BIM技術在大型建筑工程管理中的應用

張大德，譚政，劉峻余

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

計算機技術的不斷發(fā)展使三維信息技術取得了突破，隨著三維信息技術的不斷發(fā)展，其應用領域也在不斷增加。三維技術應用于建筑行業(yè)時，可通過對建筑進行三維建模展現(xiàn)建筑的結構參數(shù)、形狀設計等信息，幫助工程完善項目計劃，縮減項目成本，但隨著信息技術的不斷發(fā)展，三維技術不再局限于建立幾何模型，展示建筑細節(jié)，三維信息技術的出現(xiàn)，使工程項目的規(guī)劃、管理等任務變得更加的簡潔高效，而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）就是三維信息技術在建筑行業(yè)應用的標志，該技術的出現(xiàn)，極大地提升了建筑行業(yè)的管理規(guī)劃能力。建筑工程中存在著十分復雜的生產(chǎn)關系及管理關系，往往困擾著建筑工程的監(jiān)控管理，因此，本文分析BIM 技術在大型建筑工程的施工管理中的應用。

2 BIM在施工安全管理中的應用

2.1 利用BIM技術減少施工安全事故

BIM 技術在施工安全管理中具有實時性較高、動態(tài)性較好的特點，不僅可以實現(xiàn)工程項目安全信息的可視化，還可以實現(xiàn)施工進度變化的動態(tài)追蹤。項目施工的安全問題需要從問題的源頭解決，本文對大型施工項目中常見的安全事故發(fā)生地點進行總結，如圖1 所示。

圖1 安全事故發(fā)生地總結

圖1 中可以看到，目前安全事故發(fā)生地較為復雜多變，將BIM 技術與項目安全管控全時期結合可以更好地實現(xiàn)項目事故的預防。大型施工項目的安全管控因素可分為3 類，第一類是人為因素，項目施工中安全事故起因的70%是施工人員操作不當，因此，人為因素是安全管控中的主要因素，若提升施工人員的安全素質，可以極大地提升項目施工質量，并減小項目安全事故的發(fā)生概率，安全素質是指施工人員對事故危險的認知，及面對突發(fā)情況的處理能力。第二類是施工設備因素，科學技術的不斷發(fā)展使項目施工設備日新月異，這些設備雖然提高了項目施工的效率，但若操作不當，也會導致安全事故的發(fā)生，因此，施工設備的安全管理也是項目施工安全管理的主要問題之一。第三類是安全管理因素，施工現(xiàn)場的安全管理對項目生產(chǎn)十分重要，需要各個項目部門的緊密配合，也是項目施工安全管控的問題之一。

BIM 技術在面對以上3 類問題時，相較于傳統(tǒng)安全管理方式有以下4 個優(yōu)勢，可以提升施工安全管理效果。（1）可進行施工安全宣傳教育。可利用BIM 技術建立的信息化模型對項目施工操作人員進行安全施工宣傳教育，提高施工人員的安全素質以及安全意識，且利用三維信息化模型進行宣傳教育可以增加學習的趣味性，避免太過枯燥導致宣傳教育效果不佳。（2）便于制定合理的安全管理規(guī)范。利用BIM 技術可以針對不同的項目分別制定合理的施工安全管理規(guī)范，使安全管理人員可以更加有效地對施工安全進行管控。（3）可以進行施工方案的精細化布置，提過BIM 技術建立的信息化模型可以幫助工程人員完善項目施工布置，優(yōu)化項目施工細節(jié)。（4）可有效提升一線工人的安全操作規(guī)范，通過BIM 信息技術平臺，可以更好地完成一線工人的設備安全操作管理要求培訓，以減少設備問題導致的安全事故[1]。

2.2 安全協(xié)調(diào)管理

項目施工過程中發(fā)生的安全事故種類較多，BIM 信息平臺可以幫助解決部分問題，但面對生產(chǎn)人員主觀因素造成的安全事故，BIM 信息平臺僅能起到預防作用，若要切實有效地減少大型建筑工程中施工人員主觀原因造成的安全施工，需要項目各個部門之間可以相互協(xié)調(diào)管理，促進項目工程信息的交流。大型建筑工程中分工層次、各個部門、一線施工人員數(shù)量較多，且施工較為復雜，因此，在項目施工中需要反復在各個部門之間進行信息傳遞，協(xié)調(diào)各部門的管理工作，提升部門的管理質量及管理效率。BIM 信息管理平臺可以實現(xiàn)項目施工信息的整合及傳遞，實現(xiàn)各部門的信息共享，提高各工種之間的信息傳遞效率，從而提升各部門之間的協(xié)調(diào)管理能力，BIM 信息化技術可以有效提高項目施工現(xiàn)場的組織溝通能力，為各部門之間的協(xié)調(diào)管理提供技術支持。

3 BIM在施工質量管理中的應用

BIM 技術在施工質量管理中的應用體現(xiàn)在技術較交底、碰撞檢測、質量檢測、溝通機制、質量數(shù)據(jù)管理等方面[2]。采用BIM 技術進行交底，可令一線施工人員了解更多的建筑細節(jié)，提高交底效率。利用BIM 技術將項目信息整合，即可在施工前利用Navisworks 軟件完成項目管道設備碰撞檢測，并生成具體的碰撞檢測報告。質量檢測是將施工人員返回的施工項目圖片與BIM 三維信息模型進行比對，并實時提出整頓意見。BIM 技術在建筑行業(yè)中應用的最大優(yōu)勢是信息共享、實時傳遞，采用BIM 技術后，技術人員可以隨時查看工程質量狀況，并進行整治或上傳。大型建筑項目中包含的信息數(shù)據(jù)較多，這些信息是項目工程質量管理的重要依據(jù)，完成收集后，需及時對這些信息進行處理，做到施工前后質量信息一致，BIM 技術可幫助質量管理人員比較工程質量誤差，及時提出修改意見或整改措施。

另外，BIM 技術在施工質量管理中的應用還包括以下方面。

3.1 利用BIM技術完善施工質量管控流程

大型建筑工程項目中，各領域的專業(yè)種類較多，一線施工人員的職業(yè)能力、安全素質等水平差距較大，因此，將BIM 技術引入施工企業(yè)，提升該企業(yè)的項目質量、項目安全管理能力是一個循序漸進的過程，需要逐步適應，為此，研究設計了基于BIM 技術的施工質量管控流程，如圖2 所示。

圖2 基于BIM技術的施工質量管理流程

BIM 技術的應用需要選擇合適的工程項目，再分析該項目的質量需求，根據(jù)項目質量要求，選擇合適的BIM 平臺及應用，通過BIM 平臺及應用建立項目的BIM 模型，之后要求項目主要管理團隊在BIM 平臺進行協(xié)同工作即可。

3.2 利用BIM技術分析施工質量影響因素

BIM 技術對項目施工質量管控的影響，主要是分析決定項目施工質量的主要因素，并對這些因素進行干預控制，從而實現(xiàn)對項目質量的管控。大型建筑施工項目中，影響施工質量的主要因素分為5 個方面。

1）施工人員。一線施工人員的生產(chǎn)質量及生產(chǎn)能力會直接影響項目質量，BIM 技術對施工人員的影響體現(xiàn)在一線施工人員是否可以熟練地應用BIM 信息化模型的各種功能，若一線工人可以充分利用BIM 技術，對施工現(xiàn)場進行完美的模擬，就可以充分發(fā)揮一線工人在項目生產(chǎn)中的質量管理作用。

2）對施工設備的影響。建筑施工現(xiàn)場離不開各類機械的使用，這些施工器械是項目進度的基本保證，BIM 技術可以實時檢查施工設備操作是否規(guī)范，安裝是否合理，為項目施工提供最基本的保障。

3）施工材料的影響。施工材料的質量是項目施工質量的基本保障，會決定整個項目的質量，BIM 技術應用于建筑項目后，可以幫助施工方建立直觀明確的施工材料庫存清單，準確計算各個階段的材料消耗，在保證項目質量的前提下，最大限度地減少材料的浪費。

4）施工環(huán)境的影響。施工環(huán)境包括天然環(huán)境，作業(yè)環(huán)境及質量管控環(huán)境，應用BIM 技術可以對施工現(xiàn)場進行仿真模擬，預估自然環(huán)境及作業(yè)環(huán)境對施工質量管控的影響，使施工方可以發(fā)現(xiàn)潛在問題，并提前制訂解決方案，達到有備無患，且BIM 三維信息化模型是具有動態(tài)漫游功能的，可以使施工人員了解工程中細節(jié)問題的處理方式，幫助一線施工人員更快地熟悉作業(yè)環(huán)境，制訂完善的施工質量管理計劃，提高施工質量管控的效率。

5）施工方法的影響。BIM 技術在目前為止，只是一種輔助管理的手段，可以提升管理效率及管理規(guī)范，但無法完全取代傳統(tǒng)方法，施工方法是由多個流程組成的，BIM 技術可以通過建立施工現(xiàn)場的三維信息化模型，對施工方法進行仿真模擬，為施工方制定項目施工方法提供指導性意見，以提高項目質量的管控水平。

3.3 建立BIM質量管理信息平臺

BIM 技術在質量管控中發(fā)揮作用時，需先建立建筑項目的三維信息化模型，完成三維信息化模型的建立后，可在項目施工期間進行信息的共享傳遞，即數(shù)據(jù)的交換，研究采用了國際協(xié)同聯(lián)盟組織發(fā)布的IFC 標準，作為信息交換標準，IFC 標準分為4 個層次，即核心、領域、資源及交互，每一層均具有信息描述能力。基于BIM 技術的質量管理信息平臺在工程質量的查詢及控制表現(xiàn)在3 個方面，首先是建筑構件的質量管控，其次是施工工藝及施工方法的質量管理，最后是施工質量信息的整合[3]，建筑項目施工好自戀管控信息模型框架如圖3所示。

圖3 項目質量信息管理模型

建筑項目的質量控制由BIM 三維信息模型、進度計劃及資源信息急性控制，建筑項目質量要求由設計要求、驗收要求及企業(yè)要求共同形成。

4 結語

本文提出應用BIM 技術解決施工安全管理及施工質量管理中存在的問題，例如，利用BIM 技術提升一線施工人員的安全素質，從源頭上降低施工安全事故的發(fā)生率；通過BIM三維信息化模型分析各因素對施工質量管理的影響，優(yōu)化施工質量信息管理，提升施工質量管控效率等，可為BIM 技術在施工安全及質量管理中的應用提供借鑒。