BIM技術在建筑施工流程優化中的研究

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2025）08-0077-03

0 引言

建筑行業涉及多個專業和環節，包括設計、施工、監理和運營等，傳統建筑施工項目管理是基于二維平面開展的，這種信息管理方式的引起了設計變更頻發、材料浪費嚴重、預定計劃難以有效落實等問題[1]。隨著項目規模的擴大和施工技術的進步，傳統方法已難以滿足現代建筑項目的需求。BIM技術的應用為解決這些問題提供了可行的方向，其核心是通過數字化和三維建模，提供了一個集成的平臺，能夠有效提升施工效率和質量。

BIM技術的應用涉及建筑工程前期的初步設計、施工圖設計、施工過程模擬以及工程后期運維等環節，以數字化與模型化的形式動態記錄了建筑工程的演變過程[2]。BIM技術作為一種數字化的建模工具，不僅能夠在設計階段提供可視化的模型，幫助設計師和業主更好地理解設計意圖，還能在施工階段通過實時數據共享，促進各方的協作與溝通。BIM可以在施工前進行詳細的規劃和模擬，識別潛在問題，從而優化施工流程，降低風險。

本文探討了BIM技術在建筑施工流程中的應用，通過分析其對施工效率、成本控制和質量管理的影響，提出了相應的實施策略，希望為建筑行業的從業者提供實用的指導，推動施工管理的現代化和智能化，最終實現建筑行業的可持續發展。

1 BIM技術基本特點及應用領域

1.1 BIM技術基本特點

BIM是一種基于數字技術的建筑設計和管理方法，它通過創建建筑物的三維模型，整合了建筑的幾何信息、物理特性和功能信息，BIM的核心優勢在于其信息的可視化和共享能力，可以使各參與方能夠在同一平臺上進行協作。運用BIM技術能夠有效傳輸和共享信息，便于工作人員創建BIM模型，應用詳細參數有效控制相關物料成本、集合信息等[3]。

1.1.1 實現三維可視化

BIM技術提供了直觀的三維建筑模型，能夠清晰地展示建筑的外觀、結構和內部布局，不僅可以展示靜態的三維模型，還可以進行施工進度模擬、火災逃生模擬等動態可視化展示。

1.1.2 實現信息集成

BIM技術能夠將設計、施工和運營階段的信息整合在統一的模型中，形成信息集成平臺，各方通過平臺進行信息交互，有效降低信息傳遞中的誤差和延遲，提高施工效率和精確度[4]。

1.1.3 實現協同工作

設計、施工和監理等各方可借助BIM技術實現協同工作，在建筑項目的全生命周期中（包括規劃、設計、施工、運營維護）整合建筑、結構等多個專業的設計信息，通過共享模型和數據來高效協作完成項目工作，施工單位根據BIM模型了解施工進度和具體施工要求，監理單位根據BIM模型對施工進行監督。

1.1.4具有模擬性

BIM技術的模擬性是按照施工組織設計方案中的順序要求，對建筑工程施工階段的施工工藝實施過程進行模擬，以便施工方分析施工組織設計以及施工工藝流程實施的可行性與合理性。

1.2 BIM技術應用領域

1.2.1 建筑設計方面

在建筑設計階段，BIM技術使設計師能夠創建詳細的三維模型，并進行各種設計分析，如光照、通風和能效分析。這種能力不僅提升了設計質量，還能在設計初期識別潛在的設計缺陷，減少后期的修改成本。

1.2.2 施工管理方面

BIM技術可以實現建筑設計的數字化管理，直觀展示施工進度，根據現場情況對進度進行調整。此外BIM模型可以進行可視化分析，通過對施工階段危險環節進行安全模擬，減少安全隱患。BIM技術還可以進行成本估算與控制，通過對BIM模型中的各種信息進行分析和計算，結合市場價格，可以估算出成本。

1.2.3 設施管理方面

設施管理所涉及的范疇涵蓋了建筑設施的整個生命周期內的運行狀態監控、維護策略制定、空間資源優化利用等多元維度。利用BIM技術可以建立設施管理的數字模型，實時監測設施的狀態和運行情況，方便地進行設備保養計劃、故障診斷、維修工單管理等，提高維護效率和設施利用率。

1.2.4城市規劃方面

利用BIM技術進行城市規劃，可以將整個城市以三維形式呈現出來，使規劃者和決策者能夠更加清晰地了解城市的全貌。通過模型，規劃者可以更好地進行土地利用分析、交通流量模擬和環境影響評估，從而做出更科學的決策。

2傳統施工流程存在的問題

2.1 信息溝通不暢

在傳統施工流程中，建筑、結構、機電等專業設計工作相對獨立，各專業設計師缺乏高效協同機制，難以在設計進程中實時交互、協同作業。這使設計成果間出現沖突，如結構布局與機電管線布置相互矛盾。設計方與施工方之間信息傳遞存在嚴重障礙，設計方案因未充分考量施工現場的實際條件，而增加施工難度。施工階段，各部門間信息交流主要依賴紙質文件和口頭溝通，缺乏統一、高效的協作平臺，信息共享極為不暢，使得決策過程拖沓且準確性難以保證，嚴重影響施工效率與項目推進節奏。

2.2進度把握失準

在傳統施工進程中，施工進度計劃的制定主要依賴項目管理者過往積累的經驗，缺乏基于精準數據模型與科學算法的分析支撐。施工計劃難以精準適配復雜多變的施工環境，極易導致進度計劃與實際施工嚴重脫節，一旦遭遇突發狀況，便會陷入被動，造成工期延誤，不僅增加成本，還可能影響項目交付的及時性。

2.3易造成資源浪費

傳統的施工管理模式中，材料、人工和機械的管理往往缺乏精細化，導致資源的浪費現象十分嚴重。材料采購通常依賴經驗進行下單，這使得庫存積壓或短缺的情況屢見不鮮。由于計劃不周或協調不足，工人和機械設備經常處于閑置狀態，造成窩工現象的發生。設計變更、施工方案不合理以及溝通不暢等因素也會引起重復施工。這些問題的疊加不僅顯著增加了工程成本，還對項目的經濟效益產生了負面影響。

2.4質量控制力度不足

質量控制是確保建筑工程達到設計標準的重要環節。傳統的質量檢測方法主要依賴抽樣檢查，弊端是難以及時發現隱蔽工程中的缺陷，從而埋下了潛在的質量隱患。材料質量檢驗的標準往往不夠嚴格，施工工藝也未必符合規范要求，這些因素共同導致了整體工程質量的下降。這不僅增加了后期維護的成本和風險，還可能對建筑物的使用壽命和安全性產生負面影響。

2.5 安全隱患大

施工現場的安全管理至關重要，它不僅關系到工人的生命安全，也影響工程的順利進行。傳統的施工流程中，安全管理措施常常落實不到位，缺乏系統性的安全培訓和全面的風險評估。安全監管主要依賴人工巡檢，對高空作業、用電作業等高風險環節的監管存在漏洞，增加了事故的風險。

3BIM技術在施工流程中的應用范疇

3.1實現協同設計與信息共享

BIM技術通過高度集成和透明的信息共享機制，打破了傳統建筑項目中的信息壁壘，提升了設計、施工和管理各個環節的效率與準確性。基于BIM技術的建筑信息平臺，使每個專業人員在同一個虛擬環境下共同工作，通過信息共享與轉換，能夠實時看到彼此的工作進展，從而實現真正的協同工作。

3.2 進行施工規劃與模擬

在施工前進行虛擬建造和規劃，通過創建三維模型，對整個項目進行可視化分析，識別出潛在的設計沖突和施工難點，如結構與管道線路的碰撞等。BIM技術可以生成4D模型，將時間維度引入到三維模型中，幫助項目管理者更好地把握施工進度。

通過施工模擬，可以在施工實際開展前虛擬地呈現施工過程，施工模擬不僅局限于建筑物模型，還可以對建筑基本功能進行模擬，如在建筑設計過程中，對于不同設計方案之間可運用BIM技術來模擬建筑的防火、隔聲、采光通風和日照等各種性能[5]。

3.3實現工程進度管理與成本控制

施工進度其在很大程度上影響到相關企業的經濟效益，在工程進度管理上，BIM模型集成了詳細的施工任務信息，BIM技術的4D和5D模型通過將時間和成本信息與三維模型相結合，為施工管理提供了強大的動態工具。通過4DBIM模型，項目團隊能清晰地可視化整個施工進程，精準關注施工現場工程管理中的各項變化。當某一階段的施工出現延誤時，項目團隊可以立即查看其他相關任務的安排情況，分析其對整體項目進度的影響，并制定合理的補救措施。

在成本控制方面，5DBIM模型將時間、空間、建筑構件以及成本數據緊密關聯。通過5DBIM模型不僅能清晰看到施工流程隨時間的動態推進，還能精準知曉每一個施工環節、每一項建筑構件所對應的成本開銷，使得施工管理者能夠對項目的財務狀況進行全面的監控和管理。

3.4實現質量管理與風險控制

BIM技術可以直觀展示施工流程，施工方、監理方可及時錄入工程質檢和安全數據，將數據與模型相關聯，可以實時查詢任意施工段及構件的施工安全質量情況，識別各個階段潛在的風險。利用BIM模型模擬施工流程，能提前發現設計缺陷，避免發生質量問題。BIM的可視化技術還能對現場機械設備的作業范圍及布置情況進行模擬，以便選擇合適的施工設備和布置方案[]。

BIM技術可以對歷史數據和行業標準進行整合，為施工團隊提供參考依據，通過對歷史項目數據的分析識別出常見的風險因素，做出相應的預判，并在當前項目中采取相應的預防措施。還可以將其與行業標準進行對比，確保施工過程符合所有的法規要求和質量標準。

4BIM技術在建筑施工流程優化策略

4.1施工前期準備

在施工前期，通過分析討論工程設計、施工流程等，制定相應的BIM管理流程和相關標準，并在后期應用中逐步細化完善。組織專業BIM團隊人員，明確人員分工，通過集成設計使各專業團隊在同一平臺上交流信息，這意味著在整個項目過程中，各方可以實時查看和更新設計信息，確保設計的一致性，減少后期施工中的變更和沖突。在施工前，合理應用BIM技術模擬多種施工工藝和施工技術，可預測可能出現的問題和風險，便于制定出更加合理和有效的施工方案。同時，將模型與施工進度安排相結合，對施工過程中出現的資源配置等風險及時進行調整[7]。

4.2施工階段管理

施工過程會受到許多因素的影響施工進度，其中包括天氣情況、材料運輸等，且設計人員所制定的施工進度與實際施工會存在一定差異。利用BIM技術對施工進度進行實時監控，根據現場實際情況及時調整施工計劃，對物料的物流管理進行優化，可保證施工所需的物料及時到位。影響施工質量的主要因素有材料、施工方法、氣候等，通過BIM技術檢查施工質量，可確保施工符合設計要求。BIM技術還能實現自然環境的模擬，降低環境的負面影響，從而避免因自然條件造成的質量安全問題。

4.3施工后期管理

在施工完成后，根據所有變更和施工實際情況及時更新其模型，更新后的BIM模型將成為后續運營和維護的基礎。BIM可對竣工驗收過程中發現的問題進行記錄，并在BIM模型中標注，方便后續的整改和跟蹤。在建筑運營維護方面，將BIM模型與設施管理系統集成，實現實時數據的更新和共享。運維人員需及時反饋所遇問題，分享運維中的潛在需求，助力開發團隊優化BIM技術。

4.4持續改進與反饋

在運營過程中，BIM可根據運營情況收集各方反饋信息，如施設備的實際運行狀況、能源消耗的監測數據等，將這些信息及時反饋到BIM模型中，可實現模型的動態更新。并可定期總結BIM實施過程中的經驗，為其他項目建設提供改進建議。建立BIM數據存檔機制，將本項目生命周期內的BIM模型數據，依據項目類型、建設階段、數據屬性等方面進行分類歸檔，可為后續項目提供數據支持。

5 結束語

建筑工程施工中，BIM技術的應用優化了施工流程，通過信息模型實現了建筑工程從設計、施工到運維的全生命周期的信息貫通，提高了施工精確度，保障了項目的施工質量水平。施工前期的協同設計和模擬、施工階段的實時監控與調整、后期的竣工模型生成及運營維護，均展示了BIM技術在各個階段的優勢。BIM技術具有十分廣闊的發展前景，將推動工程建設現代化轉型和提升，助力現行業高質量可持續發展。

參考文獻

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[2]黃慶青.基于BIM技術的建筑施工管理流程優化研究[J].城市建設理論研究（電子版），2023（20）：69-71.

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