BIM技術在建筑工程深化設計及施工管理中的應用

張隆博

（大連職業技術學院（大連廣播電視大學），遼寧 大連 116000）

隨著經濟的不斷發展，我國對基礎建設的投入越來越大，這也促進了我國建筑業的迅速發展。當前，建筑行業的競爭日益激烈，傳統工程施工管理手段已經無法滿足現階段企業的要求，如何控制工程實施過程中的成本，使企業獲得最大的利潤，是企業關注的重點。BIM技術的提出和在建筑行業中的應用，解決了傳統建筑企業施工管理方法存在的問題，適應建筑企業長期發展需要。在工程管理中，應用BIM技術可實現對海量數據的高效處理和管理，實現了項目設計的信息化和集成化管理，有效提高項目建設的效益。

1 當前建筑業項目實施過程中存在的問題

1）我國的建筑工程裝配式結構、模板、鋼結構、幕墻等深化設計工作主要以以二維圖紙為主，三維圖紙尚未普及。目前，這些工程的深化設計工作主要依靠手工完成，設計人員重復工作很多，安全驗算和施工圖繪制的工作繁重。傳統的CAD時代雖然也出現了諸如ZDPC、PKPM、Tekla等這樣的輔助深化設計軟件，但是在工程中的應用并不廣泛。加工、算量階段由于圖紙主要是CAD繪制的二維圖紙，對工作人員的工程圖紙的識讀能力有較高的要求，因此很多工作人員過于依賴現有的一些工程軟件，無法及時發現在本工作實施之前甚至是在設計階段中應規避的問題，有時會造成嚴重的進度拖延和費用損失，甚至引發質量問題。

2）項目建設準備階段需要大量的采購。在采購過程中，容易出現多采購或少采購的情況。多采購會造成項目的浪費，導致項目的額外支出，而采購少會影響施工進度。此外，在項目實施階段，經常根據實際建設情況對項目進行調整。這種調整可以是施工方案的調整，也可以是具體施工工藝的調整。但是，無論是什么原因，都需要相應的方案和過程論證，如果按照傳統的施工管理手段，進行論證就需要花費大量的人力物力，這不僅會增加項目，而且會花費大量的時間。

3）建筑工程在生成過程及施工過程中，為了提高生成效率，在深化設計過程中，將很多構件設計成大小和形狀都相似的小構件，這就造成了一個構件的施工過程中，連接點非常多并且每個小構件位置的確定比較困難，一旦連接錯誤往往只有到構件整體完成后才能發現，返工工作量很大。施工現場一般情況下只有傳統的二維圖紙，在結構形式相對簡單的工程中使用，對于大多數的施工技術人員和工人來說還是比較適用的。但現在的超高層建筑往往都是結構形式比較復雜的，外立面造型比較奇特，建筑內部各種機電設備眾多，造成這一類建筑進行施工時，尤其是建筑復雜節點位置定位、各專業管線的排布要求都比較高，僅靠二維圖紙進行施工交底，對參與交底的各方人員的要求極高。

2 BIM技術在建筑工程中應用的特點分析

2.1 信息化應用效果

BIM技術利用統一標準對建筑物信息進行描述，并進行有效的信息交換，可減少前期設計錯誤，降低信息安全風險和成本。其次，BIM技術有可視化、直觀性的特點，使建筑描述變得通俗化、三維直觀化，能幫助施工人員直觀地了解施工成型方式和預期效果。此外，BIM技術具有三維呈現的特點，能夠準確呈現建筑結構和內容，利用BIM技術使信息傳達更準確。

2.2 提高計算速度和計算精確性

BIM模型具有信息存儲和信息計算的功能，在模型中的所有組件包含組件類型、性能和價格等不同信息數據。在企業決策中，以項目的實際情況為依據，將項目的所有數據輸入到BIM模型，并保存在成本計劃中，以獲得最終項目的成本。其次，可以改變BIM模型中構件的屬性，及時更新工程動態，保證所有有效數據不發生變化［1]。另外，工程變更也得到了一定程度的控制。在整個項目中，BIM可以提高信息計算速度，更合理地調整成本，更好地控制項目建設。

2.3 可利用BIM修改圖紙

BIM技術具有可視化和模擬化特點，使得其在建筑結構設計中可以發揮圖紙修改的功能，比如通過對模型的修改，可以在圖紙中自動反映相關功能，這樣設計人員就無需花費其他時間和精力用在對施工圖紙的修改上［2]。

2.4 利用BIM技術協同設計

在建筑工程施工過程中涉及的人員、材料設備眾多，且對技術要求越來越高，這時為保證各專業和各系統之間能很好地配合起來，就必須做好專業之間各成員、多專業之間和各系統之間的三維協同設計工作，可有效減少圖紙失誤，提高設計工作的效率和質量。

3 基于BIM技術的建筑工程深化設計、施工管理中的應用

3.1 BIM技術在深化設計中的應用

BIM技術在深化設計時，主要是明確設計方案內容，包括明確施工主要內容和技術要求、施工工序、對緊急情況的應對等。結合所有這些參數進行仿真模擬并預期施工效果，對施工中可能出現的問題進行分析并及時改正。在初步設計后利用BIM技術進行審核，可視化的功能幫助設計人員直觀形象地發現設計方案中存在的不合理支持，并做出優化以減少后期設計變更及其帶來的一系列問題。在深化設計中的應用，主要是利用BIM技術完成對建筑結構抗震性能、保溫性能等使用性能的綜合分析，并根據分析結果合理選擇施工材料，明確荷載系數，及時發現設計中存在的不足之處并加以改正。在關聯性結構分析方面，是利用BIM技術進行建筑結構的仿真模擬，從而反映出施工各環節間的關系并做好協調工作。在完成深化設計后，要做好對設計各細節部分的檢查和審核，盡量避免設計方案中的不合理之處，從而可減少后期的設計變更。這樣做不僅可以保證質量而且還能控制工程造價。利用BIM技術進行后期設計檢查和檢驗時，必須緊密結合設計方案，對其中的各參數進行整合分析形成數據庫，同時利用BIM技術做好隱蔽性項目、重難點和復雜節點設計的檢查，判斷施工技術、施工材料選擇是否合理。

3.2 BIM技術在施工管理中的應用

第一，利用二維碼技術，將模板、鋼結構構件等實物與模型進行編號、一一對應，搭建施工數據分析模型。搭建BIM施工協同平臺，將交底、模型等內容上傳，通過二維碼技術實現全現場施工三維可視化實時交底。利用BIM技術的可視化、參數化功能，制作工虛擬樣板，樣板可以全方位立體展示各個節點。制作施工流程動畫，可以直接指導現場施工。將虛擬樣板及施工流程動畫，上傳至云端平臺，通過二維碼技術和移動終端平臺，實現現場隨提取隨查看，達到實時交底的目的。

第二，在現場安裝前運用BIM軟件對施工過程尤其是施工重點、難點部位的施工方案和施工工藝進行模擬，監理、設計、施工單位等參建各單位再結合自身的情況將自己的意見發布到協同工作平臺上，各方再進行協調溝通，確定最終的施工方案。

第三，現場施工過程中，相關管理人員實時記錄實測實量數據，對出現問題的部位提前進行預警，直接從模型中提取相關構件的制作參數，及時發送給廠家進行生產，及時更換有問題的構件，避免出現施工質量問題。利用Revit的出圖功能，將三維模型轉化為傳統的CAD圖紙，方便形成紙質文件進行歸檔工作，此外還可以方便不具備BIM技術軟件操作的施工技術操作人員參與到工作中，對施工方案提出意見，并進行修改。

第四，總承包單位一般采用橫道圖或網絡計劃圖表示施工進度計劃，由于專業要求較高，可視化程度卻較低，無法清楚地表示出工程施工進度以及各工作間復雜的邏輯關系［3]。可以利用BIM軟件，進行施工模擬并對實際施工進度進行檢查，找出影響工期的關鍵工作，對關鍵工作嚴格控制，確保工期。

4 結語

綜上所述，BIM技術在建筑工程中有著良好的發展前景，利用BIM技術的可視化、信息化、可模擬等特點，在建筑工程中的深化設計、施工管理等過程里發揮著重要的作用。在未來應進一步深入研究BIM技術，將研究成果應用到建筑工程各過程中，推動建筑行業的發展。