BIM在建筑工程管理中的應用研究

吳晨光

(山西西山金城建筑有限公司，山西 太原 030000)

現代化科技的發展促進了各行業的發展，BIM技術作為現代信息技術發展的代表技術，在建筑行業應用普遍且廣泛，可以對建筑功工程建設全過程進行合理的監管和指導，在建筑工程管理中也具有很好的應用效果。BIM是一種建筑信息模型，會根據具體的工程信息建立各專業、各分項目的模型，可以全面收集數據，形成數據庫，也可以合理利用數據，對數據處理后轉化為可視化的圖像、動畫、模型等。

1 BIM在建筑工程管理中的應用優勢

1.1 BIM技術的概述

BIM技術是信息技術高度發展的新產物，是數字化的創新型技術。該技術是數據信息優化利用的表現，它以真實的工程相關信息為依據，并通過對數據分析處理，轉化為建模參數，進而得到對應的三維虛擬模型。這些不可視的文字、數據、二維圖形便可經計算機、軟件系統處理后易被理解的動態化、可視化信息。依據這種應用原理和功能特性，BIM技術能夠應用于工程建設的全部階段，在全面收集數據信息，高度利用且直觀表達的情況下，為管理工作的高效開展提供技術支持以及數據保障[1]。

1.2 應用優勢

1.2.1 技術優勢

利用BIM技術后，可以根據工程實際情況建立數據庫，工程所有相關的有用信息都被有效收集，并且在對應的階段，在工程管理人員需要時，可以較為方便進行查看、修改等處理工作。同時借助BIM可以提供信息化管理平臺，建立該工程對應管理內容的三維模型，使工程建設內容可視化，以方便參建單位、工作人員進行交流，促進工程管理能夠實現協同操作，使工程管理達到新的技術水平。

1.2.2 運行優勢

BIM所集合的信息類型較多，包括設計、施工、管理多方面的內容，這使得設計與施工的關系更為密切，也使得工程管理人員可以進行更為全面細致的管控，使工程各專業、各環節之間更為協調，展現出BIM技術較高的運行優勢。如在施工環節，發現需要進行設計變更時，施工方、業主與設計放對變更內容的討論和確定會更為方便，依據模型能確定最為合適的變更方案，且修改也十分快速，可以自動進行關聯性修正。

1.2.3 整合優勢

BIM技術在建筑工程管理中的應用需要借助相應的軟件和硬件系統，需要進行編程，利用計算機建立協作互助的交流平臺。其整合優勢體現在利用BIM技術建立的數據庫和管理平臺具有分享性和交互性，具有權限的工作人員可以進入統系統，利用BIM進行互動，實現交互式操作[2]。

2 BIM在建筑工程管理中的應用流程

2.1 基于BIM建立知識庫

為了利用BIM技術實現對建筑工程的全面化、高效化管理，需要有充分的依據。因此需要先收集管理過程中所需要的信息，包括項目決策階段的工程基本信息，設計階段圖紙和設計說明，施工階段有關機械，設備、人員等方面配制情況。并且在工程推進過程中，還需根據實際施工情況進行信息完善和修改，以模塊化的形式存儲各類數據，數據的存儲均以IFC為標準，知識數據庫采用開放式IFCXML格式，以方便對數據進行處理和利用。

2.2 基于BIM建立模型

為了方便相關單位利用知識數據庫進行工程管理，需要先移交數據，檢查所有的建筑信息是否準確完整，然后準備BIM模型，識別基礎的建筑要素，建立物料層，并定義工作區的構造。如對于施工單位來說，需要獲取包含施工要求、施工組織設計、施工材料等相關的知識數據庫，以便利用數據庫進行自動統計計算，確定工程量、材料用量等重要信息，并能對設計與施工中的誤差進行適當的修正，以確保施工指導可靠。

模型的建立需要大量的幾何信息、材料信息、構件屬性信息等信息，在確認所有信息正確后，將信息進行連接，然后利用Revit Architecture來建立工程管理時需要的模型。工程建設的不同階段，建立的模型類型和完整度都會有一些差異，方案模型、總體模型和施工圖模型對工程管理具有不同的指導作用，且互相之間也具有相互促進和完善作用，可以利用一個模型完成模型變更與深化，進而實現對各種施工和管理活動的模擬，并且可以根據管理需要，以各種角度的視圖來展現具體的建筑結構情況、施工進展等內容[3]。

2.3 基于BIM建立協同管理平臺

利用BIM建立虛擬建筑模型后，可在該模型的基礎上來改進以往的工程管理技術手段，建立信息化的工程管理系統，可以方便進行線上化、智能化管理。如可以分別對不同專業建立對應的模型，建筑中各個專業、各個構件都是以各自特征形式存在，且這些信息都會保存到BIM中心的數據庫中，以建立一個專業協同模型。基于此，可以構建建筑工程協同作業平臺，建立起不同單位和專業班組之間的聯系，以便進行各專業的協同管理，避免各專業之間出現沖突矛盾。

3 BIM在建筑工程管理中的應用方向

3.1 在建筑工程質量管理中的應用

質量是工程管理的重要目標之一，而對于建筑工程質量產生影響的因素較多。工程質量管理是一項復雜且勞累的工作，管理人員在實際實施過程中很容易出現漏洞。引入BIM技術，建立數據庫和相應的模型，可以為工程所有相關人員提供良好溝通的平臺，在高度的信息分享下，可以促成協同施工，提高合作質量，進行促使施工順利進行。此外也可通過 BIM 技術平臺來優化施工方案，模擬施工。如在構件裝配前，可以利用模型進行預拼裝，以了解構件設計是否合理，安裝方案是否合理，并協助進行調整，以促使構件裝配能更加順利、準確，為建筑工程施工提供質量保障[4]。

3.2 在建筑工程成本管理中的應用

BIM技術不僅能以3D模型進行施工模擬，還能融入時間因素，以5D模型形式進行更為針對性的工程管理。如以時間節點來掌控工序，進而對施工成本進行全周期管控。在工程建設初期，可以在工程投資和決策階段對施工成本進行準確的預測；在設計階段可以從提高設計質量來控制成本；在正式施工階段，也能通過促進各專業協調施工，減少施工問題的出現來避免經濟損失。因此，借助BIM技術可以極大地提高成本管控力度，使工程成本消耗合理且最小化。

3.3 在建筑工程安全管理中的應用

以往很多建筑企業都過分看重工程經濟效益，忽視了安全問題對工程整體效益的影響，進而導致安全管理不夠全面和高效，管理漏洞較多。而現今的建筑行業對于安全目標要求較為嚴格，促使管理人員必須要正視安全問題。為此，將BIM與安全管理相結合，由于BIM技術可以在建筑工程全生命周期應用，可以借此對施工進行動態化監測，了解實際施工情況。同時由于存儲的信息豐富且完整，不僅可以建立對應的模型，還能通過施工模擬幫助管理人員提前預測和識別風險、確定風險等級，并協助編制合理的風險防控、應急預案，以便能有效防范安全問題發生，及時有效解決安全問題，確保施工安全順利進行。

4 BIM在建筑工程管理中的具體應用方式

4.1 在工程質量管理中的應用方式

4.1.1 協助進行方案優化

一方面利用BIM技術可以高度整合數據，確保掌握的工程相關數據信息全面有效，還能對數據進行分類整理和合理化利用。另一方面，各專業數據被分類后可以建立對應的模型。如建立結構模型，可以清楚地反映建筑結構組成、空間分布情況、相互之間的關系等。如建立施工模型，可以清楚地展示施工操作過程，施工后的效果。這樣在設計階段借助這種可視化功能，設計人員可以進行自檢，提出更好的設計想法。相關設計審核人員也可以更好地考察方案，分析各種功能結構的布置，提出合理的設計修改意見。此外可以通過碰撞檢測軟件來自動化檢測管線設計矛盾，由此確定各專業管線沖突之處，沖突的具體類型，并出具詳細的檢測分析報告，以方便設計人員、機電專業人員協同進行管線綜合設計，對管線布局進行管線修正和復檢，確保設計合理[5]。

4.1.2 實現可視化技術交底

借助BIM進行模型渲染，可以較為真實地展現紙質化的內容，將工程設計情況，施工內容進行更為直觀的展示，為各方參建人員清楚、準確地了解項目以及建筑內容提供支持。如在設計圖紙交底環節，由于現今的建筑工程規模不斷擴大，設計越來越復雜，而設計圖紙又是以二維平面形式存在，無法直觀反映建筑結構和內部空間的具體情況，如果施工人員無法準確掌握設計意圖，施工時就無法保障達到設計預期效果，雙方也很容易產生糾紛。運用BIM技術進行圖紙解釋，將結構設計要點通過三維立體模型展現出來，可以幫助相關管理人員、技術人員、施工人員更好地掌握結構關鍵信息，全面地了解各類構件信息。

4.1.3 促進各專業協同合作

建筑工程中包括建筑、機電、裝飾等多個專業施工內容，同一專業的施工人員、不同專業的施工班組之間要共同為工程質量目標努力，方向一致才能切實保障工程質量達標，因此，要對專業內以及多專業進行BIM協同管理。如在專業內進行協同管理，利用構件的BIM平臺協助設計方完善圖紙，檢查模型與圖紙、各層平面圖、平面圖與大樣圖是否一致，以確保該專業的圖紙完整正確，可以用于進行施工指導；如促進機電專業與建筑專業協同施工，由于模型可以清楚展示結構、節點，可以方便機電與建筑專業溝通確認預埋預留問題，建筑專業在施工圖上標注洞口及預埋件的位置，并在模型中進行檢驗和確認，以優化布置機電設備和管線，確保在后續安裝環節的可實現性。

4.2 在工程成本管理中的應用方式

4.2.1 使工程現場布置更為合理

1)在現場物料管理中的應用：物料及時運送到現場可以避免工期延后，避免材料受損嚴重出現較大的經濟損失。為了使物料運輸順利，也為了降低運輸成本，運用 BIM 技術采集多項建筑信息和現場信息，建立施工現場三維模型，可以快速計算分析出最佳的機械放置位置、機械組合類型和最佳的物料施工運輸線路，使物料能快速到達需要的施工位置。通過縮短運輸路線，簡化運輸過程來降低物料運輸成本。

2)在臨時設施布置中的應用：施工現場空間有限，合理布置現場的物料存放點，設備安裝位置，施工作業范圍等可以保障現場良好的施工環境和施工秩序，進而促使施工資源高效利用，避免浪費。還能減少施工質量與安全問題的出現，也有助于控制施工成本。而在BIM數據庫中可以輕松調取出機械、材料、加工廠、倉庫的位置，并對這些數據進行處理后得到現場臨時設施布置三維模型，借助此模型可以全面優化臨時設施，使現場各部分設施搭配合理，和諧共存。

4.2.2 使工程量等統計更為準確

1)借助BIM技術可以快速處理數據，在建筑工程信息全面存儲的前提下，利用對應的計算軟件，可以快速獲取工程材料用量、設備需求等方面的統計表，以便采購人員按需購買，避免出現數量、種類方面的差錯而導致材料過剩。也可以方便物資管理人員對材料進行管理，結合施工進度建立5D模型，實時掌控材料存儲量、使用情況，避免材料濫用，避免材料供應不及時。

2)在款項結算環節，借助BIM可以清楚了解實際施工情況，并與預期進行對比，以了解具體的差異，避免出現弄虛作假的情況。同時由于工程各階段的信息被全面收錄，結合實際施工情況進行了調整，從而可以確保工程量統計更為準確，不會出現人為計算時的漏算、重復計算等情況，可以依據最真實的工程量進行最準確的結算。

4.3 在工程安全管理中的應用方式

4.3.1 危險源識別

基于BIM模型進行施工活動、施工現場、施工環境模擬，可以盡早發現來自于多方面的施工安全隱患。如在高空作業環節，可以模擬腳手架搭設施工方案，以了解腳手架的穩定性，通過調整方案進行強化處理。這種準確識別、提前預測的功能，為施工安全管理方案提供了有力的參考。

4.3.2 施工安全檢查

所謂的施工安全檢查，不僅是在施工活動開展過程中進行巡查，也包括完善設計方案，剔除安全漏洞。而利用BIM技術就可以實現這種全程化的安全管理，通過對地基處理、主體結構、機電等分部分項工程進行施工深化設計，同時整合各專業深化設計BIM 成果進行綜合協調碰撞調整，形成施工模型及深化設計綜合圖紙，經過模型碰撞檢測能夠發現潛在的多種施工隱患，從而對其進行全面優化，降低施工意外事故發生率。

5 結語

在建筑行業蓬勃發展的過程中，很多先進的技術發揮了重大的作用。隨著計算機信息技術的日益普及，在建筑工程規模不斷擴大的行業現狀下，BIM技術為建筑工程管理工作提供了新思路和平臺。通過良好的信息溝通和分享，提前模擬預測，可以有效防范各種工程問題的出現，并協助更好地解決問題。