淺析BIM 技術在建筑工程管理中的應用

李 剛

（安徽四建控股集團有限公司，安徽 合肥 230022）

BIM 技術是集成了各種管理功能的建筑工程信息模擬技術，建筑工程中幾乎所有的核心管理活動都可借助BIM 技術來完成，在工程項目設計、機電優化、管線碰撞、預埋預留、各專業協調等方面都發揮著非常顯著的作用，因此研究其應用方法可促進工程項目管理。

1 BIM 技術在機電深度優化中的應用

建筑工程的電氣照明系統、變配電設施、通風空調系統、火災報警、視頻監控、網絡通信、燃氣系統以及給排水系統等都屬于機電安裝的范疇。此類施工活動的特點是管道、電纜線路、支架以及機電設備的安裝量很大，尤其是建筑機電管線，在圖紙上一般只是做出了標高、尺寸等方面的要求，具體應該怎樣布置則要施工人員根據現場的實際情況來確定，有時候在作業過程中會出現管線預留空間不足、管線碰撞之類的問題。傳統的施工圖紙以二維平面信息來顯示機電設備和管線，設計缺陷或者讀圖失誤的情況也偶爾發生。由此帶來的問題是有些管線前期未發現異常，后期卻出現了安裝困難，無法繼續施工的情況，甚至前期已經安裝完成的部分也要拆除掉。將BIM 技術引入到建筑機電安裝中，施工單位可利用Revit 等軟件來構建機電管線的實物模型，并且管線和建筑物的空間位置、管線和管線之間的距離等都可在三維模型中體現出來，這樣就能利用BIM 技術提前檢查機電管線的安裝位置、避免管線碰撞，設計出更加合理的安裝路徑[1]。

2 BIM 技術在施工管理中的應用

2.1 優化工作面設計

建筑工程施工現場的平面部署是一項非常重要的工作，施工單位可利用BIM 技術來模擬施工平面，構建三維平面模型。首先，設計出主工作區，這一部分主要是根據工程建設需求模擬出各個分部工程的位置，將其在平面上按照一定的比例一一標示出來，其相互之間的方位也要按照實際情況來部署。其次是道路，作業區域的通道、外圍的主干道、臨時性的便道等都可利用BIM 技術來模擬，尤其是在設計臨時便道時，要充分考慮到車輛和人員通行的便捷性，采用人車分離的設計模式[2]。最后，施工單位的各類管理人員和一線的作業人員在現場附近要安排臨時性的生活區，利用BIM 技術來模擬不同的方位，在這一策劃過程中要重點分析生活用水、臨時用電的供應，同時也要考慮到生活污水以及各類垃圾廢物的排放和清運。

2.2 促進各專業間的協調

建筑工程建設涵蓋了土建、電氣、給排水、室內外保溫裝飾、通風空調等各類專業，在傳統的管理模式之下，各個專業之間難免會出現工序錯亂、相互矛盾的問題，而這些情況的出現也恰恰反映出了其配合效果不佳的問題。主要的原因在于各個專業之間對其他專業的施工內容和施工進度不夠了解。在BIM 管理模式下，借助激光掃描或者高清攝像機等方式獲取現場的實物信息，然后再利用BIM 技術構建并更新現場的施工模型，各個專業的技術管理人員利用這些模型更方便觀察其他專業的施工內容，進而在此基礎上制定出科學的工序銜接方式，促進各個專業之間協調施工[3]。

2.3 促進預留預埋施工

土建施工的結果是其他各個專業的基礎，電氣穿線管、電氣接線盒、墻電箱、給排水管道孔、通風空調管道孔等都要在澆筑混凝土的過程中完成預埋或者預留。在傳統的施工模式下，土建施工人員要借助圖紙來讀取這些預留預埋信息，有時候就會出現位置上的偏差或者數量上的遺漏，尤其是電氣穿線管、接線盒等。在BIM 技術模式下，施工單位可按照圖紙要求將這些預留的管線、孔洞提前標識出來，在具體施工中可利用三維模型來檢驗是否存在遺漏或者偏差，進而促進預留、預埋的施工效果。

2.4 BIM 技術在造價管理中的應用

BIM 技術并不是用于處理工程造價核算的軟件技術，其最核心的作用是模擬建筑物信息，形成可視化、精確化的建筑三維模型，進而幫助工程技術人員制定出科學的施工技術方案、優化現場管理的秩序。在造價管理中主要是正確統計出分部、分項工程的工程量，盡可能避免漏算或者重復計算的問題。傳統模式下由造價管理人員根據工程圖紙來結算工程量，同時結合實際工程量，做出綜合性的統計。但是在算量的過程中有可能因為經驗不足而計算錯誤，造成較大的偏差，最終影響造價管理的準確性。在BIM 技術中，所有的建筑物模型都是根據具體的參數來構建的，當建模完成之后，軟件系統可以自動計算出工程量數據，這是其附帶的信息輸出，造價管理人員可將這些數據作為重要的參考，借此來檢驗自己核算的工程量是否存在錯漏。

2.5 BIM 技術在質量管理中的應用

質量是建筑工程項目管理中最為重要的內容之一，在傳統的管理模式之下，質量問題往往是事后控制，也就是施工活動已經完成，管理人員根據成品或者半成品來檢查質量。在BIM 技術下，施工單位可利用三維可視化模型提前模擬施工過程、形成施工成品的三維模型，并根據這些模型來判斷施工結果中是否存在設計不合理、設計沖突之類的質量缺陷，這種管理方法具有事前控制的作用，能夠起到防患于未然的效果。另外，日常檢查過程中發現的質量問題也可錄入到BIM 模型中，工程技術人員利用軟件就可查詢出哪些質量問題還沒有整改，哪些質量問題已經消除。

2.6 BIM 技術在資源計劃和成本控制中的應用

建筑工程管理中總是要根據項目進度、施工內容等實際需求合理地安排施工材料、機械設備以及施工人員的進場。在項目施工的初期階段，作業面沒有完全鋪開，此時對施工勞動力的需求較少，等到項目進入中期，作業面已經全部展開，此時對作業人員的需求量大幅增加，機械設備需求量也與之類似。如果施工單位在管理過程中不能根據現場的實際情況合理安排這些資源的進場，就可能造成窩工或者設備資源浪費的情況，施工企業的建造成本也會因此而大幅度增加。BIM 技術已經發展出集合三維信息建模、進度管理、成本管理在內的5D 建筑信息模型，一方面可展示出建筑物的三維可視化模型，另一方面則是將進度信息、物資信息等和建筑模型有效地關聯起來。因此，在該模型的幫助之下，管理人員可利用軟件系統獲取與項目施工計劃相符合的材料需求計劃、機械設備需求計劃以及勞動力需求計劃。這樣就可將物資進場、人員進場以及機械設備進場的時間點、數量等控制在合理的范圍內，確保各類資源得到充分的利用。這樣物資、設備和人員始終處于精細化管理模式之下，從成本控制的角度看，也不會出現施工資源的浪費。由此可見，BIM 技術在加強施工物資控制和成本控制方面具有非常突出的作用。

2.7 BIM 技術在圖紙和文檔管理中的應用

傳統的建筑工程管理中，圖紙和各類文檔資料的收集和整理始終是一項復雜而繁瑣的工作，工程資料中涉及到施工方案、人員信息、施工材料信息、工程進度信息、質量信息以及安全文明等各種內容，一般要通過分類保存的方式來收集這些資料。但是資料種類繁多，并且大型工程項目的參建單位和參與人數眾多，在很大程度上增加了資料管理的難度。另外，施工圖紙的保存、借閱以及變更也是管理中的難點，目前不少工程項目按照邊設計、邊施工的模式來建造，新產生的圖紙要下發到各個下級分包單位或者施工班組，在管理過程中難免會出現資料損壞或者遺漏的問題。信息化技術在建筑工程管理中的應用越發廣泛，在建筑圖紙和文檔的管理中也可大量引入信息化技術，其中BIM 技術就是一種有效的實現途徑。施工單位可將電子圖紙、工程變更信息、合同掃面件、工程資料電子版等和BIM 的三維建筑模型關聯起來，BIM 的軟件系統具備明確的分類管理功能，并且可通過軟件界面方便地查詢與之相關聯的建筑工程信息。現階段廣泛應用的云存儲技術也能整合到BIM 系統中，施工單位可將這些工程資料同步到云端，即使計算機硬件損壞，只要登錄云端就能將之前保存的版本下載下來，使信息安全得到了有效的保障。

2.8 BIM 技術在安全文明管理中的應用

第一，利用BIM 技術實現安全隱患模擬和排查。傳統的安全管理主要依靠現場安全檢查、隱患治理來實現，很多時候是隱患出現之后的一種事后控制。將BIM 技術運用于安全管理中可起到良好的事前控制效果，因為BIM 技術具有三維可視化模擬的作用，建筑物的內外部結構均可清晰地展示在模型信息中，電梯臨邊、屋面臨邊、預留的孔洞等均可通過BIM 模型來實現有效的觀察，施工單位在管理過程中可利用這些技術手段來提前掌握安全隱患的重點，并且由技術人員針對這些隱患內容制定出安全的施工計劃，以安全技術交底的形式向各類作業人員提出明確的要求。

第二，利用BIM 軟件加強文明施工的管理效果。文明施工的重點是合理布置作業現場的臨時性道路、居住設施、垃圾回收設施，確保作業現場整齊有序，不能出現機械設備、施工物資隨意堆放的情況。為了杜絕此類現象，施工單位在管理過程中可利用BIM 技術模擬現場工作面的布置，并且綜合考慮水源、臨時用電、污水排放、垃圾清理、物資存儲、生活設施等各項因素，對比多種方案，最終選擇出最符合文明施工需求的布置方式。

3 BIM 技術在建筑工程管理中的應用流程

3.1 建筑信息建模

使用BIM 技術管理建筑工程時要先根據專業的施工圖紙獲取基礎的建筑信息，如混凝土基礎、框架的幾何尺寸、管線的長度和走向等。然后在BIM 軟件中建立工作集、工作子集，利用軟件中內置的組件制作出三維模型。由于建筑工程劃分為土建、電氣、暖通空調等多個專業，相關的技術人員可分別建立工作子集，然后將各自的繪圖結果集合在一起，形成整個工程項目的三維可視化模型。

3.2 審查圖紙

在建立三維模型的過程中，工程技術人員要根據圖紙信息，將二維平面信息轉化成三維可視化模型，施工單位在這一過程中可結合三維模型及時發現圖紙在設計中是否存在缺陷，起到審查圖紙的作用。施工單位一旦發現設計缺陷，應該向建設單位和設計單位反饋具體情況，利用BIM 技術完成圖紙審查，可在項目實施之前提出變更意見，這樣就避免了后期的工程變更造成的成本上升和工期延誤。

3.3 碰撞檢查

在建立三維模型之后，施工單位要利用軟件系統檢查各類管線和建筑物基礎之間的距離、管線和管線之間的距離是否滿足安裝要求。平面的二維圖紙信息通常難以判斷管線安裝之后的實際效果，在傳統的管理模式下要根據現場實際情況部署管線，管線和混凝土基礎之間要保持足夠的距離，管線和管線之間也要保持足夠的間距，這是為了便于后期的安裝、調試以及維護。BIM 技術下利用Navisworks 軟件來自動化地檢查管線碰撞情況，這一功能對電氣、暖通空調、給排水施工作用顯著。

3.4 3D 技術交底

施工單位在作業之前應該對各個專業的施工人員實施全面的技術交底和安全交底，傳統的交底方式以書面文件材料為主，由技術人員講解其中的要點。在BIM 技術下，可直接利用建筑的3D 模型實施技術和安全交底，施工人員通過直接觀察施工內容的3D 模型，掌握每一個階段的具體工作內容，避免因為錯誤識圖而產生質量問題和材料的浪費，這種交底方式更加直觀，效果突出。

3.5 施工過程管理

BIM 技術在施工階段能夠發揮多種作用，如平面布置、物資和人員進場規劃、各專業的協調管理等。施工單位可根據實際需要充分利用BIM 技術的信息化優勢，使其發揮促進工程管理的作用。為了提高BIM軟件系統的工作性能，應該選用配置較高的計算機作為軟件的工作站。如計算機運行內存不得低于8G，存儲空間要達到1T 以上，如果計算機性能不足，軟件的反應速度會大幅降低。

4 結語

在建筑工程管理中可利用BIM 技術的三維可視化模擬功能來促進各個專業之間的工序協調、檢查機電管線的碰撞問題以及促進土建的預埋、預留施工。BIM技術中的質量信息管理、進度管理、工程算量也都具有積極的工程管理效果，在施工物資安排、安全管理、文明施工管理、圖紙及文檔管理中也可使用BIM 技術。因此，BIM 技術的應用對建筑工程管理有重要作用。