基于BIM技術的建筑工程設計管理研究

李巖斌

摘 要 在國營建筑企業于產權結構、治理機制層面不斷深化改革和私營建筑企業不斷涌現的背景下，這一勞動密集型與管理密集型產業利潤率持續走低、“僧多粥少”之現象愈加嚴重、且相對較低的入門準入度使以往所制定的內部管理機制之效能被削弱、建筑市場由良性競爭轉向建筑工程管理混亂的惡性發展，其問題主要體現為：產權結構單一、產業結構單一、經濟效益不佳、人才流失嚴重、信息化管理落后等;科學技術是第一生產力，通過在大型建設項目的管理過程中引入當代最先進的科學技術——計算機與網絡技術（如BIM技術），并增大其應用范圍和深度，不僅可以有效攻克上述問題，且可以提高建設效率和建設項目的整體管理水平，還能有效地減少建筑工程事故、降低管理成本、提升管理水平?；诖?，為明晰BIM技術在建筑全壽命周期中的運行機制與邏輯，本文將對BIM這一工程信息交換和共享的平臺做出分析。

關鍵詞 建筑工程 工程管理 BIM技術

中圖分類號：G20 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2020）02-0047-02

這一于21世紀初提出、且廣泛應用于建筑學、工程學等領域的新工具BIM即建筑信息建模（Building Information Modeling），是一種新興的、信息集成化程度高、可實現持續發展的建筑設計方法，其既是技術、亦是一種基于建筑工程全生命周期（項目策劃、項目協同、工程設計、建筑規劃與建造、建筑設計與施工管理、銷售招商、運行維護）的管理方法，亦是綠色建筑技術的支撐，BIM技術的全生命周期性、所見即所得特點、協調性、模擬與優化特征使其已經成為建筑工程管理的主要應用技術之一。

1 BIM技術的概念與內容

建筑信息模型技術（BIM）的理論基礎源于哈林頓博士提出的計算機集成制造系統（CIMS）與基于產品數據管理（PDM）、產品模型數據交互規范（STEP）的產品信息模型，其是對工程項目的數字化表達，即工程項目設計與規劃、工程項目施工、工程項目維護與運營等方面均是在可視化、三維視場的環境下完成的，達到了“所見即所得”式的便捷與高效，且從工程項目的項目策劃到項目協同、從運行維護到技術模擬（日照模擬、緊急疏散模擬）都可以通過BIM進行全方位的設計。可見，對于業主、設計方和施工方來講，BIM都將發揮重大的作用。其次，BIM具有更好的設計協調性[1]，在BIM技術的實際應用中，其可以對建筑項目全生命期的數據、資源及動態的工程信息進行有效的整合、分析和創建，從而建立建筑信息模型，包括建筑信息、建筑材料信息、施工信息等數據類型。再次，BIM技術具有仿真性的特點，其可進行節能模擬等，這對建筑工程的項目管理、成本與工期的控制起到了非常重要的推動作用。

2 BIM的應用價值

2.1 信息化項目管理

在傳統的建設項目信息管理中，多采用紙質媒體進行信息傳遞，存在諸多弊端。不僅信息傳遞效率相對較低，而且由于信息傳遞環節較多，經常出現信息失真、信息不準確、信息故障等情況，影響了建設項目信息數據管理的質量。將BIM技術應用于建筑項目信息化管理[2]，首先可以在實踐中優化工程設計管理模式，可以實現項目各參與方協同工作，逐步降低成本;其次，有助于提高工程設計可持續發展效能、優化管理的信息化水平、實現項目信息集成化程度與各參與方信息共享;再次，其可將項目策劃、文案設計、初步設計等各環節相聯結，并使海量工程量信息依據時空維度、實際需求、專業屬性及狀態信息、構件類型等的不同進行匯總、解構與分析、對照，這為造價管理、工期管理、運營管理、工程進度款管理等提供了決策依據，實現了建筑工程信息數據在相關管理工作中的高效利用，并在建筑工程實踐過程中提高經濟效益和社會效益、有效地避免傳統建筑項目信息化管理的弊端;最后，通過BIM下的Revit、Bentley建筑、結構、設備系列，可以提升建筑工程設計協調性、實現各種建筑工程管理信息集成和共享、以便參與者可以快速獲得所需的建筑工程管理信息、及早進行沖突碰撞檢查、避免各自為戰而造成的沖突，提高了項目信息管理的效率和質量。

2.2 智能化工程設計

BIM作為工程信息交換和共享的平臺具有較強的智能性、可出圖性等，管理者通過BIM軟件[3]，通過ArchiCAD等BIM核心建模軟件與4D模擬可將建好的BIM模型作為二次渲染開發的模型基礎;將BIM應用在算量中[4]，可為企業制定精確人材計劃、實現限額領料以控制用料和減少物流和倉儲等環節的浪費，且通過模擬施工，對三維模型加項目的發展時間進行模擬，可以實現對項目成本控制與其風險的有效管控，大大減少建筑工程的質量問題與安全問題，為復雜項目的優化提供了保障。

3 應用BIM技術的必要性

建筑工程設計管理的好壞與工程設計的質量相連接，其是解決生產與質量脫節、平衡人力資源、協調工作、提高可視化決策能力與全過程運營管理水平、實現對生產的統一組織和調度、確保項目可以依據標準開展、質量得到保證、成本得到控制的關鍵[5]。引入基于全生命周期管理的、由Autodesk公司開發的建筑信息模型技術可為建筑工程設計管理搭建便捷的溝通平臺、提高建筑行業的生產效率，保證設計質量。BIM技術以協同性、模型信息的完備性、模型性、智能化、數字化、可視化為建筑工程的質量和安全提供了必要的保障。

4 BIM技術的應用

4.1 BIM技術在項目規劃設計中的應用

在傳統的建筑項目規劃設計中[6]，其常采用二維建筑模型設計方法，與傳統的二維圖紙不同，BIM設計方法是三維、甚至三維以上及更多維度的設計，其主要以施工方的規劃要求為中心，以設計與管理一體化為基準，以提高部門的生產組織能力為要點，以經理管好項目、提高人員效率、縮短工期、保證質量等為目標，并由設計師進行整體的精細化處理。由于傳統的二維建筑模型設計方法的可視化和協調性效果較差，使得二維建筑模型在多算對比、有效管控、快速算量、精度提升等方面效果相對較差，而BIM技術是基于二維建筑模型設計方法將設計與管理一體化，其對規劃和設計方法進行了有效改革，所以建筑工程可以在BIM技術軟件和技術理論的支持下將建筑、結構、水、暖、電等圖紙資源轉化為直觀的三維模型，實現協調性優化，所見即所得。

4.2 BIM技術在工程造價管理中的應用

BIM技術在工程造價管理中的應用主要是基于BIM5D關聯數據庫[7]建設相應的BIM工程模型，其可為企業制定精確的人材計劃，實現限額領料，為消耗控制提供有效支撐，大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費;對于復雜程度較高的建設項目管理環節，我們可以通過BIM模型的節點數據仿真得到各節點的建設成本需求，從而根據節點所反映的成本數據信息制定合理的建設項目成本管理計劃。

4.3 BIM技術在工程施工管理中的應用

在實際建筑工程的施工過程中[8]，BIM技術模型可以用來模擬各種技術化環節，包括日照模擬、緊急疏散模擬、施工進度的模擬、仿真等，通過模擬數據，BIM模型可以全面、仔細分析、優化工程設計，做更多更好的優化、精確計劃、減少浪費，如通過BIM的協調服務可在項目實施前期進行管線布置與結構構件等的碰撞檢查，然后在可視化的狀態下做出變更，找到協調與補救措施，最后生成協調數據，這樣可以有效減少損失和返工的可能性。此外，工程項目管理過程就是一個不斷優化的過程，通過BIM技術可以對合同計劃與實際施工的消耗量做出更好的優化，對分項單價、分項合價等數據進行協調和模擬，實現對項目成本風險的有效管控，使復雜的建設項目可以變得清晰，實現施工質量、安全等方面的提升。

5 結語

綜上所述，與傳統的二維、三維設計技術相比，擁有四維（空間+時間）特征的BIM技術在協同設計、異構工程數據一致性調和、優化全局共享方面的優勢更加突出，關注基于BIM的建筑工程設計管理，提高相關管理工作的信息化水平，可以有效應對信息時代背景下的形勢變化，有效解決建設項目管理不同階段的信息溝通問題，實現項目各參與方協同工作、動態集成管理及施工過程的可視化模擬，保證建設項目管理信息數據的準確性和完整性，實現建設項目生命期總成本精準預測和控制，減少因各種建筑工程管理信息溝通不準確而造成的效率低下和斷開的問題，使管理工作更合理，增強了建筑工程設計管理效能。

參考文獻：

[1] 尹航.基于BIM的建筑工程設計管理初步研究[D].重慶：重慶大學，2013.

[2] 榮華金.基于BIM的建筑結構設計方法研究[D].安徽建筑大學，2015.

[3] 易曉園，劉釩穎.基于BIM技術的建筑工程設計管理[J].經營管理者，2014，34：360.

[4] 尚其偉.基于BIM的建筑工程設計管理初步研究[J].居業，2015（18）：39-40.

[5] 董萬林.BIM在建筑工程運營管理中的應用與發展路徑[J].商品與質量，2017，02（07）：45-46.

[6] 李樂佳，王赟鈁.BIM技術在現代建筑工程項目管理中的應用[J].住宅與房地產，2018，02（10）：113.

[7] 趙笑男.BIM技術在建設項目中的應用[J].項目管理技術，2019， 04（06）：75-79.

[8] 楊麗麗.BIM技術在建筑工程管理中的應用[J].化工管理，2018 （09）：55-57.

沈陽理工大學 藝術設計學院，遼寧 沈陽