淺析BIM技術在建筑工程施工中的應用

張建萍 山西省陽泉市礦區二礦建筑安裝有限責任公司

1 BIM技術及發展歷史

1.1 BIM技術的相關介紹

所謂BIM技術，主要指的是建筑信息管理或建筑信息模型的英文簡寫。其基礎為建筑工程項目各類相關信息數據。通過以上內容創建三維建筑模型，利用數字信息的方式模擬出建筑物真實情況。從現如今我國業內人士對于BIM 技術的認知以及運用方面而言，這項技術是一類運用在工程設計建筑管理的高效工具。經參數模型用以整合各類項目的有效信息與項目的維護運行和策劃過程之中，實現信息傳遞以及共享。通過運用該項工具，能夠令工作人員有效理解以及應對各類建筑信息。BIM 技術的運用能夠為設計團隊包括該建筑運營單位在內的所有建筑主體提供協同工作的機會，其能夠在極大程度上提高建筑的生產效率，同時也可達到減少施工期、節約成本的效果。從以上內容中我們不難發現，將BIM技術運用于中國建筑工程項目管理工作之中，能夠發揮非常重要的效用。可見，積極分析BIM深層含義，對于提高BIM的利用價值來說意義重大。

1.2 關于BIM技術的發展歷史進展情況

早在上世紀70 年代中期，喬治亞理工大學的ChunkEastman 教授就正式創立了BIM 的概念。發展到現如今，這種技術的相關研究經歷了初始、產生以及發展階段。在此過程中，BIM技術的應用范圍以及被人們接受的程度水平有所提高，中國正式運用BIM技術以及理念最早可追溯至2002年。BIM技術于中國“十一五”規劃時被提及，這項技術能夠有效解決中國建筑方案優化問題。歷經近20 年的發展，BIM技術于中國應用范圍有所拓寬，與之相關的應用效果也得以提升。當前有很多機構對于BIM 技術開展了深入性研究。在此背景之下該技術在我國建筑項目管理中的作用也得以全面發揮。通過上述內容我們能夠看出：BIM技術存在著相當大的開發空間。因而，積極加強對BIM的運用和研究意義重大。

1.3 BIM技術的特征

1.3.1 可視性

BIM技術具有一定的可視性，這主要是因為創建BIM模型時，需要將項目的所有信息和數據歸納到模型中，這樣就賦予BIM 模型透明性的特點，使其具備可視性特征。相關的工作人員利用這一特征，就能實現對整個工程的審查和管理，而不是憑借圖紙和經驗自身展開聯想，通過BIM模型能夠使得項目更加具體可視，有利于管理工作的開展。這與傳統的二維設計圖紙有很大的不同，二維圖紙基本是由建筑工程設計師提供的，不具有互動性，降低了管理效率和水平。

1.3.2 協調性

BIM 技術具備的協調性使其無論是從施工單位還是設計單位的角度來看，都能實現互相配合和協調，有效解決施工過程中存在的問題和難題。在建筑項目進行的過程中，如果出現不易解決的難題，相關工作人員和設計人員可以通過BIM 技術對問題存在的根源進行探究，實現各部門對問題的協調處理，然后利用BIM 模型進行反復試驗，得到最佳的解決方案。

1.3.3 模擬性和優化性

BIM技術應用于建筑項目中具備很強的模擬性，這并不是指對建筑模型進行模擬，而指的是工作人員在設計過程中可以利用BIM 技術對可能發生的事件進行模擬。此外還可以將BIM 技術運用于招投標過程，進一步提升招投標方案的可行性和合理性。BIM 技術具備的優化性特點能夠使項目方案更加優化，提高各項信息和數據的準確性，當設計人員在對項目進行設計時，由于建筑項目的復雜性使得設計過程較為困難，而采用BIM技術不僅能夠綜合很多設計方案的優勢，還能對已經設計的方案進行優化，確保設計方案更加可靠。

2 在項目建設中引入BIM技術的價值

2.1 參數化管理

參數化管理模式應用于建筑施工中，主要體現在建筑結構的設計上，如建筑結構的幾何圖形、管道、梁柱、墻壁等結構的三維模型展示，但是各個結構體系的內部結構，如管徑、建筑材料等無法完全展現，對于施工、監理方來說缺乏作業依據。但是結合BIM技術能夠為參數化管理提供基本依據，讓施工技術人員明確施工信息，優化施工流程，并根據BIM 技術反饋的信息數據，及時修正設計方案。

2.2 可視化程度高

BIM 技術能將施工過程中的所有信息進行整合反饋，并將不同的數據信息進行整合，確保內部結構體系信息的關聯化，以幫助施工技術人員能夠精確控制設計數據信息。

2.3 碰撞檢查

碰撞檢查可發現大量隱藏在設計中的問題。理論上施工前能100%消除各類碰撞，減少返工、縮短工期、節約成本。利用BIM 技術可360°調動設計畫面，呈現出各個結構部件的設計信息，反應各個結構單元的組合規律等，并在各個結構體系的構造過程中，創建更多功能性圖形，如室內的水電系統、管道分布系統等，并且能夠在建筑監理體系中，借助碰撞檢測軟件，優化建模技術，將建筑施工進度與質量管理的要求進行明確。

2.4 施工技術應用信息化資源的動態化跟蹤

加強對施工現場的管理，開展動態化實時跟蹤管理，結合建筑工程施工質量控制的具體要求，對下一施工環節的控制信息進行優化，為構建整套4D 建筑模型，完善各項管理技術指標體系，促進建筑工程質量體系的不斷優化奠定堅實基礎。通過發現問題和解決問題的思路，搭建開放式的建筑工程施工資源，保障建筑施工信息的收集和管控。

BIM技術的實施需要借助于云平臺技術，實現跨專業、跨行業的高效應用，可搭建系統化的建筑施工信息平臺，借助互聯網技術，實現施工、監理、設計等各方的協調互動，為完善BIM虛擬施工技術的應用流程提供技術支撐。云端數據信息應充分結合硬件資源，以圖形信息及計算機數據信息處理功能為核心，加快對建筑模型信息的計算與分析，整合硬件處理系統中的數據資源，形成分享模式。

3 BIM技術在建筑工程施工中的應用

3.1 施工模擬

（1）項目工作結構分解。通過從BIM平臺中獲取的施工階段所需的信息，進行項目工作結構分解。利用BIM 模型中包含的建筑所有材料、構件屬性信息，通過計算機快速及準確地計算出各種材料的消耗量、各種構件工程量，還可快速統計相應工程量。并且通過優化后的三維空間模型來獲取施工所需信息，獲取的信息較完整、更直觀，信息準確度較高，提高工作結構分解的效率和質量。

（2）施工進度動態展示。結合項目施工方案對進度計劃進行調整，不斷優化項目建造過程，找出施工過程中可能存在的問題，優化4D虛擬建造過程；當項目發生工程變更或業主指令導致進度發生改變時，施工項目管理人員可依據改變情況對進度、資源等信息進行相應的調整，再將調整后的信息交互到BIM模型中，進行4D虛擬建造過程模擬。

3.2 優化施工準備

3.2.1 檢驗施工方案和規劃

在建筑施工中運用BIM技術，首先需要建立BIM模型，BIM建模過程是對建筑物構造過程的預演。借助BIM可視化特征，通過建模能夠實現對施工方案與規劃的校核，對施工過程中不合理或存在安全隱患的問題及時進行改進，從而保證施工方案和各項規劃的合理性。

3.2.2 優化調整施工設計

BIM技術的核心優勢在于三維模型的建立，在施工設計過程中，BIM模型能夠為施工人員提供跨專業系統環境，通過對各專業之間可能出現的碰撞進行分析檢驗，實現了各工種協同施工設計的優化。同時，利用BIM 三維模型，能夠實現任意部位的剖面切割，實現對管線施工等復雜施工環節的觀察并優化調整，獲得準確可靠的施工方案。

例如，在超高層大型建筑項目管線施工設計中，運用BIM技術實現以下工作。

（1）可以通過三維模型直接看出各專業協調碰撞結果，找出2D圖形中不能直接看出的管線問題；

（2）通過模型剖面圖，能夠直接觀察并調整管線的設計標高，確保其滿足設計要求，為實際施工提供可靠依據；

（3）在三維模型中實現對各種管線的碰撞檢測，獲取建筑物與管線之間、管線與其他工種施工之間、管線與管線之間的各種碰撞信息，從而為施工人員優化管線施工，為施工工序的調整提供可靠的依據，最大限度避免實際施工過程中出現的管線碰撞問題。

3.3 建筑工程施工平面布置中的運用

建設項目的整體施工工作很復雜，除了各種因素的影響外，還會出現各種影響工程過程的意外事件，從而限制施工環境。在以前的施工過程中，靜態圖形設計用于指示施工作業的性能，緊急情況下施工命令中斷，施工計劃立即停止，浪費了大量時間和人力及材料資源。為了防止對整體施工質量的副作用，可以使用BIM技術為工程圖設計創建三維視圖模型，將施工后的效果圖顯示為模型。三維視圖可以可視化整個施工訂單和施工過程，施工訂單及形成的不同位置的施工會更加詳細。為了在建設中獲得相關數據信息，BIM 技術可以用于動態仿真分析，在突發情況下需要更改此數據，并且可以快速創建響應工作過程的項目，以免影響施工的實際進行。對于建筑工程中使用的BIM技術，建造者應事先進行優化和改進，使所用技術在開發過程中及時發揮作用，從而明確地將基礎、基本技術、主要結構的工程及設計與仿真之間的關系和順序分開。

3.4 進度控制中的運用

為了縮短施工時間，建筑方以建筑物的安全性為前提，盡可能加快作業工序。前一次經營分析中，制定了詳細的工作規則和計劃，但在實際建設階段，不可能回避建設工程延誤帶來的突出因素。根據傳統的設計圖，建筑工人只能通過思考來完成實際映像的概念，這離直觀效果的三維圖像還很遠。BIM技術運用3D 圖像的原理，通過構建建筑模型將實際建筑物視覺化。優點是根據實際模型，可以更準確地開發建設計劃，另外，為了削減建設費，計算不同的場所、建筑材料的量也很方便。這項技術可以迅速適應建設中出現的問題。在建設過程中，如果遇到不符合圖紙設計的問題，可以使用BIM技術快速完成新方案的設置，避免項目進度的延誤，確保項目質量，優化建設流程。

3.5 質量管理

工程中要重點管理的是工程質量。工程施工質量除了受一些客觀因素的影響，如施工技術水平等因素，還容易受到人為因素的影響。人員的操作技術水平、知識水平、工作態度等都會對工程質量有很大影響。BIM 管理理念直接導致傳統的質量管理方式發生改變，新的管理方法主要是借助移動終端實現人員對施工中的影響因素及技術要點的有效控制，切實保障施工質量。移動終端的主要作用是查閱瀏覽和輸入模型信息，進而幫助工作人員及時、高效地完成土建、機電等工作。另外，分布式云平臺能夠為查詢技術標準、施工方案及相關規范提供便捷的服務，確保更新后的數據模型能夠借助移動終端及時發送給每個工作人員，有效提高信息的通達度和有效性，進而提高質量管理的效率。移動終端還能夠對出現問題的現場及時取證，從而減輕工作人員的工作壓力，也節省了時間。

4 推進BIM技術在建筑施工中的應用發展要點

4.1 加大投資開發完善

隨著科學技術的進步，BIM技術也需要不斷地進行完善和升級，以便更好地適應建筑發展的需要。當前，BIM技術不僅成本較高而且對人員素質要求也高，需要同時具備建筑、設計、計算機等多方面的知識，導致其不能全面覆蓋到所有建筑工程中。BIM技術在建筑領域全覆蓋的推廣，還需要其不斷向著智能化的方向發展，降低專業操作難度。一項技術的研發和推廣離不開資金的大力支持，因此加大對BIM技術的開發投資力度是BIM 技術不斷發展創新的關鍵所在。

4.2 普及BIM技術應用范圍

BIM 技術的應用對傳統建筑工程而言是革命性的變革，極大地提高了建筑工程管理效率，通過對BIM技術的不斷推廣和應用，才能在應用中不斷發現其漏洞和拓展之處，從而進行優化完善。同時，BIM技術在工程項目的應用過程中，可以對大量的建筑信息進行處理，通過大數據分析研究未來可以為建筑工程提供更多的輔助決策，促進BIM技術不斷創新和完善。

5 結語

在建筑工程施工期間，應用BIM制作可以提高工程施工工作的水平，對工程設計工作的開展也有著極大的助力。在BIM技術應用到建筑工程后，提高工程施工效率，為資源分配工作的開展提供了有利條件，在BIM技術的應用下，建筑工程開展期間，各環節工作均可以在信息整合與分析下具備前瞻性，也為管理人員進行施工監管提供了有力抓手。在相關信息下掌握施工各環節工作的情況，快速發現施工中出現的問題并進行合理的管控，確保工程項目可以在工期內移交。