BIM技術在建筑工程管理中的應用

楊 旭（山東頤養健康集團華新地產有限公司，山東 泰安 271000）

在建筑工程項目施工中，管理工作效果會直接影響施工質量與效率，同時還會對施工成本產生較大影響。由于施工管理內容復雜，要求協調控制施工材料、進度、成本等，同時，還需強化施工技術控制，才能達到預期的管理效果。在工程管理中，BIM技術起到了重要作用，通過合理應用BIM 技術，不僅能夠提升管理水平，還可降低管理成本。因此，對BIM技術在建筑工程管理中的應用進行深入研究意義重大。

1 BIM技術在建筑工程管理中的應用優勢

BIM技術在建筑工程管理中發揮著關鍵作用，在進度管理、成本控制、質量提升和安全管理方面優勢顯著。通過創建BIM 模型，管理者能夠有效規劃和跟蹤項目進度，監控實際進度與計劃進度之間的差異，及時識別實際施工與計劃方案之間的偏差，并做出必要的調整，從而確保項目按時完成。在成本控制和預算管理方面，BIM 可提供更精確的成本估算工具，預測所需材料的數量，幫助項目團隊更好地控制成本，避免不必要的資源浪費。此外，在BIM技術實際應用中，通過模擬分析和設計驗證，能顯著提高建筑工程的整體質量，同時，還可發揮可視化功能，便于工程設計、施工管理人員發現項目結構設計、施工方案方面的不足，并在施工前進行修正。除此以外，通過應用BIM技術，能夠識別施工過程中的潛在安全風險，并輔助制定有效的安全計劃，在項目建設之前，可預先模擬不同的施工場景，可顯著減少現場事故和傷害，確保現場施工人員和施工環境的安全[1]。

2 BIM技術在建筑工程管理中的應用要點

2.1 進度管理

在建筑工程管理中，運用BIM技術，可提升施工進度管理的效率和準確性。可實時更新和監控工程進度，利用三維可視化模型，管理者能夠更為直觀地跟蹤每個施工階段的完成情況。BIM還能提前識別可能導致延誤的因素，如設計變更或資源分配問題，從而及時采取措施，預防延誤。另外，還可優化資源分配，包括勞動力、材料和設備的規劃，以確保項目按計劃進行。在施工中，合理使用BIM技術，可促進項目團隊之間的溝通和協作，通過共享和討論同一模型，提高決策效率。

2.2 質量管理

管理工程項目施工時，使用BIM技術，可對施工質量進行嚴格控制。BIM可提供詳細的三維模型，使項目團隊能夠在施工前進行全面的設計審查和驗證，有效識別和解決潛在的設計問題，并在項目早期階段發現和解決設計與施工中的沖突，例如在空間方面，識別并解決管道與結構之間的沖突，從而預防質量問題。BIM還可模擬各個施工環節，便于團隊更合理地規劃施工步驟，減少錯誤。另外，該技術基于設計、施工和材料信息，為質量控制提供相同的信息源，有利于記錄質量控制活動。實時監控和反饋，使得團隊能夠及時調整和糾正問題，確保項目建設能夠滿足質量標準[2]。

2.3 安全管理

項目團隊通過應用BIM，能夠在施工前進行細致的安全規劃，模擬不同施工階段的場景來預測和預防潛在風險，并且還可用于安全培訓，使用三維模擬展示安全協議和程序，讓工作人員更加清晰地理解和遵守安全規范。與此同時，BIM 能夠集成現場監控系統，實時監控工地狀況，及時識別和應對潛在的安全隱患。緊急情況下，BIM模型提供的關鍵信息能夠幫助管理人員快速有效地處理危機。另外，BIM 可協調施工活動，減少現場擁擠和混亂，提高整體安全水平，其精確性還能減少人為錯誤，降低事故風險發生率。

3 BIM技術在建筑工程管理中的應用實例

3.1 工程概況

某檔案館建筑總面積約47500m2，屬于單體建筑結構，長112m、寬65m，高36.8m，采用框架結構，整體布局為南北走向。該項目中，地上設有6 層，其中3 層以上規劃為檔案儲存區，其余樓層設置為辦公、技術和展覽區。地下結構為2層，設置為人防工程、停車場，同時還具有辦公、展示等各種功能，屬于綜合型檔案館。在工程建設期間，主要施工內容包括幕墻作業、安裝機電、給排水系統等，與此同時，由于施工難度相對較大，為了能夠保證項目施工進度與質量，需使用BIM技術，以改善整個工程建設的管理水平以及效率。

3.2 施工管理難點

在設計過程中，建筑結構內部有多個錯層，使得建筑板面存在高度不一致的現象，在項目建設中，應對標高實施全面管控。另外，由于建筑結構具有一定的特殊性，在實際作業時應對各個施工現場進行詳細的立體布局規劃，這就對結構作業提出了更高的要求。在項目建設中，需使用較多高支模，高度最大為27.1m，梁截面最大設置為1400mm×2000mm，作業時有著一定的風險性，如果管理不到位，容易引發安全事故，并對項目建設進度、成本等產生不良影響。在項目外立面中施工中，選用玻璃、石材以及鋁板等多種幕墻材料，以展現出建筑物的文化氣質。但是，在項目建設過程中，由于施工技術、材料等方面存在著一定的差異性，在處理節點時，有可能會發生質量問題。另外，由于項目需要安裝各種機電設備以及智能系統，導致機電管道布局變得更為密集和復雜，這就對項目施工提出了更高的要求[3]。

3.3 基于BIM技術的施工管理要點

3.3.1 主體結構施工管理

在對主體結構進行建設時，由于各個區域的板面有著一定的空間落差，通過導入設計數據來構建結構模型，再應用Midas 有限元分析軟件模擬施工過程，能夠從模型中提取到關鍵位置坐標，通過采用全站儀進行持續監測，及時糾正偏差，控制標高。與此同時，在項目建設時，應用三維激光掃描技術，對結構點的云數據進行全面采集，再與模型相比較，為校正結構各項參數提供依據。

在各個樓板連接位置，采用混凝土、鋼筋組成骨架，并根據各種結構條件進行詳細力學分析，為項目建設提供可靠依據。根據分析顯示，在地面層時，外立面折線柱會出現外傾，然而在二樓會發生內傾，并形成33°夾角。在這種多段、不同傾斜角度的鋼柱構造中，對預變形進行全面分析，確保整體結構的精度定位與測量，應將四條定位線設置在柱底部位置，與下側結構柱保持對齊。在對雙墻進行作業時，需對各個施工過程進行全面模擬，保證構造柱布局的合理性以及定位的精準性。根據模擬數據表明，還需對砌體連接位置進行優化整改，保證結構施工質量。

在開展施工管理工作時，使用模型獲取各項參數，并在柱頂中心與牛腿腳位置合理設置三個測量控制點，通過模型實施全面分析，得出空間參數，再采用全站儀進行精準測量。對各個節柱進行定位時，將地面控制線作為基準線，如果構件出現傾斜，可第一時間實施校正。施工時，由于需要使用大量墻柱，因此，應使用不同等級的混凝土，通過精準定位后，采用各種顏色區分模型，以改善管理效率。

3.3.2 高支模施工管理

高支模施工時，為了改善支撐體系的監控水平，需預先制作出三維模型。依據模型開展技術交底工作，不僅可嚴格控制各個作業細節，還可防止出現安全事故。在構建現場規劃模擬圖時，需使用REVIT軟件，布置運行路線、塔吊等，能夠模擬現場條件，并明確機械操作面以及存放區域具體情況，實現動態規劃不同時段的施工時間。在Navisworks軟件中導入模型，生成動畫模擬出施工流程，從而能夠根據效果圖明確不同時段的具體施工情況。在構建高支模模型時，涉及軸線、連接件、鋼管和支頂等諸多方面，需依據搭設數值，明確不同構件方位之間存在的關聯。系統可以根據輸入的高支模面積等數據自動判斷施工所需區域，然后依據建筑的跨度和設計外觀來選擇相應的模板，并設定施工順序，同時清晰地展示各桿件安裝的具體距離。為了確保模板與支撐系統能夠準確反映實際情況，運用BIM進行詳細的受力分析，依據分析信息，可手動調整構件的各項參數，如鋼管和立桿的長度、模板的大小以及連接件的具體位置，從而提升工程的施工安全管理效率。在進行高支模作業時，由于前期施工未對構件的空間布局進行全面考量，導致后期支撐件與起墻柱容易出現質量問題。通過合理使用BIM構建系統模型，可虛擬檢查與探索各個構件的具體情況，并在模型中優化調整沖突構件，然后再對構件實施受力分析。對支撐體系實施安全檢查時，采用模擬的方法，能夠保證高支模作業計劃的合理性及精準性，降低風險事故概率[4]。

3.3.3 幕墻施工管理

此項目中，整個幕墻結構具有一定的復雜性，可利用BIM 技術全面分析立體空間中的支撐架構，并對不同施工環節的結構進行參數分析，從而能夠獲得安裝角度、材料用量等諸多重要數值，為工程施工管理工作提供支持。比如：進行石材幕墻作業時，需使用鋼制支撐對幕墻進行連接，并保持800mm的內外層距離，并在內部設計檢修通道和LED 照明系統。在幕墻的拐角處，需要使用特殊形狀的板材，并且每片板材在大小和切角上都有所不同，這就需要利用BIM 模型進行細化設計，以施工圖作為依據，通過Rhino+GH 軟件生成更精確的深化模型。通過使用此方法，能夠精確標定出每一個構件位置，從而提高幕墻安裝的準確性，為檢查龍骨的位置、檢測結構變形等工作提供依據。在施工不同類型的幕墻時，項目團隊收集到數萬個坐標點，上述信息可使用在對構件數量統計方面，并建立預制構件生產制作模型。同時，還可為鋁板、切割龍骨等模型內部材料提供數據支持，以保證幕墻施工質量，并控制工程作業量。在項目建設中，根據相關數據進行幕墻安裝以及定位工作，保證后續項目施工能夠有序進行，當材料進入現場之后，需與模型反饋信息進行全面對比，使得幕墻構件規格、型號等均符合設計標準。另外，做好幕墻施工管理工作，可有效改善工程施工水平以及效率，并保證建筑物外立面的美觀。

3.3.4 機電施工管理

機電施工時，可使用BIM技術合理設計給排水、消防等管道，保證設備安裝符合規定要求，為設備維護與運行預留足夠的使用空間。建立BIM模型時會涉及所有設備規格、安裝時間等關鍵數據，能實現對管道預留孔洞的精確定位。進行碰撞檢測時，能夠判斷不同管道位置是否出現重合的情況，促進跨專業協作，為調整管道空間布局提供可靠保障。由于風管尺寸相對較大，在經過桁架時，會接觸到臨近構件，因此，需加強設計工作力度，按照規定要求分割風管，以保證風量。將模型上傳至Fabrication 軟件，能夠傳送各種構件參數，從而建立預制加工模型，并對構件實施組裝與分段檢測，保證其符合規定設計標準。在結束風管調整作業后，采用BIM 設計全新的布局圖，并檢查所有專業管線，避免出現交叉情況，與此同時，在確保控高的前提下，還需對管線進行合理設置，確保檢修設備時留有足夠空間。在對機電管線設置進行多次核查后，制作各種專業接線圖與整體布局圖，并對預留孔洞大小與位置進行全面標記，為后續項目建設提供參考，防止由于管線問題而造成返工，有效控制項目建設質量。

3.4 施工管理效益分析

整個項目建設過程中，通過合理利用BIM 技術對施工成本進行嚴格控制，特別是在鋼筋和混凝土的使用管理方面效果顯著，降低了材料使用量（見表1）。

表1 引入BIM技術前后樓板工程鋼筋混凝土材料用量比較

從工程整體層面來看，做好施工管理工作，不僅能夠節約成本投入，還可增加企業收益。此外，利用BIM技術加大施工質量控制，使得項目能夠順利通過驗收。

4 結語

綜上所述，在建筑工程管理中應用BIM技術，創建建筑三維模型，實時更新和監控工程進度，優化資源配置，以及提前識別和解決潛在的設計與施工沖突，能夠顯著改善項目施工的效率、質量與安全性。現如今，BIM技術已成為現代建筑工程不可或缺的一部分，不僅能夠促進項目團隊之間的交流和協作，還有助于項目順利完成，確保質量和安全符合標準。隨著技術的不斷發展和應用，BIM有望在未來的建筑工程管理中發揮出更大的作用，推動整個行業向更高效、安全以及可持續的方向發展。