淺談BIM技術在建筑工程建設管理中的應用

□ 蔡銘榕

隨著現代信息技術的高速發展和廣泛應用，建筑行業的技術和管理方式也越來越復雜，尤其現代建筑工程項目全生命管理周期較長且建設內容繁雜，涉及建設環節眾多，在不斷增長的經濟收入推動下，人們對居住環境和質量提出了更高的要求，為此，建筑工程項目建設管理需進一步的改進及提升。通過BIM技術的應用能夠實現建筑工程項目的立體化和可視化，其運用工程項目設計的各項數據將工程項目完整地展現在施工人員、管理人員以及用戶面前，進行建筑工程施工和管理的改進和調整，以低成本來保證工程質量。

1 BIM技術的特點

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），是以三維數字技術為基礎，集成建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型。BIM技術擁有傳統工作模式不具備的優勢特點，其打破傳統粗放式施工的弊端，實現向先進集約型施工方式的轉變。在工程進行施工前，利用BIM技術將各類結構、構件等進行深化設計，在深化的過程中，模擬施工，預先排查施工中可能出現的問題，對節點進行優化、整體調整，使得項目施工變得更加精細化、高效化和統一化，實現數據的動態變化和建筑施工狀態的同步，最終實現建筑施工的全程控制。其具有以下幾個特點：

1.1 立體性特點

BIM技術在建筑工程中的立體性特點可以表現在建設工程項目的管綜設計方面。設計師在設計過程中需解決構件的碰撞問題，而在傳統2D圖紙上很難展現建筑工程的空間結構關系，無法充分反映建筑構件之間的碰撞或構件與建筑管綜系統的碰撞情況，所以施工時常會出現各種各樣的碰撞問題，給施工帶來不便。BIM技術可建構高精度的三維建筑模型，應用仿真演示進行碰撞測驗，使建筑碰撞問題一目了然，且也有助于幫助設計師進行項目優化。如在東瑤安居房（一期）地下室BIM成果中，針對地下室基坑支護格構柱的問題匯總、地下室整體問題報告、地下室柱位與柱墩偏位、地下室集水坑、地下室樓梯機房疏散路徑、地下室門窗尺寸與門窗表不一致及與主體結構碰撞、地下室墻柱定位、坡道、地下室樓梯專項、地下室二次結構一次成型、地下室底板建筑高程分析等一系列的問題都運用BIM技術建立模型深入分析，在項目施工前進行優化變更及調整，減少施工過程中無謂的時間浪費，從而達到縮短工期的目的。

此外，BIM三維模型在工程設計中可實現建筑設計動態模擬分析，其可糾正工程設計中的錯誤，例如樓梯碰頭、梁底、門窗洞口預留問題等。工程項目施工技術交底時也可以利用BIM技術三維模型進行動態推演分析，使參建各方管理人員充分掌握工程施工過程中的重難點問題，提高施工效率。

1.2 可視化特點

BIM技術能夠營造直觀可視化的工程管理環境。以東瑤安居房（一期）項目為例，在項目實施過程中，收集整合項目前期、設計、施工等信息，通過品茗技術管理平臺的應用，現場可實時直觀地針對項目前期既定的參數進行對比分析，如第一時間得出項目施工現狀和設計施工圖之間所存在的差異問題，為現場施工問題的變更提供參考依據；第一時間得出項目施工現狀與施工總進度計劃的吻合程度等。

1.3 協同性特點

協同管理既是建筑工程建設管理中的重點也是痛點。結合東瑤安居房（一期）項目實施過程中的整體情況來看，項目二維施工圖的協同設計實際存在很多難點及阻力。由于項目規模大，前期工作要求的時間緊任務重，涉及跨專業和多點、多人協同設計，各自的專業特性和不同專業設計理念、要求存在差異化，在實際的設計過程中難免會出現設計錯漏及碰缺，直接影響施工圖的出圖質量，進而間接影響現場的施工進度。在項目施工前，運用BIM技術，結合品茗技術管理平臺的應用，通過數據整合分析，提前得出各專業圖紙之間的錯漏碰缺，并將有關信息匯總成專項報告，以直觀的點對點的形式反饋給設計單位，使設計師最快速且全方位了解圖紙存在問題，并進行修改和優化。對東瑤安居房（一期）項目進行從整體問題至專項問題的審查，整體問題中包含圖紙圖面問題的圖紙之間軸號沖突、底板未注明結構標高、結構標高與建筑標高沖突、梁編號缺失、地下一層集水井大樣缺失、樓梯大樣圖缺失、圖面表達不清晰等的39個問題，建筑結構構件碰撞沖突問題的構件尺寸定位、結構柱與車位沖突、梯柱與防火門沖突、車位與車道沖突等的371個問題；專項問題中包含格構柱、柱位及柱墩偏位、集水井、門窗、樓梯、頂板洞口、坡道、樓梯專項、設計優化等總共有163個問題。

東瑤安居房（一期）工程項目竣工后，BIM技術建立的模型和實施過程中搜集的相關數據可以作為項目驗收的參考數據和對比分析依據。同時品茗技術管理平臺可將BIM技術數據進行存儲，復制到項目運維階段平臺的數據庫，一是為后續項目交付使用階段的維護提供精確的數據，實現基礎數據的二次開發和有效應用；二是為后續同類型的項目提供參考數據，以達到節約建筑工程項目的資金成本和時間成本的目的。

2 BIM技術在建筑工程建設管理中的應用價值

（1）BIM技術的應用能夠最大限度降低工程項目建設過程中因施工圖的錯漏碰缺問題，而引發的例如工程變更和返工現象的發生概率。利用BIM技術的各方面優勢，建立精細化的建筑模型，結合專業化的插件及工程管理平臺的應用，清晰地展示建筑工程項目每一個實施環節及構建細部，包括施工上的重點難點，如此就能夠最大限度確保參建各方管理人員及時發現建筑工程設計方案和施工圖中存在的矛盾及不足之處，及時論證分析和商討，采取有效的解決措施和辦法予以完善，減少施工過程中產生的變更問題，降低施工現場發生返工的概率。

（2）模擬施工。BIM技術能夠提前對建筑工程項目整體結構和每一個施工細節進行動態施工模擬，技術人員將施工圖、與項目施工相關數據參數輸入到建立的BIM模型中，實現各專業建筑三維立體模型的構建，可將每一個實際施工的環節進行動態模擬，并通過與實際施工操作相對比分析，及時發現施工當中所出現的不足和問題，并予以快速的解決[1]。

（3）BIM可提供先進的信息化拓展功能，其建立在計算機技術、信息技術、通信技術基礎上所發展出的高新科技，本身具備較強的信息化特點，利用BIM技術通過建筑信息模型的建立使數字信息數據保持高度的統一性和一致性，為項目參建各方的管理和施工工作的開展提供最新最為全面的數據。

3 BIM技術在建筑工程建設管理中的應用

3.1 項目規劃階段

在項目規劃階段，通過BIM技術的應用優化整體目標，降低項目成本、提高效率，更好把握產品和市場的關系，實現市場收益的最大化。規劃階段的BIM應用有：

（1）用地情況數字化建模及評估，通過傾斜攝影技術仿真生成地塊條件，提供規劃作業所需現地信息。

（2）結合BIM模型展示容積率、綠化率、建筑密度等建筑控制條件創建工程的建筑體塊各種方案，在三維可視化的環境下進行總圖規劃、道路交通規劃、綠地景觀規劃、豎向規劃以及管線綜合規劃。

（3）利用3D建置概念設計各方案的量體模型，進行方案比選。

（4）通過BIM規劃模型輸出工程量進行經費概算，輔助決策及決定經費預算。

（5）根據項目的經緯度，采集此地的太陽及氣候數據，并基于BIM模型數據利用相關的分析軟件進行氣候分析，對方案進行環境影響評估，包括日照環境影響、風環境影響、熱環境影響、聲環境影響等評估。

3.2 施工管理階段

以東瑤安居房（一期）工程為例，在項目施工準備階段進行施工場地布置、可建造性分析及施工深化設計。由專業負責人與BIM工程師配合對施工現場合理動態布置，并利用三維可視化優勢進行堆場及加工場移至地下室的可行性分析。可建造性分析是否對項目施工圖及各版變更圖紙做施工圖審查工作前，建立施工圖審查表，在建模過程中對圖紙進行有針對性的核查；施工圖審查表可作為BIM人員建模參考依據，也可作為施工方審查依據。

3.3 施工深化設計階段

（1）機電管線綜合優化。包含管線排布方案、電梯前室管線綜合優化、地下室凈高分析及管線綜合出圖。

（2）樁基工程深化。整合地質與樁基模型并分析，得出每根樁與地質層的關系，統計沖孔灌注樁樁長及混凝土體積，為實際施工過程中的沖孔灌注樁長度提供參考依據。

（3）土方開挖高程分析。地下室土方開挖高程復雜，為避免趕工疏忽導致圖紙信息了解不細致而造成土方超挖、未挖到位等影響工期的現象發生，通過分區分色塊的形式基于模型計算出具土方開挖高程深度的分析圖。

（4）后澆帶深化。原設計后澆帶位置多處位于梁、柱節點位置，部分處于樓梯位置，給后續施工帶來極大的困擾。經與技術負責人討論，將后澆帶進行深化，部分后澆帶取消，進行跳倉法施工，模型重新優化后澆帶及跳倉分縫位置并出圖[2]。

（5）屋面工程深化。通過利用BIM技術的三維可視化，直觀展示復雜節點的空間位置關系，大大提高了復雜節點的優化效率和方案交底的可靠性。在深化設計前，進行多專業協同檢查，提前解決了設計中的沖突、碰撞問題，尋找各個施工問題發生的原因及解決辦法，做出變更、相應補救措施等。在進行屋面工程深化設計中，優化并調整出最合理的地磚排布，提高屋面的外觀藝術性。

（6）鋁合金模板深化。BIM基礎模型建立、鋁模優化（外圍飄窗、空調挑板、內墻過梁及門垛）、根據BIM深化模型與鋁模分包及總包確定合理性及可施工性。

工程量統計及材料管理，利用BIM技術對二次結構進行深化，主要包含戶型排磚、出圖、工程量統計，對現場工人進行交底，減少材料、人工成本的浪費，分區域導出平面圖及對應墻身立面圖，張貼于現場指導施工，以提高現場精細化管理水平。

3.4 項目竣工階段

工程項目竣工后，在進行項目后評估及整體效益分析前，對工程項目所有實施環節和信息進行匯總分析和整理。這是一項十分繁雜的工作，有著較多的工作量，而在這一過程中，容易發生數據信息丟失等問題。運用BIM技術結合工程管理平臺的綜合應用，實時搜集各方面數據，完善建筑信息模型，并以此為基礎對工程項目建設期間所涉及的各項費用與成本支出進行精細的分析及梳理，幫助參建各方企業更好地掌握建筑工程項目的經濟效益[3]。

4 結語

BIM技術在建筑工程項目建設管理當中的應用，憑借其自身所具有的可視化、全面性、立體性、可拓展性等特點的優勢，不斷對建筑工程項目進行完善管理，協調其中所涉及的各項管理環節，并對其存在的影響因素進行有針對性的分析，制訂有效的解決方案。目前，BIM技術的應用仍然存在著一些不足，需要參建各方進一步重視BIM技術的研究和改進，拓寬BIM技術的應用，以此推動建筑行業的進一步發展。