BIM 技術在建筑工程中的應用及策略

溫嘯晨WEN Xiao-chen

（北京建筑大學，北京100000）

0 引言

建筑業是指國民經濟中從事建筑安裝工程的勘察、設計、施工以及對原有建筑物進行維修活動的物質生產部門。從國家發布的統計數據中可以看出，建筑業在國民經濟比重和解決就業問題等方面，始終是國民經濟中極其重要的一個行業門類。BIM 技術是一種將工程建設中的二維圖紙，轉換為三維模型的一種數字化技術，在當下建筑工程行業中的各階段都得到了廣泛的應用。BIM 技術可以將工程設計成果從傳統的識圖、讀圖轉變為可視化的三維立體模型，能夠促進工程管理的數字化信息化程度，有效避免工程中的不可預見風險，改善傳統施工模式，推動建筑工程行業向智能化方向轉型。隨著科技的不斷發展，人們對建筑施工提出越來越高的要求，為了滿足人們實際需求，就要科學應用BIM 技術，并發揮出其實際價值，提升施工質量與安全，減少成本支出，促進建筑行業經濟效益的提升，帶動建筑行業健康持續發展。

1 BIM 技術簡述

雖然BIM 作為一種新型建筑信息模型技術，在逐步影響著國內的建筑工程領域的發展，但其實早在二十一世紀初，美國的Autodesk 公司就已經開始了對BIM 技術進行了研究和探索。相比于傳統的二維CAD 圖紙，Revit 系列軟件運用BIM 技術，將工程項目以一種更為直觀的形式擺在項目參與者面前，其中包含的各項數據信息，可以供決策者們更容易的解決傳統工程中的難題。然而，各方面表現都更優異的BIM 技術，直到近期才在國內的建筑工程領域中被重視，這其中一方面是得益于施工技術的提高逐步滿足了建筑設計中更多的想象空間，工程項目呈現出復雜化的發展趨勢，對設計精細化的要求進一步提高；另一方面由于信息產業技術的爆炸式升級，從硬件水平上滿足了BIM 技術對于硬件的巨大需求。

2 BIM 在建筑工程管理應用中的作用

2.1 利用BIM 技術實現工程信息化的3D 建模

通過對項目的規模、周期進行系統性分析，利用BIM技術合理搭建虛擬模型，來完成整體施工工作和設備物料的規劃，進而準確安排工序與施工面鋪開情況。

2.2 采用BIM 技術與成本計算結合

在傳統的工程管理模式中，概預算的計算是一項繁瑣且工作量巨大的任務，計算結果的準確性不單受到設計院圖紙的制約，也會由于自身的一些失誤產生很大偏差。而通過BIM 技術的實施，傳統CAD 圖紙中的圖塊內容會轉化為三維的幾何、物理信息，通過對這些模擬出的信息進行計算，可以得出更為準確的計算結果。以筆者經常工作的電氣部分內容來看，電氣專業的電纜橋架在整個電氣部分概算中有比較大的占比。但傳統CAD 平面中，僅僅能體現出水平平面中的電纜、橋架長度，在縱向方向和管線綜合中的翻越長度無法體現。在此部分引入BIM 技術計算后，無需像傳統施工模式一樣在物料計算出的數量下打系數的放大，可以更為準確的采購訂貨，安排更合理數量的工人施工，節約成本。

另一方面來說，與設計模型實時更新的成本計算，也在給設計院的圖紙進行相應反饋，有效的控制了總成本的投資。同時隨著設計在施工配合階段的各項變更，模型也在實時進行變化，每一份設計變更與設計洽商都能第一時間做出該項修改的成本計算，使項目建設周期中的成本變得直觀、可控。

2.3 采用BIM 技術協調統一各方工作

設計方、施工方、建設方、監理方在項目中的協同工作，雖然是屬于整體上的協同工作，但在具體問題上，也同樣需要密切配合。因為BIM 技術的引入，實時體現項目的動態變化情況，對項目整體協同工作來說有很大益處。

2.4 采用BIM 技術加強工程信息化的數據分析

通過對過去幾十年的建筑業發展進行總結，我們會發現建筑業的生產力水平和生產關系沒有發生變革性的進步，產生這個現象的因素是多重的，其中有一項便是在傳統建筑業的生產過程中，經驗占據了主導地位，缺乏數據信息的指導作用。以設計為例，更為年長的工程師們，會根據項目的情況，運用自己的經驗來對項目進行一個大框架的概括。出于多年的設計經驗，這個大框架可以保證最終的設計成果不會出現如指標不夠、容量不滿足要求的情況，可以保證項目的順利落成，但由于缺乏數據支撐，設計階段指標過大，導致浪費的現象也屢屢發生。BIM 技術恰恰是通過三維模型的仿真，幫助工程師們分析出項目的真正需求，做到各項設計指標的充分利用。同時在項目建成后的運維過程中，真正投產的實際指標，數據收集，也能對工程師們起到指導作用，優化建設過程，為建筑業的創新發展做出貢獻。

3 建筑工程管理中的問題

3.1 設計方應用動能不足

BIM 技術是對整體工程的提升，對施工方、業主方無論在施工管理、成本控制方面都有顯著的幫助，但對于設計方來說，在目前國內的工程環境下，對設計工作的助力較小，設計成本（即設計時間）反而增長很大。國內的設計費取費近些年沒有隨著經濟發展進一步增長，甚至因為市場競爭的原因導致出現了負增長的情況，進一步加劇了設計方在工程項目中作為BIM 技術的主要應用者的抵觸情緒。

3.2 施工方對于BIM 的應用范圍有限

BIM 技術的主要受益方施工單位，在面對BIM 技術時，主要用來處理一些大型的復雜的結構問題、管綜問題。但基于上面的設計方對待BIM 技術的態度，致使施工單位在進行BIM 技術的應用時，僅限于局部位置的疑難點排查，并不能與設計方合作進行整體項目的信息化模型構建。從二維至三維的圖紙變立體，僅僅是BIM 技術的一個很小部分的應用，大量的信息化管理內容，沒辦法通過施工單位的技術能力來實現。

3.3 國內對工程項目審查停留在圖紙階段

由于我國對于工程項目的各項審查，均要求以二維圖紙作為成果進行審查，因此無論設計方利用CAD 進行二維平面繪制，或是Revit 做三維模型建模，輸出成果統一為二維圖紙。由于三維建模相較于二維平面繪制，工作量更多，出于設計方自身利潤及工時考量，以及三維建模轉為二維的過程輸出的成果，不如二維繪制，二維審查更為順暢，設計方及業主方都對BIM 技術的應用有所保留。這一點亟待國內工程行業的管理機構探索出適應新技術的建筑工程成果審查方式。

4 BIM 技術在建筑工程中的應用

4.1 投資決策階段

建筑工程中，投資決策階段是一項重要環節，此階段對建筑工程各項成本產生重要影響。在BIM 技術應用下，造價人員可結合BIM 模型，實現對工程量的計算，還可利用造價軟件獲取信息，高效完成投資估算，并結合可行性報告，對項目進行合理估算。因此，BIM 技術在項目投資決策階段中，發揮著重要作用，并提供重要的參考依據。

4.2 設計階段

建筑企業對項目投資決定后，便進入設計階段。此階段能夠實現對擬建工程進行實施，在技術與經濟方面妥善進行安排，是組織施工的重要根據。設計階段設計水平對工程整體質量產生重要影響，同時還對造價產生直接影響，是項目建設的重要環節。造價師結合設計圖紙，合理應用BIM 技術，建立數字化模型，對工程涉及到的各工程量進行合理統計，并將其錄入到造價軟件中，發揮出軟件的優勢。還可利用BIM 技術，結合施工圖、組織設計等編制完善的項目預算。合理的預算能夠為工程設計提供可靠保障，還有利于提升項目建設效率，減少施工周期，提升建筑行業整體效益。

4.3 招投標階段

建筑工程進行招標過程中，造價師可結合BIM 技術，建立完善的數字化模式，將項目建設的具體信息融入到模式中，可對工程量清單進行合理編制。此項工作的開展，能夠使工程量得到準確預算。另外，建設企業還可利用BIM模型，提升其中標率。應用BIM 技術前，施工人員結合圖紙對工程量進行計算，還會由于部分問題造成計算錯誤現象。而BIM 技術的應用，能夠使施工人員直觀地發現清單中的問題，并及時做出修改。此外，BIM 技術的應用，還能夠確保整個招投標活動在公平公正的環境下開展，避免了各類違規操作現象的產生。

4.4 施工階段應用

將BIM 技術應用到項目施工階段，能夠直觀發現核算工程量與實際之間的差異，便于工作人員及時進行高速。在施工準備過程中，BIM 技術可對方案進行模擬，實現對整個施工過程的動態化模擬，進而對方案是否可行做出分析。另外，BIM 技術還可建立5D 模型，有效保障的施工安全，避免了各類不當因素引發的人員傷亡事件，實現對各施工環節的有效控制，還能夠避免安全事故的產生，減少了經濟損失。在施工階段中，通過BIM 技術的應用，能夠有效保障施工質量與安全，提升現場管理效率，減少工期，促進建筑企業經濟效益的提升。

4.5 竣工階段的應用

由于建筑項目建設需要較長時間，因此，在竣工期間會存在數據不完整或丟失問題，延長竣工時間，且導致后續工作無法有序推進。因此，在竣工階段中，管理人員將施工中剩余材料價值發揮出來。例如，項目造價過程中，可將工程管理與維護相結合，確保工程施工與維護過程中，結合工程要求對其提供維護保障。此方式的應用，不僅能夠提升管理效率，還能夠提高施工質量，促進造價工作的落實。此外，將BIM 技術應用于項目施工中，還能夠實現對工程維護工作的細化，保障對維護工作的全面監督，提升造價質量與管理水平。

5 BIM 在建筑工程管理中的應用策略

5.1 前期階段應用

在項目實施的前期，建筑工程管理方利用BIM 技術即可復核施工方案與圖紙的可行性，實現項目的精細化管理。管理方對于不同專業模型可以用此技術實現信息的集成，并將各類專業資源進行整合，還可以利用BIM 技術，實現對圖紙的更改，對文檔資料做出調整，實現圖紙資料與3D 模型之間的聯系，進而方便相關人員及時查閱資料，有效提升工作效率。

5.2 優化成本控制

通過對BIM 技術的運用，設計方通過構建項目的信息模型，建立完善的建筑信息數據庫，管理方工作人員可以結合市場變化實際情況，對相關數據進行調整，保障數據的時效性，為工程管理工作的開展提供數據保障。基于項目的信息模型，工作人員根據市場各項工程建設材料的動態，對未來項目的實施和預算編制深入研究，有效促進工程項目管理水平的提高。

5.3 BIM 技術為后續的技術創新提供分析結果

新建項目在設計、施工階段采用了新的技術以及新的做法后，BIM 模型可以通過建筑竣工后的數據采集，為新技術的有效性分析進行數據支撐，進一步發揮數字化技術在建筑工程領域中的作用，給后續的行業內技術創新和技術改革創造良好的條件。

5.4 現場布置中的應用

隨著我國建筑行業的快速發展，BIM 技術的重要性越來越明顯，將其應用在現場布置過程中，能夠提升工作的有效性。當前，我國建筑行業建設規模不斷擴大，施工現場與周邊環境更加復雜，對現場布置帶來新的困難，且現場布置在整個施工過程中難度較大，而BIM 技術的慶用，能夠實現對現場及其周邊環境的了解，將收集到的信息展現在建模中，通過處理以后，構建完善的三維立體圖，工作人員可結合圖紙與進度計劃，對現場實際情況進行模擬，進而實現對施工現場布置的高效完成。

5.5 監管體系的創新

為了有效提升BIM 技術在項目管理中作用，就要對監督管理體系進行創新，而BIM 技術在應用過程中，可及時對存在的問題進行指正，并不斷進行完善，發揮出BIM技術應用價值，使其在項目管理中得到應用。為了有效提升監管水平，還要重視管理理念的更新，同時認識到監督管理工作的重要性，立足管理實際，對技術應用進行核查，通過對結果的對比與反饋，分析BIM 與項目管理的結合是否合理。

5.6 整體性能的完善

建筑項目前期進行設計時，需對項目整體結合進行詳細了解，同時制定完善的建筑模型，使其能夠直觀的展現在設計得面前，方便后續設計工作的開展，而BIM 技術具備三維功能，通過對相關數據的收集與整理，將其內容在模型中直觀展現出來，使工程師結合模型信息，對其存在的問題進行分析，有效提升了項目建設整體性能，促進建筑行業的進一步發展。

5.7 提升工作人員綜合素養

建筑工程項目施工中BIM 技術的應用，對項目從業人員專業素質提出越來越高的要求。因此，提升工作人員專業素養對技術應用效果產生重要影響。在應用BIM 技術過程中，可通過以下幾點提升項目人員綜合素養。一是強化工作人員專業化培訓，同時建立監督小組，對整個項目施工過程進行監管，提升整體建設水平；二是聘用專業技術人才，使其科學應用BIM 技術；三是利用BIM 軟件，實現對項目管理技術的應用，并強化工作人員理論知識的學習；四是技術人員對BIM 軟件進行全面了解，并對其技能進行考核，提升技術與管理人員綜合素養，發揮出BIM技術的實際價值。

5.8 提升質量控制水平

建筑工程質量管理的主要方式便是現場進行檢驗，同時對檢驗批次進行科學劃分，保障施工質量得到有效控制。但由于建筑項目管理模式較復雜，可能會造成檢驗過程無法滿足質量要求。因此，將BIM 技術應用于建筑工程中，能夠實現對驗收信息與結果的整合，有利于實現對質量的合理控制。此外，在構建BIM 技術模型中，還可對施工質量進行跟蹤管理，不僅實現對檢驗結果的分析，還能夠及時發現施工中的問題，并及時采取有效策略進行針對性處理。另外，BIM 模型還可實現對給排水系統的碰撞檢驗，降低碰撞矛盾，同時減少碰撞誤差，實現對給排水管線的指導與重新設計。

5.9 安全管理控制

施工人員結合3D 模型，實現對虛擬環節的細化，強化質量管理，并通過可視化方式，實現對施工技術與內容的還原，對項目內容進行完善，不僅能夠提升設計質量水平，還能夠更好地保障現場施工安全。另外，項目建設過程中，還可利用信息化交流，提升眾多單位的參與度，利用BIM 技術，實現施工技術的整體提升。

5.10 實現進度的有效控制

建筑工程項目建設過程中，安全問題是一項重要內容，需要對其引起重視，減少施工風險，同時對施工技術進行優化。加之建筑項目自身存在一定的復雜性，在項目建設過程中，特別是公用建筑，會存在影響工程進度的問題，進而影響到施工質量與效率。為了更好地保障施工進度滿足施工要求，就要結合技術原則，對存在的問題進行優化，同時對各類影響因素科學控制。為了減少安全問題，還可利用云技術，將施工進度與計劃在3D 模型上進行展現，通過進度管理模式，實現對施工進度數據的對比與完善，對延遲問題進行重點分析，提升施工技術水平，完善管理模式，為施工技術的高效應用提供保障。另外，一旦發現進度出現延遲后，就要及時進行監管，制定完善的管理機制，做好監督，確保能夠按照原計劃進行施工。科學應用BIM技術，實現對施工問題的控制，并通過模型的優化，提升進度控制水平，對進度問題進行完善，降低風險，保障工程能夠如期完工。

6 結束語

無論從國際發展的經驗來看，還是從我國目前政府指導和技術發展方向來看，BIM 技術都將會成為推動我國建筑工程行業向中國“智”造發展的重要技術。盡管目前我國的BIM 技術發展還處在起步階段，并且暫時遇到了一部分水土不服的困難，但隨著國內信息技術化的發展，BIM技術必然會受到國內信息化發展的帶動，進一步推動我國建筑工程管理的信息化發展。