BIM 技術在住宅建筑施工管理中的應用研究

文／王沖 北京城建一建設發展有限公司 北京 100012

引言：

在住宅建筑施工管理中，由于其在整個施工過程中所牽涉到的施工過程較為復雜和多樣化，從而造成了施工難度的增大，施工成本的增加。所以，要想讓建筑施工管理水平更上一層樓，就必須要用到一些先進的技術來幫助提升整個建筑施工管理的水平。本文的目的是對建筑工程施工管理中技術的實際應用進行探討，并對其在建筑工程建設中的具體應用進行分析，希望能為建筑工程建設中的技術的應用提供一些參考與借鑒。

1.BIM 技術

BIM，也就是建筑信息模型，它是一種作用于建筑工程科學化推進的技術，它是在三維技術的作用下實施的，然后，通過數字信息仿真模擬，將所獲得的與工程有關的集成信息展現出來[1]。通常，這種技術可以應用于建設項目的前后兩個階段，比如施工設計圖紙的繪制，非常方便，非常有效：同時，項目的管理也會處于信息化、可視化的狀態，這樣就可以對各環節的部署進行及時的調整，從而提高項目的進度和質量。此外，該技術還能極大地提高系統的穩定性和安全性。

2.BIM 技術在建筑工程施工管理中的優勢

（1）實施。利用BIM 技術，可以在施工還沒有開始的時候，就可以彌補它的缺陷，讓它提前暴露在公眾面前，讓各方人員可以更好地了解整個工程，避免了由于各種原因的延誤而造成的損失，從而確保了工程的穩步發展。（2）溝通。在BIM 技術的應用條件下，可以通過建立的3D模型來實現對建筑施工情況的分析。通過建立的3D 模型，可以讓建筑施工過程中的各個要點和專業得到可視化的展示，從而讓施工人員和管理人員可以清楚地反映出建筑施工情況。同時，該模式還能實現各專業間的信息交流與交換，為項目平穩、有效的進行提供了基本保證。（3）檢查。BIM 技術的應用情況：在建設之前，在項目計劃的設計階段，設計者綜合了各個有關的數據，通過BIM 技術來處理各個數據，從而達到最優的設計效果[2]。此外，BIM 技術還能幫助設計人員在工程項目的施工階段，及時地發現工程實施過程中的缺陷，從而保證檢驗工作的效率和準確性。（4）模擬。在這種技術的應用情況下，進行仿真測試，一方面能夠明確出該工程需要把握的關鍵點，另一方面，這也是對有關的施工過程進行嚴格控制的必要步驟，為項目的科學、有序的進行提供基本保證。

3.BIM 技術在住宅建筑施工管理中的應用價值

3.1 提升施工管理效率

在住宅建筑施工的過程中，會牽扯到許多管理事項，其中包括了現場勘察、主體設計、物料管理以及工程施工監理驗收等，這些都會導致在多種因素的作用下，對住宅建筑施工進行制約，從而不能保證住宅建筑施工管理的可靠性以及相關工作的實際開展效果。這就需要按照每一種特定的要求，加強BIM 技術在住宅建筑施工中的運用，將其列為整個建設的重要環節，采用BIM 技術對住宅建筑施工中所涉及的基礎項目進行協調化處理，同時，對實際展開的過程中所存在的一些問題進行改進或糾偏，進一步對住宅建筑施工管理過于繁瑣、交叉等不能具體化呈現的現象進行細部深化，從而讓住宅建筑施工過程中的基礎項目始終保持著一種有效的協同狀態[3]。

3.2 開展可視施工管理

將BIM 技術運用到住宅建筑施工及其管理中，能夠體現出這項技術的可視化特征，并與住宅建筑施工的各個基本項目數據信息相結合，自動產生交互3D 視覺效果，確保在3D 立體模型和可視化平臺的支撐下，住宅建筑施工的管理工作能夠順利地進行，并對出現的緊急狀況進行及時地調節，從而體現出BIM 技術在住宅建筑施工中的作用。此外，BIM 技術可視化功能還可以對住宅建筑模型施工過程中的有關內容進行深入地分析，保證有關內容的科學性和現有問題的及時處理。以一種直觀的方式，將住宅建筑施工進行了一種視覺上的表達，從而可以過程中對各種問題和具體的管理問題進行及時的處理，并為其提供一種規范化的參考依據。將BIM 技術運用于住宅建設項目的建設中，可以達到建設項目的可視化、精細化管理的目的。

3.3 協調建筑施工管理

住宅建筑施工管理對各個基礎工程的協同配合以及現有的風險問題的處理都有很高的需求，因此，應該在執行各種需求的情況下，強化住宅建筑施工部門與管理部門之間的協作與溝通，達到住宅建筑施工的基本工程彼此協調、進行規范管理的目的，從而推動住宅建筑施工管理取得更好的成效，協同地進行住宅建筑施工管理，這是保證住宅建筑施工管理的完善程度以及切實地調控力度的關鍵因素。根據特定的需求，將BIM 技術運用到住宅建設的管理中，能夠讓住宅建設與管理達到一種互補的關系，找到住宅建設中可能出現的風險問題或預判沖突的部位特征，并對其進行優化處理。此外，在居住建筑施工的過程中，還會牽扯到眾多的管線和基礎構件。

3.4 精準模擬建筑施工

BIM 技術在住宅建筑施工和管理中的運用，可以通過BIM 三維模型模擬出整個住宅建筑的效果圖，這樣就可以在住宅建筑整體設計階段，利用3D 立體模型對具體實物進行模擬試驗，對住宅建筑施工過程中可能發生的突發問題進行精確模擬，為各種問題和不合理之處提供規范化的參考依據。例如，可以利用BM 技術，在住宅建筑施工中開展節能模擬試驗和應急疏散模擬，并與施工組織各項要求相結合，確保模擬設計和施工綜合管理的可靠性，從而使住宅建筑施工保持在一個比較理性的水平上，這對加強施工質量和施工效率的綜合管控具有非常重要的意義。在進行住宅建筑施工管理的時候，也要利用BIM 技術，對日常突發事件進行科學的仿真和綜合處理，以達到一個良好的住宅建筑施工管理效果，充分發揮BM 技術在住宅建筑施工管理中的功能。

4.BIM 技術在住宅建筑施工管理中的應用

4.1 基于BIM 技術的建筑建模

為了實現基于 BIM 的施工管理，在選擇建筑模型模板的時候，要考慮到所選模板是否符合 CAD 圖紙，在這一過程中，要盡量減少對 CAD 圖紙的修改。并且在工程的每一個階段，每一個環節，都要與圖紙相匹配。具體地說，主要從四個方面入手：

第一個步驟（創建樣板）：定義一個建設項目的基點，并將常見的數據資料輸入到它里面，輸入物體名稱、材質、型號等基本資料，從而創建出一個模式模板。第二步驟（建模）：以建筑物的標高和軸線網絡等資料為基礎，構造出建筑物的骨架，并構建出工地的建模；第三階段（模塊檢驗）：檢驗整個模塊的總體構造是否完備，部件信息是否符合要求；第四步驟（增加特性信息）：將工件的細節和數據鍵入到模型的不同節點中。

在以上的過程中，使用Autodesk Revit 軟件來進行構架的選取，并選出對應的模板，接著，進行項目標高、軸網的構建，并確定項目的參照，以保證在后續的協同工作中，每個專業都能準確地進行定位[4]。在結構模式的命名方面，應該與構件所處的空間位置相聯系，來劃分并規定各部分的狀態屬于區域。主要設計內容有：四個方向的鋼筋防護層厚度，強度等級，柱子數量，零件數量（按規范要求進行零件數量，便于在以后的工程中進行零件和零件的追蹤）。

4.2 結構碰撞檢測與深化設計征

在確保整體框架模型科學、可行的基礎上，通過不同學科的模造員與設計師（在項目完工后，承包商將對其進行校核），開展建筑鋼架的精細化設計。

在這個過程中，可以利用對BIM 基礎模型的均衡與協調，來實現碰撞檢測的功能，從而可以快速地發現各個專業間的碰撞、誤、漏等問題，從而可以讓各個專業的問題都可以得到及時的解決，從而降低建筑主體結構與BIM 模型之間的沖突，從而避免在施工的過程中出現回料、停止施工等問題，從而降低設計變更，確保建設項目按時完工[5]。在此基礎上，對沖突檢測流程展開了一系列的工作，主要包括以下幾個方面：編寫Revit，在編寫完畢之后，將全部的專業數據和數據模型數據，從NWC 文件中下載Navisworks（Revit 版本數據不能直接輸出）。在輸出.nwc 文件之后，Revit 模式只要點擊Navisworksmanage 中的一個附件，即可將全部的nwc 文件進行整合，從而獲得一個新的集成模式，再點擊右側的選擇樹，選擇“碰撞點查看”即可獲得鋼結構中碰撞點數據。圖1 顯示了沖突點的示意圖。

圖1 結構碰撞點

在碰撞檢測過程中，對不合理的沖突和空間定位相交處進行了投影顯示。在使用界面上，對不符合標準的沖突點進行人工調節，然后按下升級和產生沖突點，在沖突點處理完畢后，對沖突點進行糾正。再依照以上的步驟，對鋼結構節點進行碰撞測試，直至安裝結構中出現不存在碰撞點，這時，可以點擊頁面中的保存，這樣就可以完成對建筑工程中鋼結構的深化設計。

4.3 建筑施工進度與成本協同管理

利用BIM 技術及一體化協同平臺，實現了工程全過程的優化性、可視性和可控性。在該流程中，結合工程實例進行分析，在合理調配施工進度的同時，提高工程施工管理和成本控制的效率。以裝配式施工組織、場地布置、吊次占用等特點為依據，優化組裝工藝的銜接，合理消化工藝間歇，調整關鍵部位和節點，從而引導施工進度。在此基礎上，通過計算各環節所需的物料消耗、設備配置等，實現對各類設備的最優配置。圖2 中顯示了該設計計劃。

圖2 BM 協同管理

5.BIM 技術在住宅建筑施工管理中的應用對比分析

針對住宅建筑施工進行管理。在管理前，按照表1 中的內容完成對BIM 技術在硬件上的配置。

表1 BIM 技術應用配置表

根據表1 所示的配置，進行了住宅建設施工管理的前期工作，然后，根據以上的思路，進行了對這個建筑的施工管理。在此基礎上，提出了建設項目的實施方案。在進行管理的時候，使用BIM 技術，對每一個施工步驟展開仿真，并將其管理的結果記錄下來，如表2 所示。

表2 建筑施工進度管理結果記錄表/d

從表2 中所記錄的資料可以發現，各個施工工序的實際施工時間都比規定的要小，而且是在保證施工質量和施工效果均達到要求的情況下記錄的[6]。所以，從這個結果中可以看到，在運用BIM 技術的施工管理方法之后，對施工進度進行了有效地管理，可以節省很多的施工時間，從而保證了工程的預定進度。另外，在施工過程中，運用本文以上提到的施工管理方法，在BIM 模式下，對項目中所有施工現場的安全操作展開了全面的監控和管理，并與各個分包隊伍合作，對較大危險源進行了安全預防和防護。具體地說，在對建筑大廈樓頂施工的時候，對施工現場進行了3D 可視化模擬，在施工陽臺和建筑面上都安裝了防護結構，如圖3 所示。

圖3 施工中的防護管理

結語：

為了確保住宅建筑施工管理能夠順利進行，就應該按照住宅建筑施工管理的基本事項，加強BIM 技術的使用，在可視、可控、預判協調等條件下減少住宅建筑施工的難度，從而讓住宅建筑施工和綜合管理所面對的各種缺陷問題都可以獲得規范和高效的解決。BIM 技術在居住建筑施工管理中的運用有許多不同的特點，這就要求我們要針對住宅建筑施工的實際狀況，對各個基礎工程進行協調及合理的資源配置。進而提高住宅建筑施工管理的工作效率，并能夠及時發現問題，解決問題，合理化節約人、材、機、工期、成本等，讓其能夠在BIM 技術的支持配合下順利實施，在提高安全、質量的同時，增強經濟效益和社會效益，促進住宅建筑施工的穩健、可持續發展。