淺談BIM在建筑工程施工中的應用及研究

【摘要】BIM技術在工程建設中具有重要的實踐意義。本文著重介紹了BIM技術在實際施工中的具體應用及其與傳統的施工技術相比較所具有的獨有優勢。

【關鍵詞】BIM技術;施工進度;動態監控

1、BIM在施工過程中的獨有優勢

1.1可視化

BIM的可視化技術是應用三維實體繪制技術和三維渲染等技術，將平面上的二維線性構件呈現出來，并將施工圖紙轉化為極其逼真的動態模型。將以前難以想象的圖形進行可視化呈現，同時將連續構件進行交互的反饋操作，使整個建設項目不僅達到視覺上的可視化，而且在整個設計和運行過程中都可以形成可視化。

1.2信息共享、協調和互動

BIM利用計算機提供的數字模型，為參與者提供一個共同監督、使用數據、協同工作、發現問題和解決問題的平臺。BIM模型集成了建筑物的所有相關信息，并有一套完整的設計文件。它能夠承載各種圖形，并能處理與施工有關的數據和信息，特別是能夠支持施工項目中的各種計算，系統中輸入的信息可以在平臺上由各部門共享，實現信息的共享、協調和交互功能，從而大大地提高了整體的工作效率。從項目開始到設計、施工、運營，所有的甲方和乙方都可以通過BIM隨時了解到項目的進度，在項目的每個階段都進行提前溝通，配合有關部門的規劃，提前制定計劃方針，并能保證在有效的時間內不斷修改并完善施工方案，實現了方案的最優化設計，同時滿足了不同參與部門的意愿，使建設項目的施工質量得到了大幅度的提高，確保施工項目能夠保質保量地完成。

1.3優化性

由于建設項目的特殊性，一個微小的錯誤就可能導致整個項目毀于一旦，這是一個非常嚴峻的考驗，這就要求建設項目的制定必須嚴謹，而傳統的手工測量數據，計算的結果不可避免地存在各種各樣的偏差。在傳統的建筑施工圖設計過程中，結構工程師首先在二維圖紙上完成整個工程的結構設計，然后獨立設計暖通、消防、給排水、電氣等各個項目，并把他們呈現在一個共同的結構圖紙上，最后直接把所有的組件放在一起，但是這樣很容易產生設計不一致的結果，出現這種問題時，正好可以運用BIM技術解決。利用BIM技術建立的模型，可以直接找出設計中的空間位置碰撞問題，及時對施工圖提出合理化的建議，形成修改方案，最終修改施工圖。

2、BIM在施工中的具體應用

2.1虛擬仿真建設

BIM可以在虛擬的計算機中完整地顯示未成形的工程，通過相關技術人員的操作，顯示施工的整體過程，進行施工模擬工作，可以顯示出工程實際的施工效果圖，將梁、板，柱等結構及各專業管道的空間在計算機上進行立體顯示，根據不同的工程環境和特點，為施工項目提供最優化的建議，可以明顯地提高圖紙的可操作性。在施工前，BIM技術將靜態的平面信息通過計算機進行合理地轉換，在室內形成直觀的三維模型，通過指令操作完成對實際施工狀態的高仿真模擬試驗，模擬施工的重要過程和核心技術，在仿真的過程中，BIM利用信息數據庫確定施工的關鍵節點，并逐一還原具體施工的操作過程和最終施工效果圖。不僅如此，該技術還可以識別施工圖的缺陷，并提供優化方案，保證施工工藝的可行性。

2.2施工進度及控制

BIM模型在成本方面已經相當成熟。從目前的發展趨勢來看，將BIM技術應用于施工的全過程管理，即將BIM技術與項目管理知識相結合，控制施工的整體進度，是工程領域的一個主要研究方向。施工進度控制包括工程工期控制和整個工程的質量控制，在保證質量的前提下，盡量縮短工期。這就要求在施工過程中，施工的人員必須及時掌握施工進度的相關信息，為實際的計劃進度的對比提供數據信息，技術人員能夠及時發現問題，并解決好相關的問題。在進行項目進度管理前，施工方將根據合同的要求、施工條件和設計方案，如甘特圖、網絡計劃圖等等，合理制定施工的進度計劃，這些傳統的方法缺乏動態調整的可控性，基于構件的進度控制很難計算，在實際運行中往往不能真正地發揮作用，BIM技術的施工仿真技術可以在原有三維模型的基礎上增加進度維度，形成獨特的4D模型，并在計算機上同時顯示曲線圖、柱狀圖和模型仿真，進行對比分析，幫助用戶確定不同時間節點的計劃工程完成程度，并應用于實際施工中。施工人員將比照BIM計劃，現場實際完成的工程能清楚地掌握工程的實際實施情況，及時調整施工進度。而BIM的兼容性也允許接受圖紙和施工外部因素的變化，自行改變施工進度，為施工方提供最佳的施工方案，減少大量的人力和物力，保證施工的整體進度。

2.3施工期資金和物資的動態監測

在傳統的施工中，借助人工計算資金，材料的使用不僅費時費力，而且不準確。此外，原材料市場價格波動大，國家福利政策隨時變化，材料價格參差不齊，沒有時效性，因為數據波動性大，往往無法對建設資金做出非常完整的計劃，影響到實際工程的效益。BIM技術將具體的工程量數據、工程造價和材料造價加入到BIM造價信息中心數據庫，建立施工現場的三維模型數據庫。在BIM信息平臺下，根據實際的工程進度計算指定節點的工程量，分期計算工程量，方便短期工程結算和使用。平時也可以隨時用各種電子或移動通訊設備追蹤到施工現場，隨時掌握工程的資金占用和材料使用情況，掌握主要工程的進度，避免盲目施工，影響施工進度。還可以實現動態地監測技術，為現場提供準確、直觀的施工指導，控制人員的成本，為了降低成本，避免資金鏈斷裂或物資供應不足等問題。而在實際的施工中，管理者可以看到整個工程分包的動態成本變化示意圖，實現復雜工程施工預算的計算、檢查、調配和分析，并根據數據及時調整施工方案。

結論：

BIM技術在工程施工階段的應用，在很大程度上提高了工程建設的質量和效率，解決了傳統施工中存在的不足和缺陷，極大地促進了整個建筑業的進步。各施工單位要更加重視BIM技術，注重它的實際應用，培養掌握BIM技術的人才，提高BIM技術在施工中的效益。

參考文獻：

[1]周春波.BIM技術在建筑施工中的應用研究[J].青島理工大學學報，2013，2，28.

[2]荀楊.BIM技術在項目進度管理中的應用研究[D].長春：長春工程學院2018，12，28.

作者簡介：

舒炳霞（1984-）男，安徽池州人，本科，工程師，研究方向：房地產項目管理（裝配式施工、綠色建筑、BIM、房地產現場施工管理）。