BIM技術在建筑工程管理中的應用

周 愉

（同炎數智科技（重慶）有限公司，重慶 400000）

0 引言

隨著社會發展、科技進步，信息化已成為時代發展的必然方向。在建筑行業，BIM技術在建筑工程建設的各個階段都有應用，可以有效集成建筑工程施工的各種信息，并為工程過程管理提供信息服務保障，提高工程建設的效率，減少工程管理過程的問題[1]。本文對BIM技術在建筑工程管理中的應用進行探討。

1 建筑工程管理

建筑工程管理是指對建筑施工過程中的進度、質量、安全、資金、機械設備、材料、人員進行的科學化安排，使能耗達到最小。

美國建設管理協會（CMAA）的定義：建設管理就是運用有效的管理技巧對項目由始至終的全過程進行計劃、設計、建設，達到控制時間、成本、質量目的的專業化服務。

2 BIM技術概述

BIM技術是基于三維數字技術的工程數據模型，它不是特定的軟件，BIM的實施必須依靠軟件才能實現。

BIM技術主要在項目中起到共享和傳輸的作用，共享和傳輸建設過程中產生的數據、信息和項目規劃，使參與項目施工的員工能夠準確了解施工信息并及時響應。BIM技術的應用，可以有效收集施工過程中的各種信息并為工程管理提供信息保障，同時讓工程項目相關各方協同辦公，在提高管理效率，降低工程成本，優化工程工期等方面優勢明顯。

BIM技術最大的特點就是能夠實時監看動態變化，在工程建設過程中，數據會不斷地更新、豐富以及補充，能夠讓使用者在最短時間內了解到變化的最新數據。BIM技術可以有效提高土木工程管理的信息化程度，提高工程管理效率。BIM技術用于模擬施工時間，確保施工生產時間的效率，節約施工成本，提高快速應對質量和安全風險的能力。BIM還可以利用其獨特的3D渲染技術發布和展示施工過程的細節，給人們帶來強大的影響力，進而提高3D渲染的準確性。通過各種對比和控制加強，主要目的是確保工程質量和工期完工率，并將合同損失、成本、建筑材料消耗等因素降至最低[2]。BIM智慧樓管理平臺見圖1。

圖1 BIM智慧樓管理平臺

3 BIM技術的特點

3.1 可視化

現代建筑有復雜的形狀和形式，建筑設計很難滿足設計師對復雜異形空間結構靈感表現。但是采用具有視覺特性的BIM技術，可以利用三維渲染和三維物理圖像在方案設計階段就給人們提供一個直觀的三維視覺展示，給予真實的視覺漫游展示，便于決策者及時準確做出項目決策。

3.2 協調性

在建筑工程的方案設計階段，建筑、結構、機電相關專業設計人員基本上都是各自設計，沒有進行很好地溝通、交流。例如，當有供暖、通風、空調等管道時，各部門只能負責完成自己的施工圖。在管道實際運行的情況下，有結構設計構件，如梁，通常容易產生碰撞問題，使得鋪設管道變得困難。要解決這個問題，不應該在問題發生后再解決，通過BIM協調可以提前解決這些問題。施工初期通過BIM技術調整各部門之間的沖突，提供調整數據。沖突問題的解決不是BIM協調的唯一功能，也可以調整電梯井、防火分類、地下排水等。

3.3 優化性

利用BIM 的優化性特點可以做一些項目的設計優化：如三角屋頂、立面、大空間但不是正形等地方都可以進行不規則形狀的設計。雖然這些地方對整棟建筑來說并不太多，但它們將耗費大量資金和時間，而且往往很難建造，從而導致許多施工問題。通過BIM預先的施工計劃可以顯著減少資本和時間支出[3]。

4 BIM技術的近期發展和優勢

建筑業是國民經濟的支柱，為人們的住房提供保障。隨著時代的發展，建筑工程項目的傳統運作模式必須隨時代而做出改變。現代信息技術的廣泛應用是項目管理體系現代化的標志。在工程項目的運作中，通過計算機技術、通信技術、傳感器和計算機硬件安裝來滿足現代化需求。隨著21世紀計算機的普及和2002年BIM技術的提出，這項技術得到了很好的發展和完善。近年來，BIM技術已經形成了比較完整的理論和技術體系。BIM技術在建筑工程管理上使用三維數字技術，用數字模型描述系統結構，并將其與所有工程項目始末聯系起來。它可以保證建筑工程項目始末的數據單元，實現整個建筑工程項目的信息集成。BIM技術在現代不僅僅是一項新的科學技術，而且還是一種高度集成的計算機網絡數據軟件，具有不同尋常的工程管理能力。它不僅可以應用于建筑工程管理中，還在城市的數字化建設和最先進的工程信息管理系統中擔當重要角色。

5 BIM技術在工程管理中的應用

5.1 組織方案

BIM技術是一項近代興起的科學技術，資金嚴重短缺和技術尚未成熟是該技術在向建筑工程管理企業推廣過程中面臨的難題。并且只有正確認識BIM技術的重要性和在項目中正確使用BIM技術，才能為提高建筑工程管理效率奠定夯實的基礎。因此，施工團隊中相關技術人員應該創建BIM技術的使用流程圖與說明書，為正確使用BIM技術創建夯實的書面基礎，并向部門所領導的下屬大力推廣。另外，精通BIM技術的項目人員可以建立如何使用BIM技術的標準體系和相關應用程序專業流程，做到全員了解BIM技術，并且可以簡單使用，確保BIM技術能在工程施工中發揮高效的作用。根據工程施工現場的情況，加以完善和改進標準體系中的具體細節和不足，使BIM技術在工程施工中更加準確可靠。設計部門設立BIM團隊，聘請專業的BIM技術人員，明確技術團隊各人員的工作內容和職責，保證BIM技術在工程建設中的高效使用。

5.2 明確流程

正確運用BIM技術可以有效地提高BIM技術的應用效率，不僅可以提高建筑工程管理中所做決策的正確性，還為提高工程管理效率奠定夯實基礎。主要來說，BIM使用過程包括以下三方面：（1）工程項目方案設計師根據建筑施工中的實際要求，利用所需的建筑材料，確定建筑模型的基本結構。（2）施工人員根據設計方案中具體要求和標準進行第一次施工模擬。通過BIM技術的實時監控發現和解決設計方案存在的不足和缺點，再加以完善和改正，以確保施工方案的完善和最終確定。施工人員再根據最終敲定的方案進行實際施工。（3）項目完工后，管理部門的工作人員必須收集完工環節中所有必要的信息，例如施工設計圖和建筑物的定期維護計劃，確保建筑物在后期使用不會出現安全問題，避免建筑施工團隊的施工過程出現不必要的紕漏[4]。

5.3 BIM技術的有效應用

在傳統的施工技術下，繁雜圖紙和復雜文字，大大降低了信息文件的可用性，浪費工程建筑信息的價值。BIM技術通過網絡技術，使用計算機在互聯網傳輸下，傳遞所有的數據和材料，提高了信息標準化，使數據完整并且更清晰易懂，為相關信息文件的處理和管理提供了極大便利，為BIM技術的有效應用奠定了夯實基礎。

5.4 施工階段的應用

施工初期，施工場地不僅包含了大量施工設備和零件，還有大量零碎的建筑信息，這是一個讓建筑工程項目人員煩惱的問題。而BIM技術以其強大的數據庫功能，可以高效實現各種建筑項目信息的有效分類和安全存儲。工程施工人員可以隨時檢查施工設備的損耗，選擇相應的零件進行修補，有效防止因為設備磨損而導致的安全隱患。不僅如此，BIM技術還可以用于3D建筑模型的構建，降低了工程建設的材料損耗。

BIM技術構建的3D模型中不僅包含了項目施工過程中的人員信息、設備使用、施工進度等情況，項目領導人還可以觀察全局，進行指揮，有效避免和解決施工過程中潛在的安全隱患，確保施工過程中施工人員的安全。并且使用BIM技術，還可以評估建筑材料、施工設備的使用損耗，實現施工資源的合理安排，避免事故、沖突發生。最后，BIM技術還可以利用SOPS平臺發現潛在的安全風險，并且制定出相應的安全預防方案，直到消除對項目和人員造成的安全隱患。

5.5 監控階段的應用

工程建設項目人員可以利用BIM技術，建立科學先進的數據模型，實現對施工現場的建筑材料和施工設備進行直觀全面監控，還可以進行有效的分配和管理。施工管理人員能有效分析BIM技術提供的數據，發現存在的安全隱患和設備損耗，進行預防和維護。不僅大大促進建設工程的穩定性和安全性，并且進一步提高資源利用率，也起到了提高建筑企業聲譽的作用。

5.6 建筑場地分析

工程施工的重要性在于對施工作業的實時調查。施工現場的微小誤差會影響施工進度，施工現場的實時調查不容忽視。BIM技術改變了傳統的調查施工現場的方法，將施工現場與互聯網相結合，利用3D渲染技術，在計算機上進行真實的施工現場周邊環境模擬，詳細分析施工現場周邊環境的影響因素，避開項目可能出現的安全問題，改進和完善最佳的施工方案。傳統的施工現場勘查會讓項目人員浪費大量的時間和精力，不僅是整理匯報施工現場的情況需要大量的時間，而且項目的準備階段也會浪費大量的時間，這將極大地影響項目的進度。而BIM技術可以利用互聯網和計算機技術從源頭解決，節省大量時間，提高工作效率。利用大數據提供工程施工的實時現場，可以杜絕個人主義觀對工程施工場地考察的影響，從中選取最優的方案。

5.7 輔助施工方案設計

傳統的建筑工程方案設計的隱性問題大多會在施工后期才能發現，但是工程已經準備結束，已經無法改變，這些遺留的問題就會保留在建筑中，成為遺憾甚至是隱患。針對這些問題，建筑行業已困擾多年，BIM技術可以實現虛擬網絡展示，通過虛擬仿真從項目開始到結束可以完善方案的不足，及時設計輔助施工方案。對多個版本施工方案進行改進和完善，以適應在工程中出現不同的問題。有效減少工程施工中帶來的安全隱患，減少危險性，提高建筑工程質量，提高工作效率。

6 實例分析

6.1 上海虹橋樞紐國家會展中心

上海虹橋樞紐國家會展中心在世界上成功實現了首次在一個大型展廳中獲得“自由柱”展覽的效果。總承包設計部引進BIM技術，對上海虹橋樞紐國家會展中心的主體結構進行了建模，還與搭建主體結構模型的施工團隊進行商談合作，及時調整和修改模型，消除安全隱患，避免維修和施工返工，提高了工程的效率。

6.2 港珠澳大橋

BIM的應用是港珠澳大橋建設過程中的亮點之一。在港珠澳大橋項目施工的前期，因為當時BIM技術尚不成熟，港珠澳大橋項目領導并未采用，但在下一階段，項目團隊不僅專門成立了一個BIM技術領導小組，還特別編制BIM技術服務詳細方案。此外，團隊準備實施港珠澳大橋臨時住房項目上，BIM中心全員也給予了大力支持，并且設計了提供兩年的技術服務計劃。在項目施工前與團隊進行場地模型的深化設計，還提供詳細的砌體施工現場布局清單和技術交底，并為砌體施工三維模型的創建提供全面的技術交底。

6.3 浙江省人民醫院2號樓

6.3.1 土建模型

土建模型（見圖2）包含結構專業和建筑專業，建模采用了Revit軟件。

圖2 浙江省人民醫院2號樓土建模型

6.3.2 機電管線

機電管線模型包含：水專業、電氣專業和暖通專業，見圖3。

圖3 機電管線模型

6.3.3 圖紙檢查

建立BIM的數據模型，檢查醫院施工圖紙是否有缺漏，以便及時進行修改。

6.3.4 模型檢查

對模型進行檢查，檢查合理后，便可以進行施工。

7 結束語

隨著時代的進步，建筑業也需要與時俱進，進行技術改革，提高工程質量。所以科學利用統計數學和綜合所有數據進行詳細分析，可以更好地提高BIM技術在建筑工程管理中的工作效率，以低風險得到高回報。BIM技術的應用不僅能促進建筑工程設計水平的提高，還能有效地促進工程建設管理水平的提高，為工程建設管理信息化發展提供技術支撐。