BIM技術在建筑工程中的應用研究

陳藝鋒

廣州瀚華建筑設計有限公司 廣東 廣州 510655

城市現代化發展進程中，相應促進建筑產業發展，施工技術的創新與變革力度加大，能夠為BIM技術使用奠定良好基礎。BIM屬于信息數據處理技術，能夠應用到建筑工程全過程施工中。在數據支持下，BIM技術建立數據模型，傳輸信息數據，科學分析和處理數據。在建筑施工中應用BIM技術，可以共享信息數據，促進建筑工程流程的交流與連接，保證建筑施工的有序性。

1 BIM技術特征研究

BIM技術被稱為信息模型，創建價值信息模型，通過互聯網技術共享和傳遞信息。建立3D建筑模型，模擬建筑項目參數，優化價值設計目標。下圖為BIM施工流程。第一，可視化特點，在虛擬空間實物中，展示出三維立體圖形。虛擬空間涉及較多圖層，且每個圖層使用項目屬性特征數據。因此，使用圖層操作建筑模型，可以快速了解工程項目實況。BIM技術應用到建筑工程模擬中，不僅是模擬外觀，也可以模擬內部設計，確保建筑產品清晰展示出來。第二，協調性特點：項目信息數據通過BIM技術，集中輸入采集數據，不同專業與不同階段，可以共享信息。箭鏃工程改造修正后，可以及時展示相關聯部位，便于優化協調設計[1]。建筑工程項目設計期間，涉及到多專業、多類別設計，比如土建設計、管道設計等，都必須由技術人員操作。然而，技術具備協調性特點，可以減少設計沖突問題，優化整個設計，縮短項目施工周期，降低工程成本。

圖1 BIM施工流程圖

2 建筑工程的各項施工技術分析

2.1 鋼結構施工技術

從鋼材采購、設計、切割與預拼裝操作中，需要花費大量時間。土建工程對鋼結構安裝的影響大，吊裝難度大，必須做好施工協調配合與組織。比如BIM技術，利用模塊化、預拼裝鋼結構安裝方式，能夠模擬鋼結構安裝區域場景，以免鋼結構安裝碰撞，提升各環節質量效果，降低施工危險性。

2.2 管線綜合技術

地下室機電系統分布多，管線種類復雜，機電管線安裝空間小，導致管線存在局限性。機電專業圖紙設計深度不足，施工企業不注重圖紙深化設計與會審，導致管線布設混亂、交叉碰撞，安裝高度不滿足標準要求。應用BIM技術，可以提升管線綜合效率。針對建筑與機電設備管線，實行三維建模，通過BIM技術的可視化、碰撞檢測功能，可以檢查現有模型碰撞情況。施工之前，發現管線綜合問題，做好優化調整，減少返工現象。

2.3 施工管理信息技術

通過BIM技術、移動互聯網技術，實現施工虛擬化、可視化的協同管理。施工環節，聯合施工工藝、現場管理需求，添加和完善設計施工圖模型，以滿足施工模型需求。按照標準化項目管理流程，聯合移動應用技術，深化設計施工模型，科學管理材料設備、竣工驗收、質量安全等，實時共享、高效傳遞施工現場信息，提升施工管理水平。

3 BIM技術在建筑施工中的價值表現

3.1 提升算量速度與精度

BIM技術建立數據庫，關聯數據庫，快速計算建筑工程量，有助于提升施工預算效率與精度。BIM數據庫的數據精細度高，可以達到構件級，利用數據庫提供項目管理的數據信息，可以提升施工管理效率。

3.2 精確施工計劃，減少額外浪費

BIM技術具備三維可視化功能，可以實現虛擬施工。虛擬施工時，可以對比虛擬施工計劃、實際施工進展，注重施工企業、建設單位、監理單位的協同工作，檢測施工現場施工工序，減少建筑質量與安全隱患，降低施工浪費問題[2]。

3.3 多算對比，控制施工成本

建筑施工成本管理，多由數據支撐，可以及時掌握施工工程數據，屬于施工成本控制的基礎。BIM數據，能夠快速收集建筑施工的各項數據，對比施工方案合同、實際施工消耗量數據，可以有效控制合格成本，科學管控項目成本風險。

3.4 實現碰撞檢查，減少施工返工

BIM技術利用三維可視化特征，做好施工前期碰撞檢查，優化設計施工工序，從而減少建筑施工的錯誤問題，以免產生返工現象。同時，注重設計方案優化，提升建設單位、施工企業的溝通能力。建筑工程施工期間，各專業工程遵循施工方案操作，施工現場出現多專業同時施工、交叉施工情況。由于各專業內容、作業目標不同，需要統籌安排施工。如果計劃方式存在誤差，則會加劇施工工序碰撞，配合作業產生矛盾等。同時，建立建筑信息模型之前，注重管線、墻體的碰撞檢查，減少圖紙錯誤率，維護施工質量效益。下圖為BIM碰撞檢查流程。

圖2 BIM碰撞檢查流程圖

4 BIM技術在建筑工程施工中的應用問題

4.1 資金投入比例大

當前，施工團隊應用BIM技術開展信息化建設，開發軟件設施，研究硬件設備，資金投入量較大。通過改造機房、優化升級硬件設備、開發軟件設施，可以發揮出施工企業的信息系統功能與價值。盡管施工企業的經濟效益高，但是資產利潤率、產值利潤率較低，很少投入大量資金開展信息化建設。

4.2 信息化建設的認知不足

建筑企業信息化，屬于建筑行業信息化的基礎，能夠幫助企業優化升級，加大施工管理力度。在BIM技術應用期間，企業決策部門、作業部門、管理部門的人員，對BIM技術的認知度不足，無法升級建筑工程的施工技術。

4.3 BIM技術人員短缺

在建筑工程施工期間，BIM技術人員的配置比較少，特別是深刻理解和掌握BIM技術的人員。由于BIM技術人員比較少，無法滿足建筑企業的BIM建設需求。

5 BIM技術在建筑工程中的應用

5.1 施工組織管理中的應用

建筑項目施工過程中，優化施工組織，能夠完善施工流程與步驟、施工工藝等。為了提升施工組織管理品質與水平，應當合理應用BIM技術，維護技術應用效率。第一，建筑項目施工過程中，通過BIM技術改善管理工作。建筑項目施工時，各項工序具備全面性與多樣性特點，當某一工序流程出現問題，則會對建筑施工順利性造成影響。通過BIM技術，利用3D圖形模式呈現出施工環節與核心工序，模擬施工現場，通過不同顏色模擬施工區域，為組織管理提供可視化方案。通過信息化技術措施，能夠全方位展示出各施工環節，便于現場人員優化配置資源，提升資源的有效利用率。第二，建筑施工過程中，為了合理應用BIM技術，需要完善施工工藝。施工工藝對施工品質的影響大，為了確保施工人員掌握工藝機理、施工方式，需要通過BIM技術，完善施工工藝內容，保證操作人員掌握施工技術要點與操作方式。

5.2 在進度控制管理中的應用

傳統建筑工程的進度管理模式中，引入BIM技術后，可以建立進度控制分析系統、計劃生產系統、虛擬系統，提升建筑項目進度管理效率。第一，制定建筑工程進度計劃時，將時間參數引入到三維立體模型中，控制進度自動化生產系統。第二，四維數據模型，可以代替三維數據模型，聯動修改進度，關聯基礎因素。第三，BIM技術的進度管理，需要多專業、多信息資源共享，才可以提升建筑工程進度管理成效。因此，為了發揮出BIM技術在建筑工程管理中的作用，需要注重多種軟件、多種專業的信息轉換。各部門參與到BIM技術進度管理平臺中，加強建筑項目進度管理效果。對于內在問題，需要實行科學的指導措施，合理控制進度管理的成本計劃，優化工程進度管理的安全性。第四，BIM技術，應用三維圖像原理，相比于傳統進度控制計劃，有助于減少工程量，維護建筑施工的順利性。同時，準確識別工程施工的不良問題，優化調整施工方案。在施工過程中，如果施工建設、設計圖紙不相符，則要做好識別與調整工作，以免影響建筑工程施工進度，加強工程進度可控性。第五，建筑企業通過BIM技術，建立3D模型，為進度管理提供信息載體、信息數據支持，確保管理人員及時掌握影響因素。第六，確保管理人員及時調整施工工序，通過3D模型與信息數據分析技術，可以幫助管理人員確定影響因素。第七，建筑施工過程中，通過BIM技術完善成本支出管理。3D立體圖形，能夠明確施工區域的資源損失情況，遵循節約施工準則，加強施工人員的集體意識，科學把控建筑項目施工成本管理。

5.3 施工安全管理的應用

建筑工程屬于綜合、復雜工程，需要消耗大量人力、物力、財力資源。當某個環節出現問題，則會導致建筑工程存在質量隱患。為了加強建筑施工質量，必須注重建筑工程安全管理。在建筑施工中應用BIM技術，有助于提升建筑工程耐久性、安全性。BIM技術，模擬施工現場環境，減少作業現場安全隱患，模擬再現細小問題，檢驗施工方案，掌握作業現場的危險因素，制定應急預案，降低施工現場的安全事故率[3]。下圖為BIM施工模擬流程。此外，BIM技術可以準確定位現場施工人員，監督施工狀態，為管理團隊提供可視化方案。

圖3 BIM施工模擬流程圖

5.4 竣工環節的應用

建筑工程竣工環節的工程量大，屬于工程管理的重點，不僅要檢測工程總體質量，還要審閱建筑工程材料。傳統建筑工程，需要管理大量施工資料，耗費的人力、物力比較堵，還會影響建筑工程竣工核驗。通過BIM技術，可以將竣工材料錄入到材料庫內，通過BIM技術查詢工程資料，節省時間與精力。BIM技術聯合建筑工程模型，可以動態化反映出建筑工程與模型關系，收錄重要資料信息，便于檢查建筑工程的缺陷問題，維護建筑工程有效性，確保工程竣工順利性。

5.5 施工成本效益管控的應用

在BIM模型中，聯合施工計劃與進度，可以直觀呈現構件的成本信息，聯合施工進度、質量安全要求、構件工程量，制定科學的資金需求計劃。其一，在BIM模型中，包括建筑數據信息，覆蓋到項目全生命周期中，科學管控施工成本。利用模型的工程量信息、材料、價格等，實現智能化連接，無需人工核算成本，可以確保成本核算精確性。其二，在BIM模型中，成本管理系統借助成本信息，對接系統服務器，自動化整理和分析成本數據，建立成本參數庫，為項目成本管理提供參考，優化施工成本，增加成本效益。

6 促進BIM技術在建筑施工中的應用發展要點

6.1 加大投資開發完善

現代科技快速發展，需要不斷完善和升級BIM技術，從而適應建筑發展需求。BIM技術的成本高，人員素質能力高，具備建筑、設計、計算機知識，無法覆蓋到建筑工程中。BIM技術推廣應用到建筑領域，可以實現智能化發展，降低專業操作難度。技術研發與推廣，需要獲得資金支持，所以需要加大BIM技術開發投資力度，實現BIM技術的創新化發展。

6.2 普及BIM技術應用范圍

對于傳統建筑工程來說，BIM技術應用為深化改革表現，能夠提升建筑管理效率。推廣和應用BIM技術，能夠及時發現漏洞與不足，提出優化完善措施。同時，BIM技術應用到工程項目中，能夠處理大量建筑信息。利用大數據分析，為建筑工程提供大量輔助決策，完善和創新BIM技術。

6.3 BIM技術的協同應用性

建筑工程的建設周期長，涉及到角度施工環節。從項目設計到竣工運行，BIM需要應用BIM技術，多方面管理建筑工程。縱向指導，是將BIM技術應用到工程施工全過程中，提升建筑工程的施工與管理效率。橫向指導，主要是借助BIM技術的信息處理能力，打破各專業施工壁壘，提升建筑工程參建方的信息溝通與交流效率。

7 結束語

綜上所述，施工企業注重轉變傳統思想認知，充分應用國家政策，轉變自身發展戰略。組建高素質、精專業的BIM應用團隊，可以加強市場競爭實力。當前時代背景下，建筑行業的發展速度加快，應當關注建筑項目質量的相關問題，優化建筑設計，將BIM技術應用到施工組織管理、進度控制管理、安全管理、竣工驗收、成本效益管控中，能夠提升建筑工程施工效率，增加施工企業的經濟效益，從根本上推動建筑行業的發展。