BIM-5D技術在建筑工程施工中的應用探討

摘要：運用BIM-5D技術可以全方位的對已建成的模型實時聯系，包括施工進度、預算、資源整合以及施工組織等，最大限度達到工程項目管理流程的多元化、規范化和精細化，最終達到三控、三管、一協調的目的，從而提升整個項目的施工質量和效率。通過實例詳細介紹了BIM-5D技術理論及在施工過程中的應用，可為類似其他項目的實施提供了參考依據。

關鍵詞：BIM-5D;建筑模型;施工應用;施工管理

0" "引言

隨著現代化進程的不斷加快，傳統的施工模式已經無法適應當前的施工管理項目[1]，越來越多的問題也凸顯出來，比如施工過程中不同模塊區域之間的信息溝通不順暢，導致整個建設過程信息協調能力極其有限，從而造成施工工期延誤、建設進度滯后等問題。與此同時，建筑成本不斷增加，直接阻礙了整個建筑行業的發展。

BIM-5D管理理念是建立在3D可視化技術和4D施工模擬的基礎上，它的出現可為施工單位提供準確的材料采購清單，為投資管控者提供決策參考，為承包單位之間利益提供平衡點。它是集3D信息模型為一體的數字化監控系統，是BIM技術在建筑工程行業的延續，為未來施工行業良好發展提供了指導方向[2]。

1" "BIM-5D相關理論概述

1.1" "BIM-5D的基本概念

BIM-5D最大亮點在于可以讓管理人員對項目進行精細化管理[3]。它是在3D模型基礎上，將3D模型的時間、成本等信息整合在一起，可以表示為5D=3D實體+時間+成本[4]。3D模型和5D模型最大的區別在于元數據結構不同，在構建5D模型時，仍然可以使用3D模型的框架體系，BIM-5D概念如圖1所示。

1.2" "BIM-5D在施工過程應用中的優勢

1.2.1" "可為進度管理提供可視化解決方案

施工前編制的進度計劃并非一成不變[5]，而是一個動態調整的過程，通過BIM-5D技術，可以對施工進度有一個完整的計劃安排，比如顯示即將到來的進度延遲，從而實現建設進度的動態管理[6]。

1.2.2" "可為成本控制提供有效數據

在BIM-5D模型中，定義了許多構件，系統可以自動識別每個被定義的代碼信息，并結合相關規則，實現工程量計算。在施工過程中，具體工程材料的消耗不僅是工程預算的依據，也是成本管控的重要參考。

1.2.3" "為協同管理提供平臺服務

BIM-5D是一個綜合管理平臺，所有參與方都可以在該平臺上協同工作，實現信息互享。在工程項目建設中，需要許多部門共同參與，保證信息溝通流暢。BIM-5D技術填補了建筑行業的這項空白，真正實現了建筑模型信息互享，大大提高了施工管理水平。

2" "BIM-5D施工管理組織架構體系應用研究

2.1" "BIM-5D組織架構體系

施工項目建設涉及面廣，每個階段都是一個極其復雜的過程，項目建設包括進度、成本、質量、數據管理等方面。隨時產生大量數據和信息使工程人員管理困難，且容易出錯。BIM-5D技術本身承載了BIM技術的先天優勢，即大數據和信息的存儲功能，在施工過程的管理中起著驅動作用[7]。為了提高施工過程各環節的管理水平，設計的基于BIM-5D模型的施工管理應用組織架構體系流程如圖2所示。

2.2" "BIM-5D建模要求及方法研究

BIM模型是工作的基礎，模型深度等級參考AIA的規定，根據項目全生命周期的階段，分為LOD100至LOD500等五個級別[8]。具體內容見表1。

3" "BIM-5D技術應用案例

3.1" "工程概況

本項目為某培訓樓，設計使用年限為50年，主體框架為框剪結構。培訓樓項目效果圖如圖3所示。本大樓設計為4層，并附帶地下室、配電室、車庫等設施。樓長45m，寬21m。面積約4250mm2。該建筑在施工全過程中采用BIM-5D技術，實現現場進度、成本、材料等的管理應用，使施工過程更加簡便，在某種程度上降低了施工成本，為其他項目的后續建設提供了參考。

3.2" "BIM-5D技術動態管理

本項目使用Revit軟件進行建模，并對各種專業模型進行碰撞檢查，通過管線優化，有效降低未來施工過程中的返工率，BIM-5D整體效果如圖4所示。

3.3" "施工進度管控

為了動態掌握建設項目的執行情況，優化施工組織，對項目進度進行風險管理，確保按期完工，需利用BIM-5D平臺，通過該平臺跟蹤工程項目的管理，及時發現建設過程的關鍵點，從而針對性的提出施工方案，優化施工進度。據統計，使用BIM-5D技術控制施工進度，大大提高了施工效率，大部分施工項目都可如期交付完成。本項目的BIM-5D施工進度如圖5所示。

3.4" "利用BIM-5D技術編制排磚圖

在實際施工時，因為沒有砌筑圖紙，墻體的砌筑往往會參差不齊。而BIM-5D軟件是基于3D模型建立的，通過對系統中砌筑參數進行設置，軟件便會自動進行墻體砌磚的排布。如圖6所示為該培訓樓項目在進行墻體砌筑時，使用軟件畫出的排磚圖。利用BIM-5D技術編制排磚圖，有效降低了施工過程中出現質量問題的概率，另外，BIM-5D軟件還會給出該培訓樓實際采購量的數據，從而達到前述的精細化管理的目的。砌塊采購量一覽表如圖7所示。

3.5" "利用BIM-5D技術進行模擬檢查

在實際施工時，管線與柱在空間上常常會存在沖突。為了避免這類問題的出現，利用BIM-5D技術進行施工前的三維模擬，可以提前發現施工中會遇到的問題，及時予以糾正。BIM-5D集成的模型具有三維效果，便于技術人員更直觀的理解與發現問題。利用BIM-5D技術，進行管線與結構柱碰撞檢查如圖8所示。梁柱節點鋼筋布置如圖9所示。

4" "結語

目前BIM技術在我國的發展雖然還處于起步階段，但BIM在建筑施工過程中已經發揮了巨大作用，對于參與項目的各方來說，減少錯誤不僅可以減少施工所需的時間，也有助于降低項目成本。BIM-5D技術對我國建筑業信息化轉型發展具有重要意義，能有效解決各種瓶頸問題。本文以BIM技術應用為背景，結合施工管理中存在的一些問題以及BIM技術當前應用情況，引入BIM-5D技術，將其與實際工程進度管理、成本管理相結合，闡述了BIM5D在實際項目中的應用狀況，可為類似其他項目的實施提供了參考依據。

參考文獻

[1] 袁利軍，齊從月，王火華，等.基于BIM-5D的大型公共建筑工程中的應用研究[J].工程質量，2021，39（10）： 95-98.

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[3] 錢濤.基于廣聯達BIM 5D平臺的Revit房建結構建模技術初探[J].工程建設與設計， 2019，（22）： 16-18.

[4] 魏為.5D BIM技術在項目進度-成本管理中的應用研究[D].湖南大學. 2017.

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[6] 周赤晨，周錚，白金鑫.BIM技術在超高層建筑施工中的應用——以杭州奧克斯項目為例[J].土木建筑工程信息技術， 2019，"11（2）： 79-84.

[7] ASHFAQ FIZA. BIM技術在巴基斯坦典型建筑中的應用與研究[D].北京交通大學. 2017.

[8] 張渤龍，李曉龍.基于Revit的BIM技術在地下結構建模及施工中的應用研究[J].公路交通科技（應用技術版）， 2017， 13（4）："232-234.