基于BIM技術在智慧工地建設中的應用研究

王宇鵬，楊麗軍，李靖

（中國建筑土木建設有限公司西北公司）

1 引言

建筑業(yè)的工程質(zhì)量一直受到各界的重點關注，BIM技術的應用給建筑業(yè)與施工工地帶來方便。所謂的BIM技術就是人們常常提及的建筑信息模型（Building Information Modeling），它被應用在施工建設的各階段，并且對提升工程施工速度與管理有很大幫助。

2 BIM技術及智慧工地概述

2.1 智慧工地的概念

智能化施工工地是一種新型的現(xiàn)場管理模式，主要運用于工程項目的施工設計和施工作業(yè)中的工程運作層面。全面利用現(xiàn)代信息化技術和AI技術對于工地現(xiàn)場開展的相關管理有著優(yōu)化現(xiàn)場管理系統(tǒng)的優(yōu)點，在施工過程中促進現(xiàn)場協(xié)同作業(yè)，以及完善現(xiàn)場管理，充分整合施工現(xiàn)場的各種資源，促進施工現(xiàn)場的信息共享[1]。

2.1.1 智慧工地整體架構

現(xiàn)如今，隨著信息技術的發(fā)展，推進了整個工業(yè)進程，在BIM技術的驅(qū)動下，有效解決了很多施工現(xiàn)場的遺留問題，有關工程所有的信息都可以用數(shù)據(jù)參數(shù)的方式存于BIM建模數(shù)據(jù)庫之中，并十分方便隨時讀取，不再出現(xiàn)信息滯留的麻煩，具體情況如表1所示，主要在于智慧工地現(xiàn)場信息網(wǎng)絡建設。

表1 基于BIM技術的智慧工地對于現(xiàn)有施工模式的改進

1）終端區(qū)

為完善施工現(xiàn)場監(jiān)督管理能力，全面開展物聯(lián)網(wǎng)與移動技術的應用，借助射頻識別技術、傳感器（檢測裝置）、攝像裝置、智能手機等相關終端的設備，完成了對工程施工過程的監(jiān)控、感知及相關數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)和有效采集，進一步提升智慧工地的監(jiān)管能力[2]。

2）平臺區(qū)

各系統(tǒng)中處理的復雜業(yè)務，產(chǎn)生了大量模型和數(shù)據(jù)，這對服務器的計算能力和低成本的海量數(shù)據(jù)存儲能力產(chǎn)生了巨大需求。通過云平臺進行高效計算、存儲及提供服務。讓項目參建各方更便捷的訪問數(shù)據(jù)，協(xié)同工作，使建造過程更加集約、靈活和高效。

3）應用區(qū)

應用層核心內(nèi)容應始終圍繞以提升工程項目管理這一關鍵業(yè)務為核心，因此BIM項目管理系統(tǒng)是工地現(xiàn)場管理的關鍵系統(tǒng)之一。BIM的可視化、參數(shù)化、數(shù)據(jù)化的特性讓建筑項目的管理和交付更加高效和精益，是實現(xiàn)項目現(xiàn)場精益管理的有效手段。

根據(jù)以上所述系統(tǒng)來說，智能工地云平臺就是整個智能工地系統(tǒng)的核心，它是基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下，利用云技術工程管控的平臺。借助智能站點云平臺的扶持，施工單位或企業(yè)的相關管理人員能夠輕易做到幾個完全不同的現(xiàn)場控制，同步多個終端統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，以及相關軟件的及時信息數(shù)據(jù)傳遞。

2.1.2 BIM技術

BIM技術是當前建筑工程施工過程中最為關鍵的一項科學技術之一，它主要利用相關數(shù)據(jù)信息技術，對建筑工程進行模擬，塑造模型，最終形成工程數(shù)據(jù)信息庫。BIM技術在建筑工程中是為了協(xié)調(diào)管理，為項目各個單位提供相應的數(shù)據(jù)信息，通過對數(shù)據(jù)信息進行分析，考察工程施工效率，從而對建筑工地施工現(xiàn)場進行全面的管理，提升管理水平[3]。

3 BIM技術在智慧工地建設中的主要應用

3.1 智慧工地設計階段的應用

BIM信息技術在我國智能建筑工地設計階段的運用范圍涵蓋：①將設計施工單位交付的圖紙發(fā)送給建設單位，這是基于BIM信息技術的概念。交付的圖紙是BIM信息系統(tǒng)的模型，不再是原始的二維圖紙，解決了以前先設計二維圖，再建立三維BIM信息系統(tǒng)模型的問題，施工圖紙與三維建模一起直接上交到項目施工單位，以避免設計圖紙與BIM模型不符。②建筑公司接下BIM模型后，需再次深化相關設計。對施工單位或設計監(jiān)理單位委托的BIM模型進行拆分，建立適合實際施工的各類專業(yè)BIM模型。對于重點、難點施工項目，都要通過BIM模型進行施工模擬和碰撞性檢查，提前做好工作，盡量避免BIM模型中可能出現(xiàn)的矛盾，及時管理和調(diào)整BIM模型的實施，使最終竣工驗收模式與實際驗收模式相匹配。

3.2 智慧工地施工階段的應用

BIM技術在我國智能建筑工地實際施工過程中的應用主要包含技術管理，其內(nèi)容一般包括如何利用BIM技術檢查施工過程中建筑材料的碰撞質(zhì)量，管理設計圖紙，深化建筑材料設計和施工過程方案模擬。現(xiàn)場管理主要涉及BIM輔助計劃管理、三維信息披露、移動終端問題跟蹤、物聯(lián)網(wǎng)管理、預制施工等，BIM輔助總平面管理、BIM輔助平面協(xié)調(diào)管理、自動排磚、動態(tài)模板導絲等多個專業(yè)。對于企業(yè)管理，主要涵蓋BIM計算、成本控制等人力資源配置。在BIM計算中，可以直接利用BIM模型提取工程量，代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工管理中人工計算，避免耗費大量的人力、物力和時間，計算速度快、準確。

3.3 智慧工地造價階段的應用

投標階段：BIM技術能夠很好的處理這個問題，生成高質(zhì)量、準確的投標清單，降低出錯的概率。

投資階段：BIM技術能夠綜合分析自身海量數(shù)據(jù)中的各種數(shù)據(jù)信息，構成適宜的三維數(shù)字化建筑模型，并自動計算出相應的造價信息和建設量。由此可見，BIM技術對建設項目投資過程中各個階段的成本信息具有重要意義。

設計階段：BIM技術能夠?qū)φ麄€數(shù)據(jù)庫開展直接的分析和集成。

施工階段：BIM技術對整體工程開展有效控制，借助相關數(shù)據(jù)庫和信息傳輸平臺，強化對各工程未解決問題的掌握，強化與工作人員的交流，大大減少了出錯的概率，為整個項目成本的提升護航。

3.4 智慧工地運維階段的應用

將BIM技術的應用推廣到智能建筑工地的運維階段：①設計單位要將建設項目后續(xù)的運維管理思想融入建設項目的設計中，綜合分析存在的問題如何合理設計運行維護要求和技術經(jīng)濟性，在設計BIM解決方案時，需要充分考慮這些影響運維的因素；②運維單位要求相關運維人員擁有BIM模型實操能力和后續(xù)管理水平。通過BIM模型，能完成整個工程的正常運行和維護。借助BIM模型，能夠快速發(fā)現(xiàn)故障原因以及相關隱患，運維人員還需積極參與各種BIM模型的規(guī)范和參數(shù)維護，以便能做好后期運維管理服務。

4 結語

BIM技術要應用到建筑工程中是社會、城市以及信息技術發(fā)展的趨勢所決定，創(chuàng)造一個智能化的建筑工地，它應該貫穿于整個建筑生命周期，使其價值最大化。BIM技術可以打破傳統(tǒng)項目管理模式的束縛，實現(xiàn)項目管理的動態(tài)化、可視化，提供完整的項目信息系統(tǒng)，提供完整的項目數(shù)據(jù)平臺，方便業(yè)主、施工單位和項目參與方之間的加快溝通與交流。BIM技術能降低造價投入，加快工期，反映施工難點及工序、技術、材料等，為整個工程施工質(zhì)量給予保障?？偠灾?，BIM技術的充分發(fā)展必將會落實到每一個具體項目之中，依據(jù)單獨的工程項目結合企業(yè)優(yōu)勢，不再盲目跟從大規(guī)模，而是需要更符合實際，看重實效。