BIM技術應用土木工程施工中的優勢分析

楊 琴 馮 燕

（湖南電子科技職業學院， 湖南 長沙 410200）

1 BIM技術的概念

BIM技術是當前建筑行業最常用的新型技術手段，BIM技術又稱建筑信息建模技術，是新時代信息技術參與建筑投資、建筑設計、施工，到最終建筑竣工和運營管理的全過程。該技術的主要工作針對建筑施工項目的所有信息進行集中管理和分析，最后將信息組織成一個數據模型數據庫，相關技術人員還可以對數據庫中的信息進行虛擬化，形成一個虛擬的、可視化的三維模型。最后，相關建筑設計師和施工項目管理人員根據可視化虛擬模型進行相關分析，采用最合理的施工方案、設計方案和管理方案，降低整個施工過程中的資金風險和安全風險，有效推動項目建設達到檢測指標。從BIM技術在實際施工中的應用來看，其主要工作包括以下幾個方面：一是將設計圖紙中的二維信息圖像轉化為可視化的三維立體效果圖，方便設計人員更快、更全面地找出設計中的不合理因素，并能有效的預判問題并有效的解決問題。其次，對施工項目的相關數據進行專業化、系統化的分析處理，方便對項目信息的查詢和管理，提高建筑設計和施工過程的精準性。再次，通過BIM技術中的數據分析和三維模型的可視化進行建模渲染，可以更高效地完成前期準備工作，避免在實際施工中由于數據錯誤而出現的返工現象，以免造成不工程延期和必要的經濟損失。[1]

2 IBM技術模擬性的優勢

在土木工程施工過程中應用BIM技術的最大優點是可以模擬未完工的建筑。可以在土木工程施工的設計階段，應用BIM技術來模擬日照和節能工作等。同時，BIM技術除了在土木工程項目中進行3D建模、4d仿真模擬，同時利用BIM的模擬特點，可以使工程施工方能夠進行更高質量地招投標工作，同時對工程造價進行估算和有效的控制施工成本也有很大的益處，而且對提高造價控制的準確性也有相應的提升。[2]

充分利用虛擬BIM技術在土木工程施工過程中，首先采用BIM技術建立模型。然后是利用BIM技術進行模擬施工。利用BIM技術模擬施工的同時，可以利用主模型和施工模型實時掌握施工進度，有效預估施工的具體方向，并根據實際發展情況提前規劃和計算后續施工現場的具體情況。有效的利用計算機進行這一過程，對施工過程中的每一處細節進行虛擬實施，使施工企業能夠充分掌握和了解施工過程中的各個環節的各項數據，施工單位可以提前預測下一步的施工計劃。全面了解施工難度，能夠在正式施工前做到心中有數。對項目施工前對工程有一個完整清晰的認識，并預測施工中可能出現的問題，可以做到提前預防，并列出有效的應對方案，保證項目的正常施工。在模擬過程中，相關施工單位也可以觀看模擬施工的過程，了解其原設計中存在的一些問題和不足，以便及時糾正和處理，避免問題的發生，延誤施工進度。對于土木工程來說，應用BIM技術是一個非常明智的決定，而BIM技術是完成這項工作所必須的不二選擇。因為模擬施工是對施工方案可行性的綜合驗證，通過模擬施工，可以精細的控制施工作業中每一步所需的時間和空間，同時落實到真正的項目施工中可以做到嚴格的執行。[3]

3 BIM技術在建筑物生命周期信息的共享

建筑施工前期的設計關系到施工與運營、建筑生命周期的各個階段的改造，對于施工成本控制、施工進度控制、施工質量和建筑的使用壽命有著非常積極的影響，因此在建筑前期工程設計中，必須綜合考慮各種情況。在整個建筑生命周期中使設計方案具有足夠的合理性，能夠滿足建設單位的各項要求。而BIM技術正是將這些施工中可能會出現的種種問題清晰透明的展現出來。在BIM技術的支持下，能夠保證建筑工程項目中各種數據信息的全面性和真實性，那么在設計階段就要逐層跟進，模擬每一種情況下的施工和運行情況，找出當前設計中存在的問題并及時調整，這也是建筑全生命周期信息共享的表現。例如在施工管理方面，BIM技術建設的模型可以直接模擬現場使用的材料需求等各種施工條件進行分析，達到施工信息的全面共享，實現設計階段和施工階段之間的有效協調，使建設項目總體的合理性得到顯著提高。由于建筑工程設計的復雜性，在建筑工程設計中容易受到其他因素的干擾，直接影響建筑工程設計方案的合理性和可行性。鑒于此，在建設項目設計中應采用BIM技術在提高建設項目設計效果的同時，為以后的建設項目施工提供有效的方案設計支持。[4]

4 通過過模擬施工確保建筑質量

BIM技術的數據模型為建筑物的質量奠定了很好的數據基礎。BIM技術的高度可視化優勢，不僅增加了設計者對建筑的直觀感受，并且在建立模型的過程中更容易發現問題并合理的解決問題。在建筑的設計過程中，BIM技術不僅關注外部的造型設計，而且重視內部結構的合理化的設計。在整個建筑的設計規劃中，BIM技術具有詳細準確的數據支持，并能與實際實施工作進行無縫銜接。這樣既能保證需要施工的建筑質量，又能通過準確的數據支撐，在施工過程中能夠揚長避短，節約工程成本。BIM技術中的模擬數據可以用來模擬未來施工中的操作，讓施工人員提前進行施工實踐模擬，了解施工現場存在的安全隱患。施工人員通過模擬操作，可以在一定程度上防止這些安全事故的發生，做好有效的保護措施。

應用BIM技術，將建筑工程施工企業的傳統技術、監理、施工、組織等相關系統集成在一起，不僅有利于了解建筑設計的意圖和要求，能更好地為工程建設、施工模式提供依據在BIM技術體系結構上，通過對三維模型的優化和調整，更直接地展現了系統的特點和結構的構建要點，既有利于建設工程建設決策者對全局的把握，也有利于管理層和施工人員明確自己的責任，有利于監理單位對建設工程的建設實施有效制約，通過建設數字化施工的體系結構，提高了施工質量的掌控和調整。另外，利用BIM技術建立的建筑結構系統具有記錄、跟蹤、查詢等功能，不僅提高了建筑結構系統的功能性，而且更適合建設項目的實際施工，真正做到了進度、計劃和管理信息的一體化，同時有效的實施建設項目的管理和目標。實現建設項目的動態化、結構化、系統化、綜合化的全效監管和監控。

5 BIM技術在工程款項管理的優勢

建設工程造價與工程量密切相關。當成本與工程量成正比時，那就說明造價是基本合理的。利用BIM技術不僅可以調整提高設計質量，而且促進調教施工成本與工程量，設計師通過BIM技術的計算功能進行成本造假的有效調整，可以詳細的計算出工程所需材料的成本明細，從而實現成本數據化管理的優化，有效管控施工成本，提高施工效率。[5]

成本的控制貫穿于整個建筑施工項目的各個階段，從最初的編制招標文件到投標成簽訂合同，再到項目施工過程中的工程計量、變更談判和最終竣工的結算和決算，所有的這一切工作都離不開成本控制。在這個過程中，BIM技術就完全可以勝任此系列工作。并在提高建筑企業的核心競爭力和工作效率中起到及其重要的作用。在實際操作的過程中，BIM技術可以根據成本的相關設定進行自動計算施工成本，減少了成本工程師的工作量，同時也提高了準確率。BIM技術可以預測在建筑項目正式開工前，施工單位通過相關技術模擬施工進度，為資金流動做好充足準備。當建筑工程項目正式開工以后，企業可以根據工程進度隨時計算回款費用。通過BIM技術通過技術手段對施工進度與成本回流相結合的模式為準確掌握回款進度提供了科學依據。

6 BIM技術可以明確施工階段中的各個目標

建筑企業對施工進度管理的目標必須明確，首先，在工程建設的各個階段和工程竣工的期限內進行任務分配、進度控制和糾正偏差等工作。通過利用BIM技術在施工中的應用主要解決了任務分配、進度控制和糾正偏差等問題。根據BIM技術的統計數據來看，施工單位可以準確計算出不同階段所需的材料定額，資金定額和所需機械數量等。并有效結合企業的計價規范和施工進度，合理計算出所需的材料量、人工量和機械數量。在進度控制過程中，當實際施工情況與進度計劃不符時，可以利用4DBIM技術模型將進度計劃與實際施工情況進行比較，從而調整進度，提高施工單位的進度控制能力。

BIM技術的應用要求高水平的建筑施工技術人員作為技術保障，同時對技術人員和操作人員的技能水平提出了嚴格的要求。建筑工程企業應積極的組織相關人員學習和加強BIM技術的應用技能，通過有效的培訓和考核制度，要求熟練掌握BIM技術的專業性和相關的基本技能。在保證BIM技術的應用質量和效果的前提下，為BIM技術的有效使用和施工效率的提高提供了人員和技術的基礎。建筑工程施工企業也要加強 BIM技術環節的應用，不應將BIM技術僅作為管理和技術人員的學習目標，而應該將BIM技術應確保交付給施工項目中的所有施工人員，普及所有參與施工的員工的素質達到標準化、專業化的技能和綜合能力得到提升，在提高生產效率和保證施工質量的同時，建設高素質、高能力的施工隊伍。

7 結語

隨著BIM技術在建筑行業的有效應用，和技術手段的逐漸成熟來看，這項技術必將對土木工程行業產生革命性的影響，推動土木工程行業整個生態鏈的變革。它還將重新整合建筑行業的價值鏈。通過BIM技術進行信息集成，將使土木工程行業進入大數據時代，信息集成可以提高行業的透明度，可以整合規范的信息化，促進企業按照指定計劃有序的穩步建成。但就目前而言，BIM技術在我國還處于初級階段，雖然目前的BIM技術和協同管理措施在施工企業中和工程量計算的信息集成中已經全面展開，隨著BIM技術的進一步推廣和成熟，BIM技術不斷完善和發展將給土木行業帶來新時代的變革，推動土木工程行業的進一步發展。