BIM技術在工程施工控制中的應用

張新梁

(眉山職業技術學院， 四川 眉山 620010)

0 引言

BIM技術指利用計算機信息化技術仿真模擬建筑模型，通過直觀可視化的方式還原真實的模型數據信息庫。將BIM技術靈活運用到建筑工程項目施工控制中，既有助于保障整個工程項目的施工質量和安全性，又能嚴格把控各個施工階段中的成本損耗，使BIM技術的應用價值在建筑工程施工中得以有效發揮。此外，借助BIM技術還能完成三維建模、碰撞檢查、施工模擬、項目數據管理等工作內容，有效促進了建筑工程項目的高效化和標準化施工。

1 BIM技術概述

BIM技術最早出現在美國，作為一項新型技術手段為建筑行業帶來了全新的發展機遇。將BIM技術應用到建筑工程項目有助于奠定良好的3D模型基礎，而工程項目管理人員也可以利用獲得的數據信息仿真模擬建筑物的真實狀態。依托于BIM技術下的信息共享平臺，還能為參與到建筑工程項目的設計單位、材料供應商提供良好的溝通交流平臺，真正將各參與方進行了緊密關聯，為其協調合作帶來了極大的便利，同時有效提高了數據信息傳輸的準確性和時效性[1]。

在建筑工程項目施工過程中，各利益方還可以結合自身實際需求和權限設置對BIM技術信息共享平臺中的數字信息進行提取、修改、加工、更新等處理。盡管相比于發達國家，BIM技術在我國發展中的起步時間相對較晚，但在我國現代建筑水平不斷提升的背景下，建筑行業逐漸對BIM技術進行了深入研究與分析，在實際應用過程中還取得了明顯發展成效。如將BIM技術應用到上海白玉蘭廣場、杭州奧體中心體育館等工程項目施工中就獲得了可觀的經濟效益。

2 BIM技術的特點

2.1 可視化

BIM技術最鮮明的特點在于其具有良好的可視化優勢，利用建模軟件構建3D模型時，業主可以直觀清晰地看到整個模擬建筑物的原始狀態，還可以在此基礎上科學規劃漫游路線，同時沿著路線實時瀏覽工程內部結構[2]。依托于BIM技術的可視化特點，還有助于推動圖紙會審工作的順利開展，使參與到建筑工程項目施工的各方力量共同審核模型設計中不合理的地方，并由設計單位進行科學調整與優化施工圖紙，從源頭上避免后續施工中發生變更問題，真正為建筑施工企業節約了大量經濟成本。另一方面，在工程項目招投標環節應用BIM技術，還能為施工企業提供良好的導向性作用，通過潛移默化的方式提高施工企業的核心競爭力。此外，在技術交底過程中應用BIM技術中的可視化功能，還能使相關工作人員第一時間明確自身工作范圍及相關技術要求，極大地提高了整個技術交底工作的可靠性。

2.2 協調性

在工程項目管理過程中，通常需要將各參建方進行統籌規劃，尤其是在施工設計環節，從屬于建筑、結構、機電等專業的設計師普遍都是獨立完成整個設計工作，各方之間不但缺乏良好的溝通交流平臺，其在后續施工過程中還可能發生各種碰撞問題。但利用BIM技術的協調性功能可以將施工環節從事后處理過渡轉變為事前控制，也就是在施工前期準備階段將后續可能發生的沖突碰撞問題進行有效控制，以此為后續工程項目的施工質量和施工成本提供基本保障。

2.3 優化性

在傳統建筑工程項目施工過程中，各施工圖紙中隱含的碰撞點通常只能在實際施工過程中發現，這也是導致后續施工中發生各種變更和返工現象的主要原因。但利用BIM技術不斷優化施工圖紙，就能將各專業模型進行有效整合，并在碰撞軟件的支持下實時檢測碰撞點，從而對各碰撞點進行逐一排查，極大的降低了工程變更的幾率，還有效規避了返工現象帶來的消極影響，在保證工程施工進度的同時節約了大量經濟成本。

2.4 模擬性

BIM軟件可以對建筑工程項目的全過程進行仿真模擬，如在設計階段分析日照、光污染、碰撞檢測等問題；在施工前期準備階段還能模擬現場布局，統籌規劃施工現場中可能出現的各項事務，實現資源合理化配置[3]。基于3D模型引入時間信息，還能模擬4D施工進度模型，從而嚴格把控整個施工項目的全生命周期；在施工過程中，將成本信息融入到4D模型而構成5D模型，進而有效控制各施工環節的成本核算；在運營階段使用BIM模型，還能有效規避地震、火災等自然災害帶來的威脅。

3 BIM技術在工程施工控制中的具體應用

3.1 在4D施工模擬方案中的應用

在建筑工程施工過程中，必須嚴格把控整個工程項目的施工進度，這也是施工過程中必須予以高度重視的環節。實際上施工進度控制的科學性、資源配置的合理性、技術手段的先進性、施工方案的完整性、現場氣候條件的預測情況以及建筑材料的運輸方式都會直接影響建筑工程項目的施工進度。與此同時，在實際施工過程中，必須嚴格遵循特定的施工流程，這也意味著施工順序具有一定的不可逆性。因此，一旦工程項目施工發生各種錯誤問題，就必須重新建造。這不但會造成大量人力、物力以及財力資源損耗，還可能對最終的施工質量和工程項目的安全性造成不同程度的影響。但將BIM技術應用到整個工程項目施工的全過程，就能對施工中的建筑物、施工現場模型、施工進度、施工資源進行模擬，并將各施工階段中的數據信息進行有效整合，同時按照時間維度構建完整的施工信息模型。在此過程中，工程項目管理人員可以通過直觀立體的施工模型了解各個階段中涉及到的數據信息，有效降低了施工協調、管理工作的難度系數，還能將四維施工模型和具體的施工方案進行有機結合，從而實現設備、材料、勞動力、機械應用等資源的合理化配置，切實提高各項資源運用的經濟性和適用性[4]。最后，利用施工模擬技術追蹤與管控工程項目的施工進度，還能為工程施工進度安排的合理性與實效性提供基本保障，精準識別工程項目的施工進度是提前還是滯后，進而推動整個工程項目施工的順利進行。

3.2 在三維碰撞檢查中的應用

在建筑工程項目正式施工前，相關設計人員需要結合工程項目的實際情況進行管線設計，并在此基礎上解決各種可能發生的構件碰撞問題。但在傳統2D圖紙的局限性影響下，通常無法直觀清晰的了解個體及系統之間的碰撞問題，究其根本原因在于這種離散行為在不可預見性層面具有較高的可能性，由此導致設計人員極容易忽視后續施工中的碰撞問題。但將BIM技術有效應用到建筑工程施工中，就可以通過三維碰撞檢測的方式排查后續施工過程中出現的硬碰撞或軟碰撞問題，同時不斷優化工程項目設計，真正意義上避免了后續工程施工中可能發生的返工現象或變更現象。此外，建筑工程施工人員還可以借助BIM技術更深層次地優化碰撞后的3D結構設計，從而起到良好的施工模擬和交底模擬效果，真正為整個工程項目的施工質量提供基本保障（見圖1）。

圖1 二維CAD圖形與BIM模型的對比

3.3 在現場質量管理中的應用

對建筑工程項目的施工質量進行管控時，可以借助質量數據信息進行全方位展示，并將其作為參建方控制建筑質量的重要參考依據。大部分工程項目的施工周期長、施工難度高，其中還涉及了技術手段、參建方、人力資源、結構設計等方面的變更問題，因此在實際施工過程中通常需要匯總大量數據信息。在傳統數據統計模式下，項目管理人員通常很難實時掌控施工現場中的動態化質量管理信息，無論是數據匯總還是數據傳輸都需要耗費龐大的工作量，即便是指派專門的工作人員進行專項處理也會造成人力資源大量損耗。但在項目數據管理過程中科學融入BIM技術就能有效解決以上問題，切實提高整個項目數據管理階段的工作效率，還能保證整個數據信息傳輸的真實性和可靠性[5]。最后，將這些數據信息上傳到指定的云平臺后，還可以將其與BIM模型進行有機結合，以此達到數據傳輸、存儲以及共享的目的（見圖2）。

圖2 施工現場中的工程質量信息管理流程

3.4 在項目數據管理中的應用

在工程項目實際施工過程中通常會涉及到大量數據信息，而大多工程項目原本就具有一定的復雜性和龐大的系統功能，無形中增加了建筑工程項目施工的難度。在工程項目施工控制中靈活運用BIM技術可以構建良好的信息交流平臺，使各參建方在此平臺支持下實現資源、信息共享，真正為其帶來了良好的溝通交流便利，切實提高整個工程項目的管理效率。與此同時，應用BIM技術還能導出相關數據信息，極大的減輕了相關工作人員檢測現場數據信息的負擔，并在模塊化、集成化管理模式的支持下有效降低施工現場管理難度。另外，BIM技術還能創建出工程項目的造價信息，使施工中涉及的成本和風險得以有效控制，切實提高工程造價信息的流通性和時效性，而相關工作人員在核對工程項目施工中涉及到的數據信息時，還能第一時間處理施工中存在的問題，并為其提供了良好的信息查閱便利。

4 結束語

將BIM技術廣泛應用到建筑行業具有重要現實意義，這也是推動建筑工程項目實現三維化、信息化、智能化建設的重要舉措。依托于完善的信息模型，項目工程管理人員可以直觀清晰的把握整個工程項目施工中出現的數據信息，同時督促相關工作人員嚴格按照施工圖紙設計完成自身工作任務，有效避免了各種人力資源和物理資源的損耗，還能為工程項目最終的施工質量和安全性提供基本保障，使各參建方獲得可觀的經濟效益的同時，進一步推動建筑行業的長遠發展。