BIM 技術在建筑施工中的應用研究

徐 偉 樂寧斌 、2

（1.同濟大學 浙江省寧波市 315800 2.寧波經濟技術開發區市政建設有限公司 浙江省寧波市 315800）

1 BIM技術概述

BIM是building information model的縮寫，即“建筑信息模型”。BIM是指以建筑工程的項目信息為基礎，構建出建筑的三維模型。BIM不單是一款建筑設計類軟件，其作用也并不局限于建筑工程建模。在實際施工過程中，BIM應作為一種信息載體或信息利用方式，貫穿整個項目的始末。BIM有別于傳統的管理模式或工作方式，是通過整合施工過程中的所有信息，將建筑施工過程推向統一、高效的精細化作業模式的一次變革。20世紀末美國最早提出BIM技術，近年的統計數據顯示80%以上的美國建筑200強企業都已應用BIM技術。我國BIM技術的發展和應用都處于起步階段，但在“十二五”規劃期間，多項重點工程應用了這一技術，如上海的中心大廈、世博館等，BIM技術已經得到國內諸多建筑企業的認可。

在施工階段BIM技術可以實現三維渲染，形象、直觀地在施工現場展示出施工計劃中的場地布置情況；BIM技術能夠對工程量進行快速計算，提高預算精度，有效預估成本造價，為施工企業提供合理的成本預算；BIM技術還能實現對施工過程的精細化管理，為管理人員提供準確的基礎數據，同時制定合理的施工計劃，減少物流、倉儲等環節的資源浪費；BIM可以通過基礎數據模擬施工過程，通過對比虛擬施工現場與實際施工狀況進行工程監督，減少質量問題和安全問題；BIM技術的三維可視化功能能夠在施工前期進行碰撞檢查，降低施工過程中出現問題的幾率，對設計方案進行優化，提供工程質量。

2 BIM技術在建筑施工中的應用程序

2.1 采集數據

應用BIM技術構建三維立體模型，需要大量數據信息作為支撐。設計人員需要親自進入施工現場進行考察，采集有用信息。這些信息包括建筑面積、建筑高度、建筑供能、樓層間距等基礎信息，施工人數、施工時間、建材運輸和存放等施工信息，以及施工開始后不斷更新的工程信息等。設計人員進入施工現場實際考察，要不斷對數據進行對比、核實，確保設計的精準度。同時借助計算機技術和信息技術，將所有施工信息錄入、儲存到數據平臺中，為BIM建模形成完整的數據庫。

2.2 調整系統結構

建立BIM數據模型后，要不斷根據實際施工情況及時更新模型數據，完善數據平臺，形成建筑項目的動態模型。BIM數據模型主要包括三個方面的功能：監督、管理施工管理系統；建立施工組織明細表；構建建筑項目的3D模型。在建筑施工過程中，要想實現這三方面的功能還需要借助計算機系統的數據儲存、統合和查詢功能。施工企業不斷將施工信息上傳到數據系統中，再利用BIM技術對施工進度進行管理，確保BIM模型與實際施工進度保持一致。

2.3 細化應用流程

BIM數據模型的建立和更新都需要整合大量施工數據，但在應用BIM技術指導施工過程時，則需要將各項數據分離。通過詳細分析每組數據，根據實際情況實現對施工過程的精細控制。首先將建材儲存、施工工序和進度、人力資源配置等信息整合到BIM數據模型中，然后協調BIM系統通過對比分析施工狀況，對每個單項施工過程進行科學安排，最終實現資源的優化配置。BIM數據模型通過設置管理權限來實現對施工過程的管理。要想在實際施工過程中發揮BIM模型的技術優勢，相關管理人員必須具備較高的專業能力和綜合素質。

3 實際應用案例

3.1 工程概述

本次工程的建筑施工面積為43.7萬m2，建筑高度為528m，樓層數為115層，基埋深度為37.3m。建筑結構采用鋼筋混凝土核心筒設計與巨型框架形結合的結構體系，鋼材總用量為12萬t。工程工期為36個月，施工設計變化較大，圖紙量大，施工空間相對較小，需要考慮各類施工構建的進場安排。

3.2 鋼結構三維模型構建

本次工程施工量大、工期較緊、標準較高，如果采用傳統的二維圖紙進行施工設計，難以形成有效管理，無法完全避免交叉施工影響，因此采用BIM技術對建筑項目進行三維建模。BIM模型能夠將鋼結構中各構件的尺寸、位置展現出來，并結合機電、土建等專業知識，對施工方式進行模擬分析。本次工程施工場地的空間狹小，會限制各類建筑材料的堆放。BIM模型提前對行車路線、施工區域、倉儲區域等進行規劃，并根據實際施工需求確定鋼平臺設計標準。初步規劃完成后，再利用BIM技術將各區域模型進行合并，并模擬碰撞試驗，尋找設計缺陷和漏洞。經過幾次修改完善后，最大程度地優化了設計方案和施工管理方案，避免了交叉施工問題，最大程度地縮短了工期。

3.3 鋼結構4D模擬施工

BIM模型能夠清晰地表達出施工工序的順序關系，有效控制施工進度。將BIM三維模型導入Naviswords系統中，在軟件系統中可以通過移動建筑模型內各結構位置或調整相關參數，對模型進行分析、調整，再通過動畫展示出施工過程，選擇最合理的施工方案，優化實際施工過程中鋼結構的安裝細節。BIM模型還可以根據實際施工情況，以動畫方式模擬鋼板墻施工流程，避免施工錯誤，有效控制施工進度。

3.4 BIM組織架構

BIM組織架構是為發揮BIM技術優勢而形成的以相關技術人員為核心的工程管理體系。本次工程的BIM的負責人同時擔任項目管理總負責人，負責指導和協調團隊工作。基于實際施工需要，下設一名協調負責人，負責協調各構架系統工作。BIM模型主要分為信息維護、模型整合與協調、施工進度與節點管理、BIM模型的深度設計等系統。在施工過程中，各系統相互協調、平衡發展，才能避免出現各類施工問題，保持BIM系統與實際施工過程的一致性。本次工程的BIM模型的深度設計系統在利用三維參數化模型進行可視性分析時，發現鋼結構存在問題，并及時糾正，避免了施工錯誤造成材料和人力的損失。

4 結論

在建筑施工過程中，BIM模型可以模擬施工過程，及時協調施工進度與建筑材料和施工人員的安排，提高施工管理效率；通過對比方案計劃與現場施工情況，能夠有效控制進場異型構件的質量，及時發現施工錯誤、交叉施工等問題，節約施工成本，增加建筑施工企業的盈利空間。本文通過具體案例分析了BIM技術在實際施工過程中的應用方法，針對我國建筑施工管理的實際需求對BIM技術進行研究，驗證了BIM技術的實用性。雖然目前國內BIM技術在建筑工程中的應用仍存在一些問題，配套軟件不完整，無法將設計方案與實際施工過程進行完全比對；缺乏專業的數據處理和整合軟件，難以構建完整的數據模型等，但是隨著相關技術的發展和完善，BIM技術必然會成為建筑施工過程中一種重要的技術手段。

[1]王春濤，陳留兵.BIM技術在建筑工程施工中的應用[J].南通職業大學學報，2015（6）：81～85.

[2]許華春，莊國強.機電工程綜合管線優化中BIM技術的應用[J].福建建設科技，2014（2）：54～55.