BIM技術在建筑工程施工組織與管理中的應用研究

田志芳

（云南工商學院，云南 昆明 651701）

隨著建筑工程施工規模的逐漸擴大，施工項目內容越來越多，完全依靠傳統的人工管理模式不僅難以有效提升整體施工組織與管理效率，還極易因各種人為失誤，產生了相應的管理漏洞或是施工組織不當等問題，直接影響著建筑工程的順利施工，也不利于工程整體施工成效的大幅提升。因此，有必要將BIM技術合理運用其中。文章將為建筑工程施工組織與管理中科學運用BIM技術并充分發揮其應有效用，提供相應理論參考與實踐指導幫助。

1 BIM技術概述

BIM英文全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型，BIM技術指在建筑工程項目各施工階段與施工環節中，靈活運用各種先進的信息技術手段對各項相關數據信息進行集中整合，快速建立起準確度高的信息化模型，在此基礎上完成建筑設計、施工組織以及施工管理等工作。在建筑設計、施工、管理等各環節中運用BIM技術，可有效幫助工作人員全方位把握建筑工程項目各施工階段的實際情況，直觀、立體地完成建筑設計施工工作，同時有助于工作人員及時發現建筑設計施工以及建筑管理中存在的具體問題，以便能夠有針對性地加以改善[1]。可應用在BIM技術，能夠使建筑設計施工與管理效率有效提升，同時對于控制建筑工程成本、保障建筑工程具有較高質量水平也具有一定積極作用。

2 工程概況

為有效說明BIM技術在建筑工程施工組織管理中的應用，文章以某建筑工程項目為例。該建筑總面積接近21000m2，其中主體建筑的高度超過35m，共有8層，其中地上7層、地下1層，屬于典型的高層民用建筑。地上1層的高度為4.5m，地上2～7層每層層高均為4.2m，頂層層高則為4.8m。該建筑結構為鋼筋混凝土框架結構，建筑使用年限最少為50年，其類別等級和耐火等級分別為三級與一級，抗震設防烈度為7度。按照合約規定，施工方需要在2018年9月至2019年5月完成全部工程施工。由于工程施工期跨一整個寒冷冬季，工程所在地在冬季實施集中供暖，不允許耗能較高的產業在該階段開工作業，因此該工程實際施工期限相對較短。為了能夠有效保障在既定工期內順利完工，且保證建筑工程具有較高的施工質量水平，項目人員最終選擇將BIM技術引入其中，保障各參與部門之間實現與工程項目有關的各項信息數據的高效交互，最終在多部門的相互協調、默契配合下，高水準地完成了該工程項目的施工建設任務。

3 BIM技術在建筑工程施工組織管理中的實際應用

3.1 建立建筑模型

（1）建立三維模型。在將BIM技術運用在建筑工程施工組織與管理中時，首先需要根據工程項目實際，準確建立與之相對應的3D建筑信息模型。利用直觀、立體的建筑三維模型，對建筑內的管線布置、施工組織設計等各方面進行真實反映，以便工作人員可以及時、全面地把握建筑工程實際情況，并及時發現其在管線設計、結構設計、建筑施工方案設計當中存在的實際問題，從而迅速對其進行相應處理，從根本上消除建筑工程設計施工中的安全隱患，切實提升整體工程質量水平。在該建筑工程項目中，工作人員通過積極運用專業的BIM軟件，借助其中的參數化設計軟件即Autodesk Revit，在將工作人員前期通過現場勘查、實地調研等各種方式收集整理的與建筑工程項目有關的各項信息，如建筑主體高度、建筑層高、層數等一一輸入其中，由此快速建立起三維、立體的建筑與結構模型，可對建筑實際情況進行全面、真實反映。

（2）構件信息管理。在建筑工程的施工建設中，勢必會涉及大量的建筑構件及其相關信息。通過對此類信息進行集中整合與充分利用，并運用BIM技術進行數據化、信息化管理，構建相應的信息數據庫，有助于工作人員根據自身實際需要在建筑設計施工、組織管理等環節隨時對相關建筑構件信息進行調取使用，進而高效完成建筑設計施工的優化與建筑施工組織的嚴格管理。在該建筑工程項目中，工作人員主要運用BIM軟件中的Revit軟件，配合使用工程現有的計算機、信息化管理系統等各項優勢資源，將包括預制混凝土內墻與外墻、預制樓梯與陽臺板等在內的各項建筑構件的名稱、材質、類型等相關信息內容準確輸入其中，同時將與之相關的幾何參數如預制樓梯的長度、寬度等，以及建筑構件的成本、運維管理信息等也一并輸入其中；而后借助專業的Navisworks軟件自動對各項構件模型信息進行科學分類，并及時存儲在相應的信息庫中。

當實際進行建筑施工時，如果有部分建筑構件信息出現變動，相關工作人員只需進入BIM構件信息庫中，對前期構件模型信息登記錄入中記錄在Navisworks中的相關信息進行刪改、新增并重新設置相應的編號。在點擊確認保存鍵及時存儲變更后的構件模型信息后，工作人員在根據自身實際需要對其進行調取使用時，只需在該軟件中的編號搜索欄中輸入變更編號，即可快速獲得其所需的變更建筑構件及其相關模型信息[2]。與以往人工模式下的資料管理相比，使用BIM技術不僅可以令包括構件信息在內的各項建筑信息以直觀的形式呈現在工作人員面前，還可以為其隨時調取使用提供了便利。

（3）優化綜合管線。為進一步優化建筑工程設計施工，同時方便后續施工組織管理，在該工程項目中，工作人員運用集約化的理念，在使用BIM技術的基礎上將與該建筑工程相關的各個專業模型進行集中整合，使其能夠集中至同一模型內。在該三維建筑模型中，建筑暖通管道、電氣設備管線分布等均可以得到直觀、立體、真實的展現，工作人員通過認真觀察模型，并與相關設計施工要求進行充分結合，即可對管線標高、結構位置、布設方式等進行靈活調整，使建筑空間資源能夠得到進一步充分利用。工作人員在運用BIM軟件中的Navisworks全面、直觀化地檢查各專業管線碰撞情況時，發現存在較多碰撞點。隨后工作人員將各碰撞點根據其具體類型進行匯總整理，而后集中在同一安裝模型中，依托BIM模型，按照管線先大后小、先有壓后無壓、先多根后單根的原則，重新優化調整各類管線布置方式。在管道上方合理設置電纜橋架，對并排設置的相對密集的管道則集中設計使用同一支架。

不同于以往的施工流程，將BIM技術運用在建筑工程施工組織管理中，可運用建設三維模型的方式對管線之間的關系、排布形式進行綜合、直觀、立體的展示，進而有效幫助工作人員對建筑各樓層凈空間情況進行統一明確，采用模擬安裝的方式實現管線的綜合排布優化，防止在后續實際施工中出現管線相互碰撞的情況。該工程在BIM技術下的部分碰撞結構分析情況，如表1所示。

表1 基于BIM的建筑工程管道部分碰撞結果統計表

3.2 BIM技術應用

（1）應用于施工進度管理。在將BIM技術運用于該建筑工程的施工進度管理中時，工作人員主要使用BIM軟件中的Navisworks Management軟件，對各項有關建筑三維模型與施工進度的信息進行靈活管控。首先，在導入模型環節中，工作人員可直接使用Navisworks軟件并將其中自帶的Revit鍛件打開后，新建RVT文件，并將基于BIM的該建筑工程三維模型導入其中。對于前期建設的各建筑構件模型等其他專業模型，則可以直接使用該軟件中的選項卡合并功能，集中在同一建筑模型中，使得各專業間的信息數據可以進行優化整合與高效共享傳輸。其次在動態模擬建筑工程施工中，工作人員可根據既定施工工序依次劃分各建筑模型構件施工作業，確保結構構件和已經編制好的施工進度計劃所劃分的施工活動相互對應，再將現有工程施工計劃任務導入其中，對施工開始與結束時間進行準確輸入。由此使得進度計劃能夠和建筑三維模型實現內部信息與外部信息的動態連接、實時同步更新[3]。一旦項目中某項施工進度計劃出現調整變動，工作人員只需刷新Navisworks中的相關信息數據，即可同步修改三維軟件以及施工計劃中的對應信息，切實工程施工進度管控成效。該工程項目使用BIM軟件對施工過程進行模擬的情況如圖1所示。

圖1 BIM技術模擬建筑施工過程

工作人員通過運用BIM技術對建筑工程施工進行全程模擬，并將施工進度實際完成情況及時、準確輸入至相應的管理平臺中，此時BIM軟件中Navisworks軟件可對項目中存在的被延誤的工期進行自動、明確標注。根據這一標注信息，管理人員可根據實際情況直接在BIM模型中進行糾偏操作，修改調整施工方法、施工流程等。并在對施工進度計劃進行優化調整后，再次運用BIM技術進行可視化模擬，確保各項建筑工程施工任務均可以在既定施工進度內高質量地完成。

（2）應用于施工質量管理。在運用BIM技術對建筑設計圖紙進行優化時，工作人員可以在運用CAD軟件根據工程實際與施工設計要求繪制出平面施工圖紙后，利用相關建筑設計信息建設BIM模型，使平面施工圖紙中所存在的各關鍵復雜節點均可以立體、直觀化地反映在三維模型中，以便相關工作人員能夠充分發揮自身專業優勢，對施工圖紙進行深度優化設計，也為后期各部門相互協同配合、合理設置施工組織機構等奠定堅實基礎。例如在該項目中，施工人員通過運用BIM技術建立三維信息模型，將二維施工圖紙與三維圖紙有機整合，使其立體化地展現出圖紙中存在的包括尺寸標注錯誤、機電管線錯位等問題，對各項問題及相關信息進行匯總整理，而后組織施工人員、技術人員等進行圖紙會審、技術交底，由此設計出更加優化、完善的施工圖紙[4]。如三維模型中顯示出在建筑5層樓梯的5軸與7軸處遺漏了1m短墻，導致圖紙與工程施工詳圖存在出入。根據模型中反映出的問題，工作人員進行相互協商討論，在明確此處樓梯和周圍房間之間的柱寬為1.2m下，將1m短墻補畫在5層樓梯的5軸與7軸處，使得圖紙和詳圖可以保持一致。

在建筑工程的施工現場管理中，各項復雜節點同樣可以在BIM技術的作用下實現可視化表達。進而有效幫助工作人員更加清晰、直觀地了解施工現場中存在的各項施工問題，并及時進行相應處理。例如在該工程項目中，依照相關施工要求，需要將預留洞口安裝在混凝土結構后方的管道位置處。施工人員運用BIM軟件建立相應三維信息模型，按照既定的施工順序模擬安裝預留洞口，并在此基礎上科學指導現場施工班組，有效提升整體施工效率，保障各項施工操作的規范、有序進行。

（3）應用于施工成本管理。在建筑工程施工成本組織管理中，運用BIM技術同樣可以獲得良好的管理成效。以計算工程量為例，通過使用專門的工具軟件，工作人員首先根據建筑工程CAD圖紙中的各項信息內容，繪制出相應的二維平面圖，而后將建筑標高、樓層等逐一添加其中，由此生成三維建筑信息模型。在依照建筑工程施工要求與圖紙規范，完成各項建筑構件、組件的參數信息設置后，工作人員需要對比工程實際，對所建模型的合理合法性進行嚴格審核，及時對存在問題的構件結構與信息進行相應修改，再套清單定額并使用相關計算公式，自動準確計算出工程量。如現澆板工程量的計算公式為V=L×A×B，該公式中V代表現澆板工程量，L、A與B分別代表板長、板寬與板厚。而計算現澆混凝土框架結構剪力墻時，其計算公式為V=l×h×b-S×b，在該公式中，l與h分別代表剪力墻的長度與高度，b代表墻體厚度，S則為門窗洞口及0.3m2外的孔洞所占體積。在完成各項工程量計算后，工作人員可根據其具體樓層、工程所在區域等進行科學分類，而后將其逐一輸入至BIM系統中，使其他人員可根據自身實際需要，隨時對工程量信息進行查詢使用。

在管理工程人工與材料成本時，根據BIM模型及計算得到的工程量，工作人員通過對比模型中的定額消耗量與實際消耗量，即可對該建筑工程中所需人工數量、材料數量進行統一明確。在此過程中，工作人員需要將人工與材料的定額消耗量和特定系數的乘積輸入BIM模型中，用以作為人工與材料成本的上限值。然后根據施工現場實際情況，工作人員需要及時修改調整BIM模型中的建筑工程人工與材料定額消耗量，由此獲得準確的企業定額，在此基礎上明確具體人工與材料所需量。再與工程現有人工與材料資源進行充分結合下，制訂出科學合理的采購清單，在有效防止工程出現資源浪費情況的同時，也有助于控制工程建設成本，提高整體工程施工建設成效。

4 結束語

綜上所述，在建筑工程中運用BIM技術，對于提升整體建筑工程施工效率、優化建筑工程設計施工與施工組織管理等均具有顯著作用，同時也有助于實現建筑工程成本的有效管控。在將BIM技術實際運用在建筑工程施工組織與管理中時，相關工作人員需要充分結合工程實際，并認真遵循國家相關標準要求，主動收集整理與工程項目各施工階段與施工環節相關的所有信息數據，再借助專業的工具軟件對其進行集中整合、深入分析，由此建立起相應的三維模型。并在此基礎上對建筑工程設計施工方案、圖紙等進行優化調整，對各參與部門進行科學協調安排，使得建筑工程項目能夠有序完成各項施工建設工作，由此獲得最優的施工建設成效。