關于BIM技術在房建工程施工中的應用

文／張雷 山東恒諾信工程咨詢有限公司 山東濟南 250000

引言：

BIM 是一個由二維模型到三維模型的轉變過程，也是從傳統施工中被動“遇到問題，解決問題”到主動“發現問題，解決問題”的一個轉變過程。現階段，房屋建筑工程管理實踐中，開啟了“智慧工地”時代，采用BIM 技術手段，能夠為工地智慧化管理目標的實現，提供技術支持和保障，促使管理的精細化水平得到提高，達到降本增效的目的。未來，房屋建筑工程領域中BIM 技術的應用將會更加廣泛，助力工程施工質量和安全以及進度等的管理，全面提高項目管理的水平。

1、BIM 技術的基本特點

數字化是一切信息化、數據化、智能化的基礎，建筑行業的幾大新技術，都是基于數據分析或者現場數據信息整合，最終發揮技術輔助管理的價值。其中，BIM技術的發展迅速，尤其是建筑行業數字化轉型的背景下。實際應用中BIM 技術的特點可概括為以下幾點：（1）精準統計工程量。根據房建工程的情況，搭建BIM 模型，通過模型的分析，可掌握各個流水段材料的需求量，例如，混凝土材料等，為項目質量管理和成本管理提供支持。再例如，鋼結構中經過模型的分解，根據模型開展構件加工，可減少問題的產生。（2）模擬化。編制建筑施工進度計劃后，使用BIM 軟件，將工程進度計劃和BIM 模型進行關聯，可開展建筑施工模擬分析。通過實際進度和模擬進度的對比分析，能夠掌握工程是否滯后，并且支持滯后原因的分析，進而保障房建工程按照計劃完工。（3）可視化。房屋建筑三維模型，具有可視化特點，可實現對施工方案的模擬分析，并且進行3D 動畫交底，增強交底的可行性，減少技術操作錯誤的發生，保障房建工程施工的質量目標實現。（4）節點化。經過設計圖紙的解讀，對建筑復雜節點開展建模，利用三維模型開展節點分析，可獲得不錯的成效。例如，復雜的鋼筋節點。建立三維模型之后，觀察建筑模型，能夠找到鋼筋碰撞點，實現對材料布置的優化。此外，也能夠模擬模板支撐體系的受力情況，保障作業的安全。（5）碰撞檢測。建筑工程施工中常見碰撞問題，例如預留孔洞未預留等，傳統的處理方法為重新開鑿施工，造成很大的損失。基于BIM 技術的碰撞檢測功能，從設計環節進行檢測分析，可事前發現問題，提出解決的措施，保障房建工程施工的質量和效益。

2、BIM 技術在房建工程施工中的應用實例分析

2.1 案例概述

以某房建工程為例，項目的基本情況如表1 所示。從建筑工程建設實際分析，抗震設防烈度為7 度，地下1 層框架和剪力墻結構抗震等級為3 級，地下1 層以上各層框架和剪力墻抗震等級為2 級。本次工程施工管理實踐中，采用了BIM 技術，破解了傳統管理模式的難題，提高了項目管理的水平。現結合工程實踐，進行具體的分析。

表1 項目的基本情況

2.2 項目施工的重難點分析

根據房建工程情況分析，施工的重難點如下：（1）建筑規模大、建設周期長、造價高。房建工程的規模很大，與周圍的環境聯系就更加密切，若出現問題則會造成很大的損失。例如，設計變更。工程周期很長，整個過程潛在很多的風險，且風險集中，增加了管理的難度。（2）高層建筑潛在的施工安全風險大，對施工作業和設備安裝的要求很高。與此同時，對防火設計的質量要求高。（3）工期緊張。作業期間人工作業強度大且進度計劃必須科學合理，保證各個工序銜接有序，防范施工問題的產生。

對于上述問題，提出采用BIM 技術，圍繞項目決策和設計以及施工等多個環節，進行流程再造與數據共享。項目施工管理實踐中，采用BIM 技術，在決策環節輔助決策；在設計環節建設設計模型輔助概預算編制；在項目招投標環節，進行工程量清單的提取和投標報價編制；在項目施工環節利用BIM 模型+5D 施工管理模式，實現項目全過程的管理。采用BIM 技術的施工管理要求如下：（1）構建BIM 模型，在設計環節要充分了解業主的要求，要求保證業主能夠線上從任意角度觀看設計產品的構造，并且可以線上提出意見和建議，實現精細化設計。（2）對項目的投標書和結算書等，實施統一化管理，進行數據對比分析，同時對施工合同和施工變更等采取統一化管理。此外，對項目成本測算和招投標等全過程造價實現管理。（3）采用4D 虛擬建造技術，對房屋建筑施工階段進行模擬分析，分析可能會產生的問題，并且做好修改，事前編制應對措施。基于虛擬現實技術，圍繞施工和運行全過程實施控制，保障房建工程的施工效益目標實現。（4）對房建工程施工環節的突發事件，要求做到快速應變與處理，全面掌握建筑物的情況。例如，火災和其他安全隱患，防范不必要的損失。采用BIM 模型，實時化掌握各類數據信息的情況，為項目施工質量和成本等的控制提供支持。

2.3 BIM 技術的應用思路

2.3.1 總體目標

房建工程項目管理實踐中采用BIM 技術手段，設置的總體目標，影響到BIM 技術的應用深度與廣度，可獲得不錯的成效，提高房建施工的效率，加速工作進度，同時降低工程成本，提高工程質量。圍繞房建工程施工全過程，采用BIM 技術手段，構建完善的BIM 技術體系，助力項目招投標的開展，可獲得不錯的成效。在項目前期協助深化設計，項目施工環節協助管理和控制以及協調，全面提高精細化管理水平。此工程中BIM 技術目標設置情況如下：（1）項目準備階段。采用BIM 技術手段，助力工程量清單和項目標書的編制，協助項目招投標工作的完成。利用三維軟件技術，進行專業之間碰撞檢測分析，以

能夠更好地理解和掌握，做好安全防護，并且規范化施工，防范各類問題的發生。

其次，設計環節。在設計環節，利用三維模型技術對土建結構和管線綜合進行深化設計，可以事前排除風險，減少施工變更的發生，保障項目造價管理目標的實現。其中，土建結構的優化，主要是利用三維模型對專業門窗預留孔洞和預埋件位置等展開相應的優化設計，對復雜部位和重點質量控制進行拆分，妥善解決鋼筋綁扎和工序問題，防范問題的發生。本次項目安裝分區和分系統精準定位，預留孔洞1457 個，經過項目評估確定，可以節約10 萬余元。在管線綜合優化設計方面，通過碰撞檢查以及凈高分析，解決了水暖電等各類管線的交叉問題。不僅減少了管線交叉問題，而且減少了管線的占用空間。本次工程中，地下車庫機電安裝方面經過管線優化，減少了支架的使用量，并且優化了管線的走向，節約了施工材料。

最后，施工環節。建筑工程施工環節采用三維建模技術，圍繞建造階段進行虛擬建造和動態模擬分析，實現了三維技術和施工方案以及進度計劃的有效結合，輔助項目管理工作的開展。利用三維模型和搭建的各類臨時設施，優化現場布置，結合施工圖紙對現場的設備設施進行優化安排，例如塔吊、庫房以及生活區等，妥善解決場地布置和功能劃分的問題。在建筑施工作業前，利用三維模型進行技術交底，使得工作人員可以有效地掌握施工方法和要點，避免出現技術操作失誤的問題。通過事前的圖紙審查和碰撞檢測，形成高質量的施工方案，指導作業規范化開展，避免了各類問題的發生。除此之外，為了實現對現場安全、質量、進度等各類目標的有效控制，結合運用智慧工地系統。將BIM 與其他技術進行結合，能夠實現對數據信息的全面采集，為項目管理提供支持，實現動態化管控。在安全管理方面，能夠實現可視化監控，及時掌握現場環境、人員以及設備等的安全狀態。在質量管理方面，結合利用各類檢測技術，強化原材料和工程的質量控制。在進度管理方面，利用各類數據信息進行對比分析，可以實現有效的跟蹤和控制。除此之外，還為造價管理提供了技術支持。

3、BIM 技術在房建工程施工中的應用策略

3.1 完善BIM 技術的功能

房建工程施工實踐中采用BIM 技術手段，當前側重于設計和前期階段，缺少對施工階段的管控，技術的應用價值尚未得到有效挖掘。為了更好的推廣BIM 技術，需結合施工管理階段的需求，例如造價管理等，進行相應的分析，了解管理的需求，進行BIM 軟件功能的開發和完善，提出優化軟件的措施，完善各項功能，助力相關工作的開展。

3.2 結合其他系統共同使用

房建工程管理數字化和智慧化的發展，需要BIM 技術和其他技術手段的支持，實現對各類技術的結合運用，進而強化項目管理。目前，很多工程中都基于BIM 構建了智慧工地系統，結合運用現場的環境監控系統和設備智能化控制系統等，形成完善的項目管理系統，進而對各類數據信息有效搜集和應用，全面提高項目管理的水平。從房建工程管理的實際出發，根據具體的需求，合理運用各類系統，促使管理的智慧化目標實現，獲得更多的效益和價值。在造價、質量、安全等管理方面，合理挖掘BIM 技術的應用價值，全面提高工程管理的效率和水平，創造更多的價值，創造更多的管理效益，助力房建工程現代化發展。

結語：

綜上所述，BIM 技術在房建工程施工中的應用，通過搭建三維建模，圍繞設計和施工等全方面，深度挖掘數據信息的價值，輔助工程設計優化和施工全過程管理，強化對質量和安全等的控制，保障項目管理目標實現。目前，BIM 技術的應用側重于設計和前期準備，在施工環節的應用價值尚未有效挖掘，需加大BIM 技術的功能完善，輔助項目全過程管理，提高管理的效率和質量，創造更多的效益。