BIM技術(shù)在工程管理與控制施工成本中的應(yīng)用分析

胡錚 劉珍

江西理工大學(xué)（341000）

目前，建筑業(yè)正處在高速度增長(zhǎng)向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)折期，為響應(yīng)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，迫切需要BIM新技術(shù)融入工程的項(xiàng)目管理中。BIM在我國(guó)一些大型項(xiàng)目中的項(xiàng)目管理、工程造價(jià)及施工過(guò)程中取得良好的應(yīng)用效果，但是由于近幾年才引進(jìn)我國(guó)，因此BIM技術(shù)在我國(guó)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用方面還存在很多的問(wèn)題，如技術(shù)人員存在缺口、軟件開(kāi)發(fā)不到位等，影響B(tài)IM技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)的應(yīng)用效果。本研究運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)工程管理和控制施工成本進(jìn)行分析，促進(jìn)BIM技術(shù)在實(shí)際工程施工中更好的應(yīng)用。

1 BIM技術(shù)的概述

建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）是一種基于工程數(shù)據(jù)的建筑管理工具，用于參數(shù)化信息和建立建筑模型，可以在施工全過(guò)程中共享信息[1]。BIM技術(shù)作為新興技術(shù)廣泛的應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，在項(xiàng)目劃劃、實(shí)施和建筑項(xiàng)目維護(hù)的全生命周期過(guò)程中共享建筑項(xiàng)目的信息。在建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)階段，都可以通過(guò)BIM技術(shù)將信息及時(shí)更新，使得項(xiàng)目的各個(gè)參與方及時(shí)獲得項(xiàng)目進(jìn)展的最新情況。BIM技術(shù)的出現(xiàn)大幅提高了項(xiàng)目效率，節(jié)約了施工成本[2]。同時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)將傳統(tǒng)技術(shù)的二維建模模式改為三維或者多維建模模式，促使工作人員更加清晰的了解建筑設(shè)計(jì)布局情況。將BIM5D平臺(tái)應(yīng)用于建設(shè)項(xiàng)目的管理中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工階段存在的問(wèn)題，及時(shí)更改相關(guān)建筑信息確保施工項(xiàng)目按計(jì)劃有序完工。通過(guò)BIM技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用，可以在工程項(xiàng)目的的各個(gè)階段的設(shè)計(jì)方案中獲得最優(yōu)施工方案，對(duì)項(xiàng)目管理和控制成本起著關(guān)鍵作用。

2 基于BIM技術(shù)可視化應(yīng)用

2.1BIM技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用

近年來(lái)新建工程項(xiàng)目逐漸增多，相關(guān)的工程信息也發(fā)生了更加全面的變化，傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)在實(shí)際使用中已無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求。因此為降低施工的難度，可以充分使用BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，方便工程管理人員及時(shí)調(diào)整。

利用BIM技術(shù)的可視化可以及時(shí)了解項(xiàng)目各環(huán)節(jié)的實(shí)際情況，包含項(xiàng)目進(jìn)度情況、施工風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題、建材使用情況等，便于項(xiàng)目管理人員進(jìn)行項(xiàng)目管理，從而提高項(xiàng)目管理工作的全面性和時(shí)效性。通過(guò)三維技術(shù)展示項(xiàng)目模型，在設(shè)計(jì)階段找出最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)施工各個(gè)階段的資源合理分配，保證設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工保持一致[3]。使用BIM技術(shù)的可視化功能利用對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目管理軟件，可實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)管理全員參與，施工過(guò)程全周期管控，增強(qiáng)各方、各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)調(diào)溝通，大幅度提高工作效率，保證工程質(zhì)量。有效的避免了傳統(tǒng)工程管理與施工中出現(xiàn)的問(wèn)題。

2.2 BIM技術(shù)在控制施工成本中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在控制施工成本中的應(yīng)用主要分為在設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)使用階段的分析，主要概括為以下幾點(diǎn):

1）設(shè)計(jì)階段。設(shè)計(jì)階段是保證工程建設(shè)質(zhì)量和控制施工成本的關(guān)鍵階段。由于傳統(tǒng)的二維CAD平面圖無(wú)法顯示復(fù)雜的管道布局，因此導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管道空間布局。通過(guò)BIM技術(shù)，工程設(shè)計(jì)師可以進(jìn)行管道碰撞分析，并且能夠構(gòu)建性能分析。通過(guò)建筑的性能分析，了解建筑節(jié)約能耗的潛力，節(jié)約施工成本同時(shí)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能綠色發(fā)展。在工程各部位信息交流方面，BIM技術(shù)與傳統(tǒng)二維圖對(duì)比，可以大范圍的避免信息的缺失以及施工過(guò)程中各部位的相互干擾，提高信息傳遞的時(shí)間成本。

2）施工階段。施工階段作為整個(gè)項(xiàng)目工期最長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)因素最多的階段，是項(xiàng)目的重點(diǎn)階段。通過(guò)BIM5D平臺(tái)的應(yīng)用，可以將項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量、安全等因素進(jìn)行形象化展示。建立4D建筑信息模型，對(duì)項(xiàng)目施工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，排查施工階段的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)因素。一對(duì)一的提前進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化建筑模型，通過(guò)模型的輸入、輸出、更正，規(guī)避可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，降低施工階段由于施工問(wèn)題導(dǎo)致的返工成本。

3）運(yùn)營(yíng)使用階段。工程竣工驗(yàn)收過(guò)程中，運(yùn)用BIM可視化技術(shù)排查問(wèn)題，將給整個(gè)項(xiàng)目的安全運(yùn)營(yíng)提供保障。通過(guò)BIM技術(shù)建立項(xiàng)目維護(hù)模型，記錄項(xiàng)目各部位的使用情況、設(shè)備運(yùn)營(yíng)情況等信息。以此保證了項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期的有效管理，降低了設(shè)備維護(hù)成本。

3 BIM技術(shù)工程應(yīng)用案例分析

3.1 華邦國(guó)際中心

華邦國(guó)際中心項(xiàng)目總承包工程位于廣州市海珠區(qū)琶洲西區(qū)AH040108、AH040110地塊，建設(shè)總用地9293m2，總建筑面積13.2917 萬(wàn)m2，利用BIM技術(shù)建模及進(jìn)度模擬如圖1～9所示。

圖1 筏板施工階段

圖2 地下室封頂-塔樓動(dòng)臂塔吊安裝完畢

圖3 地上核心筒施工開(kāi)始施工、爬模安裝完畢

圖4 地上鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)始安裝

圖5 幕墻開(kāi)始安裝

圖6 外框架施工至29F/30F設(shè)備避難層

圖7 塔樓核心筒封頂

圖8 塔樓頂層鋼結(jié)構(gòu)花架安裝完畢

圖9 幕墻安裝完畢-竣工

3.2 BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

華邦國(guó)際中心在建設(shè)過(guò)程中，BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是利用BIM技術(shù)建模及施工過(guò)程運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目總進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行模擬，使用無(wú)人機(jī)每日對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巡查，與模型進(jìn)度對(duì)比，直觀展示實(shí)際施工進(jìn)度情況。協(xié)助計(jì)劃管理部對(duì)主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度，將裝飾裝修、機(jī)電安裝、幕墻等專(zhuān)業(yè)工程工序插入時(shí)間及現(xiàn)場(chǎng)平面布置進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)進(jìn)行進(jìn)度預(yù)警及糾偏。在進(jìn)度模擬過(guò)程中，對(duì)各施工單位進(jìn)行總體組織協(xié)調(diào)，加強(qiáng)并提高總包的進(jìn)度管理力度。其優(yōu)勢(shì)主要概括為以下幾點(diǎn):

1）促進(jìn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)際施工的協(xié)調(diào)。在得到設(shè)計(jì)單位提供的模型之后，施工方將利用三維BIM模型結(jié)合二維CAD圖紙，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行綜合會(huì)審。通過(guò)項(xiàng)目的BIM模型的展示，高效率的熟悉整個(gè)工程項(xiàng)目。進(jìn)而進(jìn)行綜合圖紙會(huì)審，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可行性分析。最后對(duì)項(xiàng)目的各專(zhuān)業(yè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，提供加工詳圖及節(jié)點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變分析，保證設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)。

2）減少施工現(xiàn)場(chǎng)碰撞檢查。BIM可視化可以先對(duì)各專(zhuān)業(yè)之間進(jìn)行碰撞檢查及管線綜合等操作，然后再進(jìn)一步進(jìn)行檢查，一方面是檢查可能疏漏的碰撞，另一方面主要是考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的因素對(duì)模型進(jìn)行檢查調(diào)整。如因?yàn)榘惭b工藝、安裝空間等要求，可能需要重新調(diào)整管線的位置等，并將調(diào)整更新到BIM模型。

3）優(yōu)化施工進(jìn)度計(jì)劃及流程。利用經(jīng)過(guò)深化設(shè)計(jì)的BIM模型，對(duì)項(xiàng)目不合理之處做出優(yōu)化方案，這相當(dāng)于在項(xiàng)目實(shí)際建造之前，對(duì)整體施工過(guò)程進(jìn)行了一次彩排，同時(shí)也讓項(xiàng)目相關(guān)人員直觀地了解了項(xiàng)目的整體施工進(jìn)度及工藝流程，為實(shí)際施工過(guò)程提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。

4）可視化模型指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。將BIM模型進(jìn)行局部分拆，放入移動(dòng)設(shè)備，例如Ipad，在施工現(xiàn)場(chǎng)在Ipad里對(duì)模型進(jìn)行瀏覽，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行施工。對(duì)于復(fù)雜部位的安裝方案，將制作的安裝動(dòng)畫(huà)也在施工現(xiàn)場(chǎng)播放給施工操作人員，讓其直觀了解信息，準(zhǔn)確施工。

5）利用BIM技術(shù)建立真實(shí)尺寸的建筑模型。模型中所有施工項(xiàng)目反映了現(xiàn)場(chǎng)施工情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，在模型中找尋解決方案，節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力。從而提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，避免了現(xiàn)場(chǎng)施工階段的損失。BIM使工程師正確理解和有效應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型的建筑信息，并以此為基礎(chǔ)用于設(shè)計(jì)和施工團(tuán)隊(duì)之間的合作。因此，BIM在提高生產(chǎn)力方面發(fā)揮著重要作用，降低成本且縮短施工時(shí)間。

6）BIM的數(shù)據(jù)模型和可視化功能結(jié)合現(xiàn)有的移動(dòng)通訊設(shè)備，施工項(xiàng)目所有參與方都可以在BIM三維模型中進(jìn)行查詢(xún)，提高了項(xiàng)目參與方溝通交流的效率[4]。

4 總結(jié)與建議

隨著社會(huì)的發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)的工程管理模式具有一定的缺陷，不利于現(xiàn)代化工程管理。BIM技術(shù)在工程管理上的應(yīng)用，很大程度的節(jié)約了人力、物力、財(cái)力，同時(shí)也降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。目前，BIM技術(shù)在我國(guó)工程項(xiàng)目的應(yīng)用中仍有需要改進(jìn)的地方，其理論的完善、技術(shù)人員的培訓(xùn)及將其進(jìn)行本土化的推廣仍然需要加強(qiáng)[5]。