制。同時，應借助自然光線減少光污染，并將噪音污染集中到白天，從而使其影響逐步縮小。

3.5 依托BIM技術防范突發事件

施工現場環境復雜，極易發生突發事件，工程管理將因此受到影響。針對這一問題，施工單位可借助BIM技術模擬施工現場，并對可能發生的突發事件作出預判。通過有效宣傳與提前預防，突發性事件將得到防控。例如，在開展鋼筋吊送的工作中，施工單位應首先利用BIM技術對施工現場與周邊環境進行模擬。建筑頂層會大量使用鋼筋，施工單位會依據使用需求將鋼筋運輸到建筑頂層。在這一過程中，外部的運輸車輛、塔吊、管理人員將展開密切配合。

借助BIM技術，施工單位可首先還原鋼筋供應部門至施工現場沿途，在不同時段的交通情況。通過這樣的設計，鋼筋的運輸時間將得到大體判斷。之后，施工單位應利用BIM技術，還原施工現場周邊在不同時段的人流情況。鋼筋吊運需要借助塔吊完成，在運輸中會產生墜物風險。選擇人流稀少的時段，可降低安全風險。最后，施工單位也應利用BIM技術對吊運現場進行分析。在分析過程中，施工單位應制定出最為科學的工作流程，并借助動態圖形展示該流程。同時，施工單位應將對應圖形作為工作手冊，并上傳至現場員工的微信。在施工中，各崗位員工將依據圖形指示選擇工作站位。

4.結語

BIM技術可在工程管理中得到廣泛應用。借助BIM技術，工程設計效率將得到提升，設計效果也優于傳統圖紙。將BIM技術應用于物料管理，可使物料采購與擺放得到合理規劃，工作效率將相應提升。在施工管理前應用BIM技術，可使人員、資源配置獲得提前規劃，環保要求也將融入規劃設計。最后，施工單位可在特種作業前，利用BIM技術設計作業流程，從而使各位置的配合更加合理。