淺談BIM技術在建筑工程施工中的應用

秦放

安徽大禹建設工程有限公司 安徽 蚌埠 233400

引言

BIM技術全稱是建筑信息模型，是一種被廣泛應用于建筑工程中輔助管理的軟件，可以基于建筑工程項目的信息參數構建三維立體模型，改變傳統的二維平面圖紙模式。BIM技術在建筑施工全過程的應用有效提高了建筑施工管理效率，改變了傳統的管理粗放、效率低下的狀況。

1 BIM技術的特征

1.1 三維可視化

BIM技術具有建設結構強大的三維可視化，BIM技術主要體現在施工工程管理中。在傳統的建設條件下，施工項目的后續設計以待處理的二維設計圖為基礎，因此容易遇到影響后續施工處理準確性的偏差，BIM技術具有三維可視化的特點[1]。

1.2 模擬性及執行性

BIM技術的高可模擬性和高可執行性主要廣泛體現在城市建筑設計各個階段。在設計傳統的建筑設計方案過程中，設計管理人員往往只能通過依賴自身現有設計經驗及具備個人較高職業技術素養等條件來重新完成對傳統建筑設計方案的整體設計，而在BIM技術的綜合輔助之下，設計管理人員將盡可能有效地針對傳統建筑方案應用設計過程中極有可能出現的各種狀況進行系統模擬。

2 BIM技術在建筑領域的應用價值

建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技術，是實現建筑業信息化、提高施工技術與管理效率的重要方法，有效解決建筑工程傳統軟件無法處理的問題。從建筑工程施工質量管理的角度出發，對BIM技術的應用展開分析。建筑工程施工是資金投入、資源消耗最大的階段，質量因素眾多，如建筑材料、設計方案、施工工藝、監督管理情況等。建筑工程整個施工質量管理處于動態狀態，單個因素或不同因素的組合將帶來不同程度的影響，導致施工質量管理相對復雜，協同管理難度大，一旦出現質量問題較難定責，引入新的管理方法與技術勢在必行。將BIM技術結合其他新技術（如虛擬現實模擬、網絡技術、人工智能等）應用于建筑工程施工質量管理中，可實現項目優化控制與可視化管理，如基于BIM模型實現可視化的圖紙會審，有效控制施工圖紙質量；通過BIM模型+物聯網、移動應用等技術，采集施工現場信息，完成物料跟蹤與質量跟蹤工作[2]。

3 BIM技術創新應用

通過BIM技術的一般應用，BIM技術本身可以與工程合作，但因為其功能不全面。目前大規模開發的施工結構增加了大型梁板的數量，高模板支撐框架的數量增加，由于高載荷特性，框架變形控制比一般的支撐框架要求更嚴格。目前，BIM相關軟件或輔助開發軟件支持模板的框架研究開發，應用程序主要支持模板和支持框架的自動配置、每個節點模型的詳細信息、支持框架布局卡等的自動配置，并支持跟蹤點的自動位置、框架變形警告等框架變形監控功能。而且，為了監測高模板支撐框架變形，現有的施工技術，通常是實時現場跟蹤手動記錄數據，使用煩瑣的工作過程，數據顯示不夠直觀，監控精度和監控效率低[3]。

4 BIM技術在施工中應用的優勢

4.1 提升精度施工準確

傳統的建筑施工和設計圖紙都采用二維平面模式，不能及時發現設計方案細節方面的漏洞或者缺陷，一般在施工過程中發現這些不合理的地方，或者施工人員因對圖紙解讀偏差造成失誤等會導致工程返工和工期延誤，以及施工成本增加。BIM技術的出現提高了設計和施工環節的精度，有利于施工現場的技術交底，避免出現返工現象。三維立體建筑模型能夠實現對建筑各方面的直觀性和細節化展示，避免了設計誤差。

4.2 輔助施工提升效率

建筑項目投資量大屬于資金密集型工程，施工過程的每天都會產生大量的人力費用、材料費用、設備租賃費用、貸款利息費用，同時，施工效率低下還有可能造成工期延誤，產生索賠，因此，在確保工程質量的前提下，施工進度越快，建筑單位產值就越高，企業受益越大。施工企業會采取相關激勵措施鼓勵提高施工效率，但是在傳統的建筑管理模式下，施工效率已經難以提高。通過采用BIM技術可以對施工過程進行模擬預演，施工單位可以了解施工階段情況。

5 建筑工程施工中BIM技術的應用分析

5.1 BIM組織架構

面向錯綜復雜的工程組織架構，借助BIM技術的可視化功能，找出組織架構中的薄弱點并進行優化改進，便于顯著提升施工效率。通過運用BIM技術，調整既有的組織架構，簡化傳統的工作流程，實施全過程施工管理，減少不規范施工行為及設備材料耗損現象，便于為項目決策提供科學依據，對提升項目經濟效益也具有積極作用。該項目具有工期緊張、工藝復雜、品質要求高以及交叉作業多等難點，在施工階段項目部專門設置BIM工作站，設立BIM技術創優辦公室，牽頭引領綜合辦公室、安裝部門、技術部門、商務部門、安全部門、工程部以及物資設備部等部門，以便更好地組織BIM工作協調管理，統一BIM實施標準，分工落實相關任務，為后續BIM應用奠定良好基礎。

5.2 全專業碰撞檢查

匯總整合工程各專業BIM模型，在電腦軟件中進行碰撞檢查，找出不同碰撞點的對應位置與相關信息，從而形成碰撞報告。借助BIM技術分析各個專業管線的凈高，確定真實可靠的現場安裝數據，便于有效提高施工效率。此外，結合項目管線、設備以及墻體材料等具體情況，明確專業多和碰撞交叉嚴重的部分區域，實施碰撞檢查，可避免因圖紙設計失誤造成的風險，消除碰撞對節約成本、縮短工期以及避免返工等也具有積極影響，便于確保施工方案的可行性與安全性。

5.3 場地資源優化

場地資源優化是建筑工程施工的重難點。由于本工程工作量相對較大，僅依靠人力進行場地布置所耗費的時間更多，施工周期可能會有所延長。在施工中應用BIM技術，查詢相關施工方案與技術標準，據此完成數據采集和信息錄入等任務，便于為解決施工現場的布置問題提供可靠依據。具體而言，借助BIM三維場布模型，以三維形式呈現傳統平面場布圖，直觀地表達現場場地布置情況；通過優化場地資源配置，結合工程實際來合理安排施工場地，能夠減少二次搬運現象；充分發揮BIM系列軟件的優勢，借助其場景漫游渲染功能，以圖片與視頻的形式輸出并保存三維場地布置成果，標出易被遮擋的細節，直觀展示場地總體的布置情況，以最快速度糾正檢測出的問題，有助于提高施工整體質量，保障項目順利開展。

5.4 施工過程協調性管控

在施工過程協調管理中，通過BIM系統管理平臺，嚴格按照施工設計方案，可實現對各個施工環節、施工工序的協調管控。當前，建筑施工管理不斷向精細化管理發展，在BIM系統中，通過模擬各個施工環節，能夠實現各環節施工的有效銜接，并且根據施工技術要求協調各施工工序，降低施工作業風險，合理規劃施工過程，提高施工全過程的協調性。

5.5 施工質量可靠性管控

BIM模型為施工質量管控提供了可靠依據。在建筑工程施工過程中，通過在BIM模型中對施工全過程進行動態可視化展示，能夠為施工人員的實際施工提供可靠依據，包括精確定位建筑構件及預埋件的位置，科學構建各類支護結構，通過施工碰撞檢測優化施工設計、施工結構等各項沖突問題等。

5.6 BIM應用體會與反思

通過對BIM技術在建筑施工中的應用分析可知，其在提高建筑工程施工整體效益方面具有顯著作用。但是，由于目前我國對于BIM技術的應用起步較晚，經驗欠缺，因此在實際應用中還可能出現一些問題，影響BIM技術的深度應用。從實際情況看，BIM技術在建筑工程施工應用中，在各種技術問題方面的應用已經相對較為深入，能夠有效保障施工質量、進度及安全，實現施工效益最大化。然而，在建筑施工項目整體統籌管理方面的應用還相對薄弱。建筑工程施工過程涉及開發投資方、設計方、總承包、專業分包、監理方、政府及相關部門等等，各方在項目建設不同時期均承擔重要角色。在建筑工程施工管理中，利用BIM實現各方的統籌管理，才能更好地實現BIM技術在建筑施工中的整體應用。

6 BIM技術應用到項目施工技術中的實踐

6.1 施工前期

項目施工前期由建模團隊、質量審核團隊、設計院互相配合、協作，利用魯班土建、鋼筋、安裝建模，約15d完成全專業BIM模型構建工作；通過LubanBE（魯班BIM模型瀏覽器），實現現場數據與模型的關聯。在整個模型構建過程中及時發現各種圖紙問題，經統計，土建、安裝專業設計缺陷問題分別為186個、50個；施工前完成碰撞檢查，發現更多潛在圖紙問題，及時完成設計變更，減少后期返工率。

6.2 施工預留孔洞檢查

利用碰撞系統集成建筑全專業模型實施綜合碰撞檢查，定位碰撞點；根據施工圖完成初步碰撞檢查并輸出碰撞報告，同時開展技術交底工作；初步碰撞后，篩選主體施工預留孔洞個數與位置，并輸出預留洞報告；利用BIM三維模型對施工班組進行技術交底，明確預留孔洞詳細信息與施工要求。

6.3 現場材料質量控制

項目現場施工人員素質參差不齊，導致鋼筋施工水平不一，利用BIM技術進行鋼筋施工跟蹤與檢查十分必要。BIM模型中詳細記錄鋼筋信息，包括規格、根數、簡圖、搭接說明等，現場人員需對現場情況與模型中信息進行及時核對，保證施工質量。

6.4 進度控制

在高層建筑工程施工中，安全問題較為突出，施工風險相對較高，施工技術的科學化、高效化、嚴謹化應用至為關鍵。再加上建筑工程自身施工技術復雜，在建筑工程施工的過程中，尤其是大型公用建筑，往往存在阻礙施工進度的問題，導致整體項目的施工質量和施工效率下降。為科學保障建筑工程施工進度符合實際施工規劃的要求，應依據具體施工技術原理，對存在的施工問題進行合理化調整，對施工中存在的各種影響因素進行科學把控。基于此，為了減少安全風險，可借助于云數據技術，將建筑工程的施工進度、施工具體計劃展現在3D模型上，通過進度控制管理模式，實現對建筑工程施工進度數據的實時對比分析和優化，重點考慮施工進度中存在的延遲現象，不斷提高施工技術，優化施工模式，為高效實現施工技術的應用奠定堅實理論基礎。同時，在發現有進度延遲后，應及時監督管理，制定進度科學管理的有效措施，并強化督促和監督，促進項目按照原定計劃目標順利開展。結合BIM技術，對施工過程中存在的問題進行把控，如促進虛擬施工環境的優化。

6.5 安全管理中的應用

首先，施工技術人員依據3D模型對虛擬施工中存在的各個施工環節進行細化，加強質量控制，結合可視化管理模式，對施工項目的施工內容和施工技術進行有效還原，對施工項目內容進行優化，不僅有助于提高建筑項目設計質量，同時促進施工現場的安全管理。此外，在本項目建設的信息化管理交流過程中，不僅需要很多的單位參與，同時也可通過應用BIM技術，實現對施工技術的有效開展。

7 結束語

在新的科技時代，以BIM技術為代表的信息技術在建筑業中不斷使用。BIM技術的實施可以促進創新的建設技術，降低建設成本，提高建筑效率。同時，建筑單位要有創新感，重視技術改革和創新建設，在建設過程中可以認真研究和學習BIM技術的具體應用，加快相關技術的利用，升級管理模式，通過BIM技術優化企業產業結構現代化，設計科學合理的建設方案，設計跨越式技術。今天，中國建筑產業還沒有廣泛使用BIM技術，其實施仍然是研究開發階段，因此，建筑公司要改革和升級各種技術，以促進建筑產業的可持續發展。