建筑建設智能化工程BIM技術的應用

李軍

神州瑞宸建設集團有限公司 山東 濟南 250000

引言

BIM技術以計算機3D數字技術為基礎，通過數據建模技術實現建筑工程建設信息傳遞，在現代建筑智能化工程中得到十分廣泛的應用。將BIM技術引入建筑建設智能化工程中可以對建設項目全生命周期進行綜合管理，同時為信息實時共享與多方專業協作提供保障，有利于提供建筑工程項目的質量、效率及效益。基于此，本文對BIM技術在建筑建設智能化工程中的應用展開深入研究，實現工程項目管理模式的優化。

1 基于BIM技術的建筑建設智能化工程實現路徑

1.1 建筑實體的數字化

對于建筑建設智能化工程來說，實現建筑實體數字化是實現智能化管理的關鍵，其中最關鍵的內容在于完成建筑實體的模型化。在進行項目施工之前，技術人員可借助計算機軟件對建造施工過程進行模擬，直觀展現各施工流程，針對其中存在的問題與不合理之處進行優化調整，為正式施工提供數據支持，起到提高施工有效性、降低返工概率的作用[1]。例如，通過構建建筑實體模型可以有效反映建筑內部的構件、管線關系，若存在碰撞沖突情況可第一時間進行調整，避免對后續施工造成影響。

1.2 要素對象的數字化

建筑建設智能化工程以人員、設備、原理、方法、環境等要素為核心，在BIM技術的支持下可以有效實現要素對象的數字化。隨著要素數字化的實現，有利于提高建筑建設智能化工程標準化水平，為建設施工的高效推進提供保障。與此同時，要素對象的數字化還可以生成更完善的數據資料，為施工管理決策提供保障。

1.3 施工過程的數字化

在建筑實體及要素對象數字化的基礎上，可進一步引入“PM+”，實現施工過程的數字化，即根據BIM技術思路構建效率閉環，實現對工程質量、效率、效益、安全等基礎目標的全覆蓋，針對性實現數字化處理。在此過程中，BIM模型可作為施工過程數字化的數據載體，有效獲取各項建筑工程要素相關數據，為數字化管理工作提供指導與支持，提高管理工作的準確性與合理性，同時獲得更突出的管理效果。

1.4 管理決策的數字化

完成對建筑實體、關鍵要素以及施工過程的數字化處理后，可在此基礎上完成智能化工程數據庫的構建，實現高效的數據共享功能，為建筑工程提供指導。基于BIM技術可以有效實現可視化協作方式，既有利于促進管理方法升級，又可以保持各部門之間的密切聯系，構建良好的施工管理氛圍。與此同時，建筑工程推進期間會產生一系列數據且具有較高的參考價值，施工單位在針對某些問題進行決策時，就可以以相關數據為依據，有效滿足施工管理要求。此外，借助人工智能、大數據等技術還可以進一步對相關工程數據資源進行深度發掘，真正意義上實現建筑工程的智能化決策。

2 BIM技術的應用特點

隨著智能化要求的落實，BIM技術在建筑工程中獲得更廣闊的應用空間，其應用特點主要體現在以下幾方面。①利用BIM技術的可視化功能可以將傳統模糊的設計圖紙轉化為三維實體，各部門都可以在可視化背景下實現溝通決策，為各環節工作推進提供便利。②通過BIM技術可以在項目初始階段發現并解決碰撞問題，提高施工質量與效率，同時減少時間及成本投入。例如，建筑工程的管線布置往往比較復雜，進而導致管線碰撞問題的出現。借助BIM模型的實時定位功能可以幫助相關人員獲知管線碰撞情況，避免圖紙設計中存在管線碰撞問題，減少了不必要的變更成本。③在BIM技術的支持下，可以對一些復雜操作進行模擬，包括節能模擬、日照模擬等，同時構建相應的三維模擬模型確定最佳施工方案[2]。值得注意的是，在三維模擬模型基礎上還可以進一步增加時間、造價等維度實現四維、五維模擬，為建筑建設智能化工程進度、造價管理提供便利。④BIM技術可以針對項目工程的實際情況提供相關項目信息，幫助技術人員了解施工規則及構件基本屬性[3]。隨著建筑智能化管理的應用，其復雜程度也在逐漸升高，而借助BIM技術可以使項目優化成為可能。例如，通過BIM技術獲取項目投資與回報信息，在此基礎上選擇最佳設計方案并對施工方案進行針對性優化，達到降低項目成本的作用。⑤BIM技術的應用可以為建筑工程制圖提供便利，在完成模型構建后可根據要求導出立面圖及平面圖。⑥BIM技術不僅可以實現三維模型展示，還可以對相關工程信息加以描述，包括材料規格、生產廠商等；還可以將建筑工程實際進度情況同進度計劃之間進行對比，分析存在差異的原因[4]。⑦對建筑工程項目全壽命周期來說，BIM技術可以確保各階段的建筑信息保持一致，同時可以根據項目推進情況對相關信息進行自動實時更新。⑧BIM模型中各構件都具有一定的參數限制，技術人員可通過模型獲取各構件之間的邏輯關系，若對某一構件參數進行修改，BIM模型可自動實現其他構件對應參數的調整。這不僅可以提高建筑工程設計整體效果，還可以減少設計人員工作量。

3 BIM技術在建筑建設智能化工程中的應用實踐

3.1 工程概況

某大型公用事業建筑工程項目位于市中心，占地面積為82000m2，建筑高度為60m，工程施工周期為660d。本項目施工內容包括地上13層以及地下3層，涉及配套商業建筑、辦公區域、車庫設備間等。本工程規模較大、工期計劃緊張，且施工現場具有大量的機械裝備，為達到相應的質量控制目標，決定通過BIM技術實現智能化工程管理，通過先進的技術手段為建筑內部質量與后期維護效率提供保障。

3.2 設計階段應用

站在整體角度來說，BIM技術在工程設計階段具有顯著優勢。首先，通過BIM技術的可視化功能可以直觀地將建筑工程外觀與內部結構進行展示，設計人員可在第一時間針對管線碰撞等問題進行調整；其次，相較于以往的靜態效果圖，BIM技術可通過立體模型實現場地分析，幫助設計人員對施工現場進行實地勘察，建立三維模型對地質、交通、環境資料進行統計分析，實現對施工場地的科學規劃與布局；再次，考慮到建筑工程結構的復雜性，通過BIM技術可實現參數化設計方法對設計方案進行輔助設計，通過對建筑形體進行參數修改來加強建筑結構把控，提升設計方案的科學性與合理性；最后，可以通過BIM技術進行建筑工程性能分析，控制安全、布局等參數對建筑工程性能的影響，進而在BIM技術支持下對相關參數進行綜合系統分析，并及時對與施工要求不符的參數進行修改，提高設計方案質量。

結合本工程的實際情況來看，由于部分施工應用了鋁模板支撐技術，完成構件、模板生產后設計變更成本較高，因此借助BIM技術可視化功能進行設計分析，對不合理節點進行有效調整。具體來看，BIM技術針對鋁模板支撐技術的應用主要包括以下幾方面：①預制構件設計。設計人員根據設計圖紙進行單元模塊BIM建模，圍繞預制構件安裝與拆分要求，借助BIM技術進行過程模擬并對預制構件類別加以優化，實現標準化模塊生產，避免后期產生不必要的設計變更導致成本增加。②鋁模板設計。完成預制構件設計后，設計人員可通過BIM模型對支模體系進行確認并實施鋁模板深化設計，有序完成墻體、門垛、過梁等部分的施工工序，并同主體結構一起進行整體澆筑。③管線綜合。通過BIM技術的可視化功能可以直觀展示管道類型及空間排布情況，還可以借助BIM防碰撞檢測功能對管線交叉碰撞問題進行檢測并修正圖紙，減少返工現象的出現。

3.3 施工階段應用

施工階段可通過BIM技術搭建BIM協同平臺，為技術交底、進度管理、質量管理、安全管理、成本管理等提供技術支持。

3.3.1 可視化技術交底。利用BIM技術的可視化特性，可將其應用于復雜技術交底中，通過BIM模型完成建筑工程整體的動態展示。相較于傳統圖紙設計，設計人員與施工人員可以更直觀地了解關鍵工序與施工方法，避免出現技術交底不清晰等問題。

3.3.2 工程進度管理。將BIM技術應用于工程進度管理中是將施工進度計劃與BIM模型關聯，對工程進度模擬展示。在此基礎上，在進行智能化工程施工過程中，還可以通過BIM技術對各部門進行合理協調，實現對施工進度的動態管理。通過BIM協同平臺可以查詢材料、人員、設備等資源配置信息，以更好地實現施工進度管控[5]。

3.3.3 工程質量管理。建筑建設智能化工程質量管理可劃分為以下幾方面：①數字化施工。施工期間，借助BIM技術進行精準的管線及設備定位放樣，并對結構完成面進行復核。②可視化測量放線。基于BIM技術精準確認土建結構，減少返工問題的出現。③施工驗收輔助。對管線、設備安裝的水平度、垂直度等進行檢查，借助BIM測量機器人對墻體平整度、垂直度等參數進行測量驗收。

3.3.4 工程安全管理。在開展建筑建設智能化工程施工期間，應確定明確的安全施工指標，確保施工管理工作的有序推進。在此期間，施工單位可以BIM技術為基礎創建施工安全指標，掌握各項信息數據之間的密切聯系。通過BIM技術創建建筑三維模型可實現對各項數據的優化改良，明確施工過程中可能出現的風險，若一項數據出現變動，其他數據也可以實現對應調整。

3.3.5 工程成本管理。利用BIM技術進行成本管理也就是將成本管理數據輸入到BIM模型中實現協同管理。與建筑工程成本相關的數據信息包括施工圖紙、進度方案、預算文件等，進而通過BIM模型圍繞各施工范圍及對應施工進度進行多維度計算，將數據從系統中提取出來得到具體的工程量，并充分發揮BIM技術優勢實現成本優化控制[6]。

3.4 交付階段應用

智能化工程竣工后，交付環節中也可以應用BIM技術。交付階段需要進行交付文件編制、工程質量檢測等工作，運用BIM技術有利于為相關工作提供便利，提高建筑交付環節效率。與此同時，在BIM技術的應用下，可以對智能化建筑相關數據進行采集，并作為建筑工程質量檢測的依據，更直觀地將整體建筑結構及建設狀況展現出來。值得注意的是，通過計算機技術取代以往的人工計算，可以大大提高計算效率與精確性，避免計算失誤。給建筑交付階段帶來不利影響。

4 結束語

綜上所述，BIM技術已經成為建筑建設智能化工程管理的重要組成部分，對提高管理質量與效率起到積極作用。在工程實踐中，技術人員及管理人員應增強對BIM技術的重視，將其應用到設計、施工、交付等各個環節中，充分發揮技術優勢，不斷提高建筑工程智能化管理水平。借助BIM技術的可視化協同功能，可為工程質量、進度、成本、安全管理提供支持，為經濟效益與社會效益的有機結合提供保障。