數字化管理BIM助力項目轉型智慧工地研究

時瑞

中新天津生態城建設管理中心 天津 300457

引言

數字化管理BIM技術應用助力了智慧工地項目轉型，利用現代化、智能化方式對建筑工地與建筑設計等方方面面進行科學合理管控，降低了工程造價、減少了設計和施工方面誤差、保證了工程質量、提高了各部門之間配合能力，為建筑行業作出科學的規劃，加快智慧工地項目快速轉型從而促進其快速發展。

1 數字化管理BIM技術在智慧工地中應用要點

1.1 協調應用

BIM技術在智慧工地中應用是目前社會發展、科技進步必經之路，是二維向三維轉化的過程，是采用一種智慧方式改進工程與各崗位人員之間相互交流與協調，從而實現工作與交流之間更加準確、靈活，提升整體工作效率。因為BIM技術引入到管理系統當中，有效改善管理人員協調工作減少以往施工現場的一些矛盾，為建筑工程提供良好的工作氛圍。并且通過自動檢測技術與三維技術便捷施工人員與技術人員工作方法，在正式施工之前可以先進行模擬和檢查，檢查工程是否存在問題，如果存在那么系統會自動設計解決方案，并且可以模擬出施工人員施工全過程，還會檢測各條管線碰撞點，極大程度地保護了施工人員與工程的安全問題。所以BIM技術應用到智慧工地項目轉型中提高了以往人工工作的工作效率和準確率，最大限度減少工程失誤和安全問題，有效協同了各方面工作。

1.2 可視化應用

通過三維設計平臺對工程進行精細化設計并且設計具體模型，實現可視化效果。BIM技術在智慧工地項目轉型中最大技術特點就是可以對工程進行模擬，將各項數據和工程步驟、信息等清晰呈現，對設計施工方案、監管施工現場操作具有重要幫助。在設計施工方案時，相關技術人員需要確保各項工程數據的科學性和準確性，這樣在建造時才能呈現出清晰準確的施工模型，在正式施工時才能將失誤率降到最低。通過BIM的可視化特點，對施工方案進行模擬，對施工人員進行3D動畫交底，提高了交底的可行性，同時在制定完成施工進度計劃之后，通過系統軟件將施工進度計劃與BIM模型相連接，對施工過程進行模擬。再將實際工程進度與模擬進度進行對比，可以直觀地看出工程是否滯后，分析滯后的原因，以確保工程按計劃完工，并且在工程進行時才能發揮出監督功能，實現數字化、智能化管理。

1.3 管理應用

BIM技術應用對于施工質量和成本管理都具有很大作用，建筑工程一般都屬于大型建筑，需要多項技術組合、各項機械設備和建材、高技術專業人才等共同完成建筑工程，這也就意味著其投入成本巨大。傳統建筑工程因為沒有專業模擬設備、數據分析技術等，所以在施工時很容易出現數據錯誤、安裝建造錯誤，所以會損失大量人力、物力、財力。應用BIM技術可以在設計方案時規避掉很多設計失誤，并且通過科學合理設計和規劃還可以節省很多成本，在施工過程中通過模型與現場施工進行比對、科學評估和檢驗，按照既定標準全面提升施工質量。對于施工技術人員來說，通過BIM技術可以得到完整的安裝操作方法，為其提供重要參考依據，并且模型設計更加直觀，技術人員可以在設計初期及時發現問題并解決問題等都提高了施工質量與成本投入，使建筑工程可以在順利開展和保證工程質量前提下最大限度節省投入成本，從而實現科學合理的管理。

2 智慧工地項目轉型中數字化管理BIM技術實踐應用

2.1 智能規劃與模擬

規劃整體布置方案通過BIM技術可以創建出更適合建筑場地的全面建筑模型。對于傳統只利用二維圖紙，通過數據標注和文字注釋的規劃方案，無法清晰明確地將施工中疑點、難點等關鍵問題表示清楚。通過BIM技術建造出來的模型可視化特點，利用新型技術三維形式使設計方案更加準確，無論是建筑中多么細小環節都可以清晰明確進行規劃、把控，對后續建筑工程優化調整有很大幫助作用。智能規劃與模擬和傳統建筑模式相比，BIM技術全方位、無死角呈現出建筑工程設計效果，將其設計方案更好地展示給施工團隊和技術人員，將建筑項目整體布局和結構細節直觀地通過BIM技術可視化特點呈現出來，各單位和施工團隊都能準確、快速、全面獲取建筑設計相關信息，有利于方案設計準確性與施工過程中質量保證，從而帶動工程建筑效率。但是傳統建筑模式花費大量精力和人力也無法確保方案準確性，并且經常出現設計問題，所以BIM技術在智慧工地項目轉型中做出了巨大貢獻。

BIM技術應用在建筑工程智能模擬中，需要技術人員對施工地進行精準測量和勘察收集，將建筑所需基礎構件如柱、梁、板和建筑參數進行準確測量和收集，之后將相關數據輸入到BIM平臺數據庫中，就可以自動生成建筑模型，同時通過BIM平臺對建筑進行具體分析與大數據平臺進行搜索對比制定設計方案。按照建筑清單和定額計算規則對工程量進行計算，也可以通過將工程圖紙導入三維建模軟件中，對圖中建筑基礎構件進行智能識別，建筑構件參數得出后就可以通過計算機仿真計算工程量，實現智能規劃與模擬建筑工程。

2.2 二維碼技術應用

BIM技術中二維碼技術應用改變傳統建筑工程方法從而彌補設計環節中的不足、改進設計人員在施工過程中還要深度設計方法、提高對工程建設的理解和溝通效率、建設單位對后期運維的需求等。傳統施工單位在拿到建筑設計圖時，需要人工對設計圖紙進行審核和提問，設計團隊會對其進行一一作答。顯然這種方法存在著遺漏和缺失，施工人員可能在考慮問題時不全面或提問方式有誤，設計人員在回答問題時也可能抓不到重點，既浪費彼此時間，又得不到準確信息，同時使施工人員與設計人員工作關系緊張，影響工程進度，這些問題通過二維碼技術都可以得到全面解決，掃碼后所有信息資料都會清晰呈現[1]。

傳統建筑設計中有很多設計方法和理念在圖紙上不能全面地表達清楚，并且很多問題需要實際施工中在現場進行解決，比如機電管道橋梁之間沖突問題、機電與結構建筑中位置沖突等，都需要依照現場情況而定。傳統建筑方案設計中，通過二維圖紙和建筑工人三維想象很容易出現失誤，對施工團隊有極高專業和分析圖紙要求，并且還會浪費施工時間。二維碼技術應用直接可以將三維立體建筑模型呈現出來，優化了傳統建筑中需要到現場實踐設計的方法。傳統施工現場經常會出現施工人員花費大量時間研究設計圖紙，或發生施工團隊與設計人員發生沖突，其主要原因是設計方案不夠立體、理解難度較大、設計不夠全面等，所以，二維碼技術既解決了技術上難題還緩解了工作矛盾。二維碼技術不僅可以清晰設計理念和方案，還可以保證管線綜合排布的實施、保證施工進度和目標施工成本的落實等，減少施工現場失誤和沖突。

二維碼技術操作和使用都極其簡單，只需要將二維碼技術輸入到BIM平臺當中，設計人員和施工人員通過二維碼識別掃描就可以得到管線綜合技術流程、施工材料領取流程、物資精細化管理流程等具體施工素材，施工人員可以根據個人工作領域進行選擇。設計人員也可以根據工程進度和施工問題對方案進行調整，解決了以往設計方案上的不足、減少設計誤差。這種技術應用實現了工作人員之間有效溝通、建筑施工質量得到保證、減少施工成本、提高整體管理水平，從而促進相關工程部門快速發展。

2.3 智能碰撞檢查

在傳統建筑工程施工過程中，往往會出現未預留孔洞、機電、設備管線安裝時發生碰撞。當發生這種問題時會加大施工難度、影響整體工程進度，只能將有碰撞區域墻體或樓板砸開，擴大建筑空間從而實際使用空間被縮小。智慧工地中BIM技術可以利用智能檢查，在設計圖紙時盡量避免標高、剪力墻、柱等位置不一致或梁與門沖突、設備管道與柱沖突、各專業與管線沖突、管線末端與室內吊頂沖突、管線空間布局或機房過道狹小等問題。設計人員可以通過BIM技術提前看到設計效果，對其作出科學合理的評估和分析，通過高科技技術模擬建筑各處碰撞問題，實現碰撞檢查[2]。

傳統設計因為建筑過程中各種碰撞問題，耗費了施工團隊大量時間和精力，并且影響了其施工質量。通過BIM技術進行智能碰撞檢查，對建筑物進行綜合建模，對建筑項目土建、管線、結構、工藝設備、預留孔洞、機電等進行管線綜合及碰撞檢查，在有效消除硬碰撞和軟碰撞的同時還優化了工程設計，減少設計失誤和返工現象。并且采用輕量化模型技術，將建筑中專業的三維模型數據利用直觀、可視功能存儲在展示模型中，再通過碰撞點和標識簽對各個關鍵部位作出明顯標識，施工人員就可以準確定位其位置減少碰撞，降低了建筑中各個管線交錯、碰撞問題，節省了建筑時間、減少了資源浪費等現象[3]。

2.4 資源調配的應用

隨著社會的發展和大自然中各種資源的快速消耗，節能環保已經成為當下急需解決的問題，各行各業都需要作出改變減少資源使用和浪費。在建筑行業中BIM技術對環保發展具有很重要意義，對智慧工地項目轉型具有推動作用。因為BIM技術可視化模擬建筑結構與各項數據，可以在建筑工程開展之前作出全方位了解，制作出科學、合理的建筑方案，最大限度優化其建筑同時降低耗材、減少失誤浪費等，對所有資源進行合理規劃和調配，從而帶動建筑工程效能。BIM技術在資金使用計劃、人工消耗計劃、材料消耗計劃和機械消耗等方面可以根據模型和大數據進行分析計算得到合理安排。在BIM技術中模型設計基礎上進行優化和調配，從而實現4D模型對施工過程進行仿真模擬，在這個過程中將各施工流程、方案進行專業比對，工程負責人員可以根據模擬結果總結出具體實施時工作進度和如何調配各方面資源，使工程在規范時間內保質、保量地完成。

在有效分析項目施工計劃與合理安排各項工作中降低造價，合理優化資金投入，通過模擬對各種建材與組合架構進行調配，可以減少建材使用，選擇物美價廉的建材。在傳統的建筑建設過程之中，所有建材采購都是設計部門和施工部門預估出來的結果，很多時候為了保證工程進度和損耗會多采購一些建材，所以導致支出巨大，并且在施工過程中由于經常出現失誤或用錯材料現象，同時為了保證建筑質量而浪費很多建材，再加上各個部門如果沒有對建材進行妥善管理和調配，很容易產生矛盾，影響工程施工效率[4]。

BIM技術結合云數據庫，在采購時根據工程需求進行采購降低了采購資金，在建材使用過程中因為有模型作為參考減少了建筑失誤，并且在建材使用時，每個部門或負責人需要將工程進度和建材使用情況合理報備到數據庫當中，實時進行監督。因為數據資源共享功能加強了各部門之間溝通與協作，將有限資源得到合理配置，降低浪費資源情況的同時，提高了企業的經濟效益。將BIM技術運用到智慧工地項目轉型中，既提高各專業、各部門之間協同配合，又實現建筑工程數字化、智能化發展。

3 結束語

BIM技術改變了傳統建筑工程工作模式，為工程設計以及工作開展提供了大量數字和信息。幫助施工人員與設計人員工作對接，減少設計和施工過程中的失誤、減少了工程造價、縮短了建筑工期等，實現BIM技術助力項目轉型智慧工地，帶動其工作實現智能化管理和設計，推動建筑行業的快速發展。