BIM技術在全過程工程咨詢中的應用

熊年仿

摘 要：BIM技術在全過程工程咨詢中應用廣泛，數字化管理是當前工程咨詢企業所追求的一種新型管理模式，也是提高企業核心競爭力的主要途徑。BIM技術作為建立在計算機技術基礎上的一種應用于工程設計、建造、管理等全過程中的數據化工具?；诖?，結合當前咨詢企業的業務模式，從項目全過程工程咨詢服務的角度分析以BIM模型作為信息管理的有效載體，開展項目全生命周期信息集成管理和信息共享的應用價值，以供參考。

關鍵詞：BIM技術;全過程工程咨詢;應用

中圖分類號：TU723.3;TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）09-0034-03

0 引言

近幾年來BIM技術在建筑行業得到了迅速發展和應用，已被建筑業普遍認為是行業的第二次信息技術革命。BIM技術以三維模型為基礎，在項目的策劃、實施及應用過程中逐步形成建筑工程全生命周期內的信息模型，以支持建筑物在規劃、設計、施工、運維等各階段的各類活動，從而實現工程領域的精細化設計、精細化施工和精細化管理。國家發展改革委住房和城鄉建設部在《關于推進全過程工程咨詢服務發展的指導意見》（發改投資規〔2019〕515號）中明確提出“大力開發和利用BIM、大數據、物聯網等現代信息技術和資源，努力提高信息化管理與應用水平，為開展全過程工程咨詢業務提供保障”[1]。

全過程工程咨詢BIM技術信息化協同的模式，有利于促進工程項目組織模式、管理模式的創新，提高各參建單位信息交互的效率及效果。廣東、湖南、陜西和湖北等省在全過程工程咨詢實施方案中均提出了“鼓勵咨詢企業應用建筑信息模型（BIM）技術”，旨在應用BIM技術提高項目管理水平。BIM技術在建筑業已得到了較為廣泛的應用，其價值得到了普遍認可，將BIM技術應用到公路、房屋建筑以及市政等建設施工領域，已成為業內共識的發展趨勢，為咨詢企業拓展產業鏈提供了切實可行的實現路徑和手段，必將帶來巨大的價值。通過對BIM 在設計、施工和運維等階段應用的論述，對BIM在全過程工程咨詢中的重點應用進行了分析，有一定的借鑒意義。

1BIM技術的概念

上世紀中后期BIM（Building Information Modeling）技術誕生，而后《建筑信息模型應用統一標準》將其定義為“在建設工程及設施全生命期內，對其物理功能性與特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱”[2]。BIM技術的出現為建筑行業的發展注入了新鮮血液，其作為一種新型管理模式，可以在企業工程全過程咨詢中將工程設計、項目施工、監理、造價等不同階段的咨詢形成統一的整體來進行全方面管理。

2 BIM技術在全過程工程咨詢的應用研究

BIM技術可以針對建筑物的實際情況進行模擬，因此被行業內稱之為最具實用性的工具之一。此技術在建筑物模擬過程中可以對工程屬性、材質、造價信息等數據進行提取與合成，進而創建出精細的數字化模型，以便于項目全過程中實施優質的管理，進而不斷優化操作技術。

在BIM技術在項目全過程周期的使用功能包括以下幾點：

方案設計階段：日照軌跡分析、建筑能耗分析、建筑性能分析、方案輔助分析、可視度分析、性能化分析。

施工圖設計階段：三維協同設計、設計優化咨、虛擬現實、景觀、室內設計表達、人員疏散分析、建筑防火分析、工程量測算。

施工準備階段：各專業設計深化、施工空間沖突分析、方案模擬、施工進度模擬、材料、資金計劃。

施工階段：BIM品質監控、BIM數據校核、進度監控、5DBIM集成、成本控制、虛擬驗收、竣工結算配合。

運維階段：運營數據與模型整合、租賃管理展示、維修路線展示、緊急預案制定、運維系統集成。

2.1 設計階段的BIM應用

2.1.1 方案比選

在方案設計階段采用BIM技術生成多個設計方案的模型進行模擬，通過三維模型的方式更加直觀地展示出設計方案中各個環節的立體效果，通過分析和比選得到最佳的設計方案。充分應用三維場景的可視化功能，實現項目設計方案決策的直觀和高效，所改即所見，便于前期把控設計方案和領導決策。

2.1.2 工程項目申報、審批

應用BIM技術可以加快報審進度，進而縮短設計周期，同時優化設計質量，在報審過程中有利于通過政府相關職能部門的審批，早日獲得政府核準并頒發建設許可證書。

2.1.3 性能分析

BIM技術中具備專業的性能分析軟件，在模擬建筑物的過程中可以對日照、采光、通風、結構、能耗等等性能進行詳細分析[3]，以保證建筑項目性能、質量等具備科學性與合理性。比如將BIM技術應用于日照環境分析可以改善人民的居住環境，充分的日照可以為建筑室內提供舒適的自然光，選擇最佳的日照間距，可以合理布局建筑可以更加有效地利用土地資源，有效利用太陽光能，減少建筑采暖能耗。通過模擬緊急狀況下的疏散，測試建筑物內所有人員經過疏散通道到達室外安全地帶所需的時間、路徑，確保建筑物疏散的安全性。通過停車模擬可以優化車位和車道的設置，使建筑物發揮最大的使用功能，避免功能區的浪費。

2.1.4 施工圖設計審查

目前使用的二維圖紙中經常會出現圖紙前后不一致，各專業設計相對獨立而發生錯、碰等情況，這些問題在二維平面圖紙中難以提前發現，大多是在施工過程中才發現，此時只能通過設計變更解決，對施工和工程造價有一定的影響。建筑工程中會出現如構件尺寸錯誤、大樣圖與平面圖無法對應等問題，而采用BIM技術在對圖紙進行審查時，可以發現圖紙中潛在的一些問題并在模型創建過程中針對不同問題給予意見與建議。設計師會根據其提供的改進報告對設計方案進行調整與優化，以保證施工圖紙的質量，避免設計方案在施工過程中的風險以及變更。

2.1.5 優化空間尺寸

在施工圖設計階段或施工階段，應用BIM技術，依靠各專業軟件，調整各專業的管線排布模型，合理提升凈空高度，避免管線過低造成裝修吊頂高度不夠，嚴重時會影響地下停車位的設置。此外，BIM技術的應用可以對建筑結構布置及機電管線排布方案進行審查，并針對建筑物豎向設計空間進行分析，最終給予最優化的凈空高度，促使建設成本得到有效控制。

2.2 招投標階段BIM技術的應用

招投標階段一般需要耗費大量的時間精力，影響著工程建設周期。BIM技術的應用，在設計階段創建建筑模型過程中生成各項清單，同時對工程量進行科學統計與分析，工程量更加精確化并以此作為依據計算工程的總價[4]。由于BIM技術還處于逐步完善階段，在應用中其建模方法以及工程量計算規則等方式與工程量清單計價規范和定額規定的計量規則還存在較大差異，在實際應用過程中會秉承扣減優先原則，以此來保證工程計量的準確性。但無論如何BIM技術的優勢是傳統計量方法無法比擬的，其高效、精準毋庸置疑。

2.3 利用BIM技術進行施工管理

在施工管理中，BIM生成建筑模型期間可以將Navisworks或Lumion導入其中，以此來實現動畫施工模擬。這種模式可以詳充分了解項目的施工進度情況，通過動畫的形式將施工現場真實演繹。將BIM模型集成到BIM5D管理平臺中，可以與現場施工流水分區、施工進度計劃等信息進行關聯，管理者通過移動設備便可以采集現場信息，對施工現場進行實時管理，保證施工現場生產關聯更加高效，最終實現項目成本管理控制在目標范圍內。

BIM技術可通過建筑模型的方式將項目構件等信息詳細展現，此技術相較于傳統施工管理可以及時發現全過程中存在的問題。因為BIM模型是集各個環節數據信息與一體的建筑模型，其利用自身具備的統計明細表功能[5]，可以將項目施工過程中所涉及的物料進行匯總、篩選、排列，同時與工程造價管理建立對應關系，以此來提高項目施工階段的管理水平。此外BIM技術中的可視性，便于管理人員對施工過程、場地布置等進行分析，還有精裝修效果展示、二次結構排磚等應用。對于高層建筑、深基礎工程、特殊施工工法以及施工流程特殊的工程，利用BIM技術可以進行專項施工模擬與論證，同時實施動態監測，對于提高專項施工的管控能力發揮重要的作用。

在對施工現場進行質量管理過程中，監理人員可利用BIM技術進行輔助管理。例如將BIM技術與AR技術聯合使用，實現施工現場與BIM模型疊加，通過疊加發現二者之間的差異，通過信息技術對其進行分析，以此方式來發現建筑模型與施工現場間的差異，并從中找出施工誤差發生的原因。

2.4 BIM技術在施工環節造價咨詢上的應用

建筑工程施工環節造價咨詢中，管理者需要對項目的合同價格進行全面把控以及施工階段的造價控制。BIM技術在此階段中的應用可以對投入資金進行科學審核，進而提高全過程造價控制水平。BIM與5D技術的應用可以根據建筑工程施工的實際情況以及工程周期進行管理，在工程數據匯集過程中便可以生成工程施工進度造價報告，進而保證業主資金投入的合理性。BIM技術可在建筑工程建設初期便確定好建設方案，在避免不合理建筑設計的同時，可以對建筑結構進行優化，避免工程全過程中出現未知因素而影響工程造價的合理性。

2.5 基于BIM的智慧運維管理平臺的應用

在運營維護管理階段，BIM技術可以利用物聯網技術將建筑的整體架構展現在運維管理平臺中。其中可將云端服務作為集中管控中心，將建筑工程中包括安防、消防、物業、自控、能耗、空間、定位、環境等在內的各個環節，通過BIM模型進行統一整合并實時展示。BIM技術應用可以實現人、設備與工程之間的聯系，為建筑提供一個綜合性的BIM運維平臺，從而更好地發揮建筑的功能與作用。BIM運維平臺可以實現視覺管理[6]，這種方式相較于傳統的二維圖形管理更具優勢。其界面可以實現高度仿真，視覺效果更加強大且更具真實感。工程項目管理人員通過可視化可實時對設備以及建筑施工的運營狀況進行管理，期間可以更直觀、更高效地通過在三維模型上展示的核心數據進行詳細分析，便于管理者對建筑物全部工程進行把控。

2.5.1 安保管理

BIM運維平臺可以展示建筑內當前安防安保信息，包括：視頻監控信息、門禁信息、周界入侵報警信息、消防信息以及電子巡更信息。

2.5.2 電梯管理系統

展示建筑內電梯的整體運行情況、電梯能耗以及電梯的維保事項。電梯當前的停靠樓層，電梯的名稱、運行狀況、承載人數等參數信息以及電梯內當前監控畫面。

2.5.3 設備運行系統

展示設備維保項、設備維修項、本年報修趨勢圖，匯總顯示各系統的在線監控設備數、正常運行時間、設備故障數、本月維修計劃、本月維修量、維修完成度等信息。

2.5.4 車位管理系統

展示項目內的停車場車位剩余折線圖、車位占用信息、違停情況以及出入口監控畫面。以動畫的形式打開建筑模型，定位到停車區域，通過顏色渲染顯示該區域內的車位占用情況;在模型中選擇車位，可以查看入口到該車位的路線圖。

基于BIM技術借助其可視化和信息集成特點，可直觀了解建筑具體信息，所有數據和信息都可從模型中獲取和查詢，為建筑物的維修改造提供詳細準確的依據。通過BIM模型可將各系統和設備以可視化三維圖形展現，使其表達更形象和精確，同時也可將BIM技術應用于建筑物內部空間設施的可視化管理中。

在全過程工程中項目建議書、可行性研究等階段的咨詢，可以利用BIM技術將不同階段的工程信息進行集合，并將信息發送至共享平臺中，以此來實現信息共享。全過程工程咨詢主要是從項目全方位考慮，其中包括技術、經濟以及施工管理等方面，傳統的咨詢服務考慮的范圍具有較強的局限性，在專業領域而言，全過程工程咨詢更加全面、準確，而BIM技術的應用對于建筑領域而言更具領先的技術優勢，其在全過程工程咨詢中可以發揮全方位的效力，為工程咨詢業的發展提供有力支持。

3 結語

綜上所述，隨著全過程工程咨詢行業的發展，BIM技術已經可以實現全過程工程咨詢信息化管理。隨著此技術應用的不斷深入，BIM技術可以融合大數據、物聯網、裝配式建筑、綠色建造、智慧建造等新興技術，對全過程工程咨詢行業的發展產生較大影響，工程咨詢人員將擺脫大量重復、單一的勞動，將更多的精力投入到更精細、更富創造性的工作。

參考文獻

[1] 楊文才. "三位一體"全過程工程咨詢在港科大（廣州）項目中的應用[J].價值工程，2021，40（25）：149-151.

[2] 黃強，程志軍，葉凌.國家標準《建筑信息模型應用統一標準》編制簡述[J].建設科技，2017（03）：13-15.

[3] 姚丹.BIM技術在全過程工程咨詢項目中的應用探究[J].工程造價管理，2019（5）：11-20.

[4] 任昱.BIM技術在全過程工程咨詢企業中的應用[J].中國集體經濟，2020（11）：45-46.

[5] 王曉覓.BIM技術在全過程工程咨詢項目管理中的應用綜述[J].建設監理，2021（3）：18-19+26.

[6] GB/T 51212-2016，建筑信息模型應用統一標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2017.