淺談BIM 技術在建筑工程項目中的應用

齊國棟

（山東外貿職業學院，山東 青島 266100）

我國是基建大國，不管是建設規模上還是建筑工程技術上，我國都處于世界較為領先的地位，但在工程管理理論與管理軟件開發應用方面，與西方發達國家相比還有較大進步空間。 為推動建筑業轉型升級、促進建筑業高質量發展，國家提出了《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》， 指出了要大力發展裝配式建筑、推進建筑業數字化轉型、推廣應用建筑機器人等指導意見。而BIM 技術正是推進建筑業數字化轉型的有效途徑之一。隨著國家建筑業主管部門及相關行業協會的推廣，越來越多的建筑工程中開始應用BIM 技術，取得了良好的成果。 可以預見BIM 技術在未來會得到更加廣闊的應用。

1 B IM 技術概述

BIM（Building Information Modeling）的字面意思是建筑信息模型，是通過計算機技術對建筑中的各種信息進行數字化表達，進而轉化為信息化模型進行展示。 它是在傳統CAD 的基礎上發展起來的新型技術。BIM 的核心是三維數字技術，通過將項目建設中的各種信息數字化，形成三維信息模型，并將以前相對獨立的各專業融合在統一的管理平臺之下。

2 B IM 技術的特點

相比傳統的CAD 等設計工具，BIM 技術具有許多獨有的特點。

第一，是可視化。 傳統二維的CAD 圖紙，表達的信息遠不如BIM 技術生成的三維立體圖像形象和具體。 從二維圖紙到具體的施工實體，設計人員和現場施工人員還是需要在大腦中進行想象轉換。特別是對于一些形態復雜的建筑實體，很難用二維圖紙進行形象的展現。這種情況下使用BIM 技術生成的三維模型或動畫來展現，效果好得多。 且傳統基于CAD 的設計一般各個專業各自為戰， 由于施工現場的復雜性，某一專業的設計人員極易由于對其他專業的不了解而使設計出的方案與其他專業產生沖突。而憑借BIM 強大的可視化功能，把各個專業結合在一個可見的模擬實體上進行分析，更容易發現設計中的各種空間碰撞檢查問題。

第二，是協調性。 建筑工程項目各專業的施工流程比較復雜，聯系緊密。 所以項目管理者與各個專業之間需要進行大量的溝通協調。而在BIM 可視化模型基礎上的溝通協調， 可以極大地提高描述的準確性，提升溝通的效率。 且各種空間碰撞問題的提早發現，可以將問題隱患提前暴露，溝通解決，省去了施工后發現問題帶來的增加成本，減少了推諉扯皮現象。

第三，是模擬性。 BIM 技術的模擬性功能十分強大。 在BIM 3D 模型基礎上可以增加時間維度， 稱為4D， 可以按照進度計劃對建筑施工過程進行模擬，通過對照現場實物量形成情況與某個時間點的模型，直觀地體現整體工程進度情況。在此基礎上還可以增加造價信息，稱為5D，可以方便地得出某個時間點的計劃投資額度，這對于實時進行造價控制是十分得力的工具。

第四，參數化。 BIM 進行建模是以各種數據和參數為基礎的。 所有可視化構件的背后，都是詳細的各種數據參數。這些構件都是通過各種參數來進行保存的。 構件的差異化也體現在這些參數的差異化。 通過調整相關參數，可以得到各種差異化的不同構件。

第五，信息完備性。 BIM 技術詳細地記錄了項目的所有關鍵信息，如材料的形狀大小、價格、施工工期、所需機械設施數量與單價、所欲人工數量與單價等。這也是BIM 區別于CAD 等設計工具的主要原因。所以說BIM 不僅是一種設計工具和表現工具，更是一種管理工具。

3 B IM 技術在工程項目中的應用

3.1 設計制圖方面

通常，一個項目的圖紙按照專業有結構圖、建筑圖、消防、給排水、強弱電、暖通、燃氣等專業圖紙。 雖然通過圖紙會審可以降低各專業圖紙之間存在的矛盾與碰撞，但由于二維的圖紙不夠直觀，還需要想象才能在大腦中還原為立體的具體施工畫面，所以一些圖紙問題還是不容易被發現。特別是對于一些復雜形態的建筑項目來說，想象難度大，施工人員要完全理解設計圖紙，需要較強的專業水平和空間想象能力。

而基于BIM 的協同設計，將整個項目視為一個整體，使各專業在一個統一的平臺上進行設計，信息共享，降低了不一致性，使施工人員對項目設計的理解大大增強。 且通過BIM 的三維模擬，直觀地發現并解決設計圖紙中各專業的矛盾。 通過碰撞檢查，自動查找存在的碰撞問題，極大地降低了到了施工階段才發現碰撞問題的可能性，節省了由此帶來的時間和成本耗費。利用BIM 的剖切功能，設計人員可以快速出圖，即使進行了設計變更，圖紙也能自動更新。

3.2 進度控制方面

進度是建設項目管理的幾大控制目標之一。傳統導致進度拖延的因素有設計問題、進度計劃設計不合理、人員配備及技術水平問題、環境及社會因素等。所以在制訂進度計劃時應充分考慮各種因素。利用BIM進行進度控制主要利用其模擬性，在三維模型的基礎上增加時間維度，通過模型的動態變化來反映施工過程，將施工過程形象地展現在項目參與者面前。 筆者在項目實踐中用BIM 進行進度控制基本上采用4 個步驟：首先，利用Revit 軟件建立項目的三維模型；其次， 利用Projet 軟件建立進度計劃的具體的節點數據； 再次， 利用Navisworks 創建詳細的進度計劃；最后，根據項目進度實際情況采取相應措施。

3.3 質量控制方面

造成建筑工程項目質量問題的常見原因有施工人員專業技能欠缺、材料質量不合格、施工流程不符合規范、各分包專業未協調好而相互影響等。 質量控制分為事前質量控制、 事中質量控制和事后質量控制。BIM 技術主要應用于事前質量控制和事中質量控制階段，主要利用BIM 技術的模擬性。 通過利用BIM的模擬性對項目的施工過程進行全方位的模擬，將項目的施工環境、項目現場的排布、施工中采用的材料、工藝、成本支出等方方面面都可以在一個統一的環境中得到體現。 通過模擬過程，可以比較容易地找出工程質量的影響因素以及質量控制過程的關鍵點。 另外，利用三維立體的模擬圖像進行技術交底，更容易發現各種質量隱患，將問題解決在盡可能早的階段。

3.4 成本控制方面

基于BIM 技術的成本控制可以貫穿整個項目周期。前期招投標階段，用BIM 的自動算量算價功能，可以大大減輕工作人員的工作量，縮短招標文件的制作時間。 利用BIM 模型中的項目進度計劃，利用成本數據庫中的成本信息， 可以方便地制訂成本支出計劃。項目施工過程中，利用BIM 可以快速對現場實物量形成情況進行量的核算和成本核算，以便了解項目支出情況是否符合項目支出計劃。 BIM 的5D 成本數據庫，使成本核算非常快速準確。到了竣工結算階段，可以結合簽證信息快速計算最終工程量和結算額。

4問題與解決途徑

近年來，雖然越來越多的公司開始采用BIM 技術用于項目的設計實施，但熟悉BIM 技術的技術人員較為缺乏，精通BIM 技術的更少，這在一定程度上制約了BIM 技術的推廣使用。 要在建筑工程項目中發揮BIM 技術的這些優勢，要求傳統項目團隊的技術水平有進一步的提升。 由于BIM 涉及建筑工程、計算機建模甚至大數據等多門學科， 所以各項目建設單位、承建單位、設計院、造價咨詢單位均應順應BIM 技術的發展趨勢，重視BIM 專業人才的招聘和培養。

5 結語

BIM 技術是一種新型的設計工具和表現工具，更是一種項目管理工具。雖然現階段受相關人才不足的制約，BIM 技術還未在工程項目中普遍使用， 但這項技術已經引起了國家建筑主管部門和社會各界的重視。 相信隨著國家相關部門的大量推廣，各大教育培訓機構的持續輸出，BIM 人才一定會逐漸滿足社會需求，BIM 技術必將在我國建筑行業得到越來越廣泛的應用。