BIM 技術在建筑工程施工中的應用研究

施文君

（青海建筑職業技術學院，青海 西寧 810012）

一、引言

BIM（Building Information Modeling）技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具，通過對建筑的數據化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計、施工、以及包括運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。BIM 技術是三維參數數字模型，其主要應用到建筑工程的全生命周期，通過建立數據信息庫，實現信息在建筑工程各個階段的集成和共享。

二、BIM 技術在建筑施工中的應用

（一）BIM 技術在施工設計階段的應用

在建筑工程設計階段，可以應用BIM 技術將傳統的二維圖紙進行建模形成三維空間模型。將建筑工程項目的場地模型、設備模型和土建模型在三位模型中全面體現出來，并將三者整合在一起，形成一個整體的建筑模型。平面、立面和剖面圖是二維方向上的剖切圖，實現了三維設備的布置，能夠進行多角度的精確定位[1]。利用BIM技術，可將建筑的外立面造型、結構柱梁結構中的梁、板、柱、墻體以及設備中的管道都以三維方式體現在BIM 模型中，這種模型有了三位空間模型，各個專業的技術人員更方便所有人員之間的進行溝通和交流。跟傳統的二維圖紙相比，在三維模型中，可以針對梁柱復雜節點處的鋼筋由于布置較多，能夠實現對復雜鋼筋節點的可視化觀察。但是對于二維的圖紙來說，圖中復雜的鋼筋節點，一般的工人是很形成一個三維空間立體模型，甚至在進行鋼筋綁扎過程中出現節點鋼筋加工錯誤的情況，因此需要通過多個方向的詳細剖面圖才能夠清晰表達鋼筋節點。但是采用BIM 技術的應用，可以通過建立三維空間模型，能夠通過立體化的空間比例關系將鋼筋節點清晰的呈現出來，即使是再復雜的鋼筋節點，都能夠被人們用各個視角辨別出來，所以，通過BIM 技術的設計，能夠比較容易地開展下一步的施工工作。

（二）BIM 技術在施工現場的應用

在建筑工程施工現場采用BIM 技術手段進行施工模擬，主要是利用BIM 技術進行三維空間立體建模。根據工程所提供的數據信息，在軟件中進行參數的設置，形成的三維空間模型能夠反映出建筑工程的實際情況，同時也增強了施工作業問題的可預見性以及有效應對。建筑工程施工作業中現場的布置和技術的應用效果，直接影響著施工的安全性與質量。采用BIM 技術手段進行建筑工程項目場地布置的可視化模擬，根據工程施工的實際需求，比如材料的堆放、機械設備的安裝等，為其進行合理的布置分布，以可視化形式展現指導作業現場的施工組織與布置工作開展，確保工程施工有序開展，提高組織效率[2]。傳統建筑工程施工技術交底，采用的是二維圖紙。應用BIM 技術后，通過三維空間模擬技術交底,切實提高了交底的水平與質量。利用BIM 形成的三維圖紙，施工人員能夠清晰掌握各個部位施工工藝和其他部分的結合，技術人員掌握技術要點的能力最大程度上保障，施工的質量得到了保證。技術人員可調取工程作業位置的相關信息，像三維施工圖以及BIM 建模形成的動畫模擬視頻等。通過現場講解分析，使得工程人員掌握作業工具以及材料型號等要求，促使工程施工作業效率得到提高[2]。

（三）BIM 技術在施工矛盾沖突中的應用

傳統的施工圖紙中，將建筑工程的信息用二維圖紙表達出來，所包含的信息并不全面，要從圖紙上發現施工過程中所隱含的問題變得有一定的難度。尤其是在大型復雜建筑工程項目中，想要全面發現設備專業與結構專業之間的矛盾碰撞之處更加困難。然而，將BIM 技術應用于建筑施工中，就能夠通多三維米星的建立完成之后對其進行空間立體的碰撞檢查，若發現設備專業與結構專業沖突或者構件之間空間距離不到位等的問題，通過調整和碰撞檢查來解決以上出現的問題。

對于現代建筑工程，由于建筑物功能的完善及要求的提高，施工趨于復雜化、多元化。建筑施工項目需要應用多種功能的機械設備，在施工現場，機械設備與生產施工人員混雜在一起，存在很多安全隱患。其中，機械設備的不規范管理成為了安全管理的重點[3]。施工機械設備在安裝和使用中如果不能規范化，再加上施工現場環境的復雜性，存在交叉作業，人員的流動，導致安全管理難度增大。而通過BIM 技術可以實現施工現場的規范化管理，提前解決施工沖突問題。BIM 技術作為信息集成平臺，可以保持施工現場的動態性，施工中的危險源將被安全管理人員及時地辨識。利用BIM 技術可以進行相關的碰撞檢測，借助模擬對施工方案進行優化，施工資源實現了優化配置，可以消除由于施工碰撞引發的安全隱患[3]。除了機械設備的規范化外，在建筑施工中，材料的安全管理也需要重視。材料在運輸、裝卸中存在安全問題，如施工現場材料堆放的不合理、不規范，裝卸都會引發安全隱患。BIM 技術的可視化優勢，施工現場的材料信息變得三維可見，材料的存儲與裝卸情況就能被施工管理人員直接掌握，有利于及時消除安全隱患。利用BIM 技術三維空間模型可以體現施工現場的很多信息，使施工人員與管理人員更方便獲取信息，消除信息不對稱引發的安全問題。

（四）BIM 技術在施工安全管理的應用

在建筑工程施工中，識別風險因素是安全管理的前提。安全是各項工作的中心，識別是辨析施工中存在的危險源與難以確定的危險因素，BIM 的強大功能可以輔助建設項目保障工程的安全進行。在傳統模式下，針對風險因素的識別依靠了個人的經驗，識別過程雖然簡單，易受經驗主義的束縛，風險因素是會存在漏洞、盲區[3]。對于識別安全風險因素方面，應用BIM 技術可以起到很好的輔助作用，安全風險因素的分類變化會更加全面。通過對施工中三維模型信息的提取，能識別施工中存在的風險因素。利用BIM 技術，工程的結構關系可以更清晰明確，很多細節可以得到展現，因此有利于施工中的安全隱患被預先識別。

BIM 技術的應用在建筑工程施工環節，更多體現在項目管理方面。在生產安全方面采取的施工工藝具有復雜性，現場作業環境具有惡劣性，施工現場布置的機械設備增加了建筑工程的安全風險，很容易引發安全隱患，給現場的人員造成安全威脅。利用BIM 平臺運行動態化監測系統，安全隱患能夠被系統分析，并能提出預防和控制措施，確保工程安全管理到位。具體來說，結構施工作業環節,在前期結構搭建數據信息輸入系統后進入正式操作環節，此時后臺可以利用監控設備或者傳感器等進行安全生產狀態分析，判斷結構施工是否存在安全風險，提示施工人員進行處理，以免發生斷裂或者塌陷事故，引發安全事故[2]。完成隱患處理后，利用BIM 技術進行再次核查檢查，當達到安全生產作業要求后再組織施工作業。通過BIM 三維建模進行信息標注，安全的動態管理得到了保證，與傳統模式相比管理的廣度和深度更優。BIM 技術應用安全風險管理還可以實現信息共享。建筑工程項涉及到多個專業，傳統模式下的技術人員、施工人員以及安全管理人員的信息傳遞不及時，溝通效率受到了影響，安全管理很難以預先對施工風險的到判斷。安全信息利用BIM 技術將及時共享，能促進安全的動態化管理。BIM 技術的建筑施工模擬，施工存在的安全問題和風險因素能被安全管理人員預先了解，安全風險因素可以有效識別，提前采取控制措施，實現了提前預防。施工過程中如出現危險，可以及時止損，保障施工人員工的安全。

（五） BIM 技術在施工質量管理的應用

BIM 軟件的很多功能都是基于提高工程質量水平而開發的，BIM 技術的應用，打破了傳統建筑工程質量管理模式，促使工程建設質量水平得到提高[2]。創新應用BIM技術，可以應用到建筑工程質量管理措施中，工程建設的質量可以有效保障。整個工程質量控制的全過程中，BIM 技術的應用能夠擴大質量管理覆蓋面。

三、結束語

綜上所述，BIM 技術在建筑工程中的應用，整合了建筑的生命周期，能夠為每一個施工過程提供全方位的信息支持，在施工可視化方面有著顯著的優勢，有效實現了各個施工階段的工作效率，為各個施工階段注入新鮮元素，有利于工程項目各個施工參與方之間的協同合作，實現信息資源的共享。在建筑工程施工中，規范、合理、高效的利用BIM 技術，將實現不可估量的龐大的價值，而這項技術的運用推廣，又會推動建筑行業的發展，進而提升我國經濟水平，達到一個良性循環。BIM 技術的推廣與應用，將會對推動建筑工程施工全面發展產生深遠意義[1]。