BIM技術在建筑工程施工中的創新及應用研究

卓博奇

中建三局一公司建筑設計院 湖北 武漢 430000

引言

BIM技術作為一種新的信息技術，在工作模式的創新、設計形式的補充、相關領域工作的推進方面取得了很大的進展。BIM技術應用于工程項目施工，建立和管理模型，模擬整個施工過程可以提高工程項目的管理水平。因此，有必要特別注意該技術，加強在建筑工程中的應用。BIM技術在建筑工程中的應用詳見下文。

1 BIM技術的概念

BIM技術是建筑信息模式的英文縮寫，目前該技術廣泛應用于建筑信息模型的搭建中。建筑信息模型的建立需要綜合考慮建筑工程的施工具體地理位置以及用戶對建筑的具體需求，技術人員應該全面收集所有的數據信息，從而建立更加可靠的數字化模型。傳統的建筑信息模式都是靠圖紙進行構建的，2D圖紙建立的模型缺少必要的直觀性，數據分析不嚴謹。而采用BIM技術建立的模型能夠直觀地對其進行分析，實現了模型的三維建立。三維模型的建立過程中技術人員需要收集全面的數據信息，并科學合理地將所有的數據信息應用其中，提高模型的真實性。在計算機技術的支撐下，BIM技術能夠有效地彌補傳統模型中存在的不足之處。施工人員可以通過對模型的分析，找出施工設計方案中存在的問題，并直接在模型中進行調整，不斷提高施工設計方案的可行性，降低對后續施工的影響。據目前的形勢來看，我國建筑行業BIM技術應用的水平還比較低，在具體應用的過程中仍然存在很多的問題，技術人員應該加強對BIM技術的研究，充分發揮BIM技術的應用優勢。技術人員必須積極主動的吸取發達國家該技術的應用經驗，不斷提高我國BIM技術的應用水平[1]。

2 BIM技術的優勢

在建筑工程施工中需要對大量的數據進行集中處理和管理，無論是建筑工程項目自身的數據，還是行業內部數據，數據量都非常大，為保證施工的有效性和連續性，需要對各項數據進行快速、準確的處理，為制定施工方案、施工方法、整改措施等提供必要的參考和指導。目前我國建筑行業的發展現狀為：大企業的成本高于小企業、小企業的成本高于個體，市場競爭非常嚴重，使得大企業、小企業、個體等都處于平等的位置[2]。“互聯網”BIM技術能夠大幅度提升市場競爭優勢。大量應用案例和研究結果表明，如果建筑工程施工管理單位能夠從項目立項開始一直到竣工結束，整個施工中全面貫徹“互聯網”BIM技術，所得到的利潤至少能提升10%。因此，施工管理企業在管理中，要加大“互聯網”BIM技術應用力度，在提升施工管理水平的同時，以獲得更大的經濟效益

3 BIM技術在建筑施工中的應用價值

BIM技術具有參數化和計算特性，在應用于測量施工中增加的工程數量的同時，應考慮到諸多因素對加強施工設計的影響。①使施工計劃更加科學合理，有效減少BIM技術可以獲得有效的工程測量數據，提高工程施工精度。②建立相關的BIM數據庫，準確計算施工工作量，提高施工預算的效率和準確性。③為監理提供所有施工材料的準確數據信息。④業主和監理可以通過現場監測獲得現場生產情況，根據有利于保證工程質量和施工人員安全的BIM技術的三維可視化功能，能夠有效了解施工方案和施工進度，便于進度管理[3]。

4 BIM技術在各種施工階段的應用

4.1 運用于工程項目成本控制

BIM技術是一種新型的建筑工程管理技術，與科學和理性相結合，可以在一定程度上控制建筑成本。首先，利用BIM技術數據庫模型的數據信息，分析施工項目涉及的工程機械和原材料；其次，通過BIM技術數據庫評價得出分析結果；最后，評價過程分析了施工項目實際施工過程中的誤差、施工原料的浪費、施工設備的損壞等。通過智能數據仿真技術，提出了針對性的優化對策。利益相關者可以合作采取優化措施，科學管理建設項目工地，有效節約人力資源，降低建設項目建設成本[4]。

4.2 過程管理

基于BIM與BIM+技術的BIM5D管理平臺是實現建筑工程質量管理精細化的重要手段。通過BIM+互聯網、物聯網、通信技術、射頻識別設備、紅外傳感器、激光掃描儀、GPS等技術和各種信息傳感設備，將人員、建筑實體、設備機械、BIM模型等聯系在一起，實現人、建筑實體、機械設備等的智能識別、跟蹤、定位、監測和管理等。同時，將BIM信息模型導入質量管理平臺，實現BIM模型與質量管理平臺的無縫對接，進行資源的有效共享與管理工作；通過物聯網將施工現場的各個構件與BIM模型進行對接，可以輸入、輸出建筑物各部件、部位的相關信息，這樣每個部件與部位都具有獨特“身份”，提高質量管理的精細化程度。再者，工程實施人員也可通過基于BIM技術的輕量化移動應用質量信息管理平臺進行組織協調、信息和權限分配，實現對建筑產品質量的控制。

4.3 根據模擬施工開展安全管理

采用BIM技術的使用，技術人員可以模擬建筑工程的施工，能夠及預測出建筑工程施工安全問題發生的概率，并及時對施工設計方案的調整提供方便。同時在進行安全事故發生概率預測的過程中，可以綜合對事故進行分析與評判。例如，通過建筑工程的模型的建立，技術人員可以對高空墜落以及塔吊事故進行模擬，可以做好事故預防措施，降低事故發生給企業帶來的危害。同時，結合建筑工程的模型，可以對安全事故進行全面的總結與分析。技術人員結合建筑工程施工中存在的問題，梳理出高頻發生的事故，從而警示施工人員提高安全施工的意識。根據施工現場具體的情況以及施工人員的綜合情況，做好安全防范措施。

4.4 場地資源的優化

①利用BIM三維場布模型的可視化和仿真能力，表示傳統的三維平面場方案，用高仿真表示施工現場布置；②利用其視覺特征，易于修改和仿真高容錯率，可以優化現場資源配置，合理布置施工現場，減少二次操作，提高成品保護效果，減少資源投入，保護成品；③使用BIM軟件提供的場景漫游渲染功能不僅可以將三維場地布局導出為圖像，還可以將三維場地布局導出為視頻，從而不僅可以查看場地的總體布局，還可以直觀地表示容易被阻擋的詳細布局，直觀地表示出來，相比較傳統的施工平面布置圖有巨大的優勢[5]。

4.5 深化施工設計

將BIM技術應用于建筑工程項目中，可以合理優化施工設計圖紙，使之更加科學，滿足建筑的實際需要。通過建立三維建筑模型，BIM技術可以有效彌補施工中的缺陷，確保設計工作的正確性，使設計和實際結果不僅結合在圖紙階段，還可以結合在圖紙圖形上。三維布線設計與二維平面圖形的密切關聯也有助于改進和簡化建筑設計。通過數據模型的初始結構，建筑工程最終結構效果的三維顯示可以更直接地觀察以前設計的缺陷，從而改進設計方案。

4.6 碰撞檢測

傳統的二維CAD圖紙碰撞檢測存在著檢測效率低、人力耗費大、不能直觀立體展示及過于抽象等導致常常出現錯漏。而通過三維可視化BIM技術，可高效、直觀地對各個專業模型和全專業模型進行碰撞檢測，并快速準確地輸出碰撞檢測結果。基于BIM技術的碰撞檢測很好地解決了上述所提到的傳統二維CAD碰撞檢測的諸多問題，可高效、直觀、全面的提前發現各專業和全專業設計中存在的錯誤、不合理及沖突之處，并在項目開工前就實現合理優化解決。這大大避免了施工過程中出現設計變更、返工和浪費等問題的可能性，也為建筑工程的質量提供保障。

4.7 優化建筑性能分析

結合BIM技術和建筑工程設計方案，可以提出多樣的建筑設計方案，為了滿足投資者的期望，需要根據建筑工程項目的實際使用情況進行科學合理的調整。例如，建設購物中心時，必須考慮建筑項目的美觀、高度、室內空間的布局，優化建筑項目的使用性能以提高消費者的舒適性在設計公共設施時，BIM技術是我國建筑工程的基本要求和建筑工程的實際影響性能公共建筑比傳統設計方案的商業建筑項目更加慷慨簡單，能夠滿足人民的實際需要[6]。

4.8 質量管理中的應用

總的來說，施工周期較長，施工技術相對較多。為了確保總體施工質量符合質量標準，施工單位必須提高施工安全、功能性、耐久性等。從幾個不同的角度。使用BIM技術，施工人員可以及時發現施工中存在的問題，使用合成施工技術，確保所有施工細節的質量符合要求，提高施工工程的整體質量。同時，施工單位可制定可實現的工程質量控制目標，以確保施工順利進行。

4.9 在實際項目的建造過程中，協調好各部門之間的工作

在項目實際的開展過程中，一定要加強各個部門之間的聯系，避免由于協調不和所出現的各種問題。另外，BIM技術最大的特點就是它的信息化以及協調化的管理，這個特點讓它能高效地把各個數據連接在一起，然后再運用不同的技術去進行處理，這樣就會得到一個總體上的數據的展現和融合。也可以使用普通的模型把不同的技術連接起來，這樣就會實現各項工作的協調進行，也能增加各個部門的溝通。然而BIM技術模型也會與某些軟件產生沖突。對于沖突的檢查，一定要在事前有一個高效的模擬，把可能產生的沖突點逐一檢查出來，并加以解決。只有這樣，才能真正解決沖突問題。應該明白的是，只有在事前做好方案的協調工作，才能解決各方案中出現的問題，才能降低成本，減少損失，提高經濟利潤。就目前來說，BIM技術在裝配式建筑中的利用會產生一個巨大的收益，而且會在很大程度上縮短工期，所以說它們的結合還是非常有意義的[7]。

5 結束語

BIM技術的應用改變了傳統工程操作模式，促進了建設管理模式隨著新的需求向高效、科學的方向轉變，在BIM技術的常規應用的基礎上創新研發基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監測技術，可推動BIM在建筑行業的技術進步，加速建筑行業轉型升級，也為企業和社會培養一批BIM技術先鋒力量，推進建筑業信息化的健康發展。