淺析BIM 技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用

李 剛

（安徽四建控股集團有限公司，安徽 合肥 230022）

BIM 技術(shù)是集成了各種管理功能的建筑工程信息模擬技術(shù)，建筑工程中幾乎所有的核心管理活動都可借助BIM 技術(shù)來完成，在工程項目設(shè)計、機電優(yōu)化、管線碰撞、預(yù)埋預(yù)留、各專業(yè)協(xié)調(diào)等方面都發(fā)揮著非常顯著的作用，因此研究其應(yīng)用方法可促進工程項目管理。

1 BIM 技術(shù)在機電深度優(yōu)化中的應(yīng)用

建筑工程的電氣照明系統(tǒng)、變配電設(shè)施、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、火災(zāi)報警、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)通信、燃氣系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)等都屬于機電安裝的范疇。此類施工活動的特點是管道、電纜線路、支架以及機電設(shè)備的安裝量很大，尤其是建筑機電管線，在圖紙上一般只是做出了標(biāo)高、尺寸等方面的要求，具體應(yīng)該怎樣布置則要施工人員根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來確定，有時候在作業(yè)過程中會出現(xiàn)管線預(yù)留空間不足、管線碰撞之類的問題。傳統(tǒng)的施工圖紙以二維平面信息來顯示機電設(shè)備和管線，設(shè)計缺陷或者讀圖失誤的情況也偶爾發(fā)生。由此帶來的問題是有些管線前期未發(fā)現(xiàn)異常，后期卻出現(xiàn)了安裝困難，無法繼續(xù)施工的情況，甚至前期已經(jīng)安裝完成的部分也要拆除掉。將BIM 技術(shù)引入到建筑機電安裝中，施工單位可利用Revit 等軟件來構(gòu)建機電管線的實物模型，并且管線和建筑物的空間位置、管線和管線之間的距離等都可在三維模型中體現(xiàn)出來，這樣就能利用BIM 技術(shù)提前檢查機電管線的安裝位置、避免管線碰撞，設(shè)計出更加合理的安裝路徑[1]。

2 BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

2.1 優(yōu)化工作面設(shè)計

建筑工程施工現(xiàn)場的平面部署是一項非常重要的工作，施工單位可利用BIM 技術(shù)來模擬施工平面，構(gòu)建三維平面模型。首先，設(shè)計出主工作區(qū)，這一部分主要是根據(jù)工程建設(shè)需求模擬出各個分部工程的位置，將其在平面上按照一定的比例一一標(biāo)示出來，其相互之間的方位也要按照實際情況來部署。其次是道路，作業(yè)區(qū)域的通道、外圍的主干道、臨時性的便道等都可利用BIM 技術(shù)來模擬，尤其是在設(shè)計臨時便道時，要充分考慮到車輛和人員通行的便捷性，采用人車分離的設(shè)計模式[2]。最后，施工單位的各類管理人員和一線的作業(yè)人員在現(xiàn)場附近要安排臨時性的生活區(qū)，利用BIM 技術(shù)來模擬不同的方位，在這一策劃過程中要重點分析生活用水、臨時用電的供應(yīng)，同時也要考慮到生活污水以及各類垃圾廢物的排放和清運。

2.2 促進各專業(yè)間的協(xié)調(diào)

建筑工程建設(shè)涵蓋了土建、電氣、給排水、室內(nèi)外保溫裝飾、通風(fēng)空調(diào)等各類專業(yè)，在傳統(tǒng)的管理模式之下，各個專業(yè)之間難免會出現(xiàn)工序錯亂、相互矛盾的問題，而這些情況的出現(xiàn)也恰恰反映出了其配合效果不佳的問題。主要的原因在于各個專業(yè)之間對其他專業(yè)的施工內(nèi)容和施工進度不夠了解。在BIM 管理模式下，借助激光掃描或者高清攝像機等方式獲取現(xiàn)場的實物信息，然后再利用BIM 技術(shù)構(gòu)建并更新現(xiàn)場的施工模型，各個專業(yè)的技術(shù)管理人員利用這些模型更方便觀察其他專業(yè)的施工內(nèi)容，進而在此基礎(chǔ)上制定出科學(xué)的工序銜接方式，促進各個專業(yè)之間協(xié)調(diào)施工[3]。

2.3 促進預(yù)留預(yù)埋施工

土建施工的結(jié)果是其他各個專業(yè)的基礎(chǔ)，電氣穿線管、電氣接線盒、墻電箱、給排水管道孔、通風(fēng)空調(diào)管道孔等都要在澆筑混凝土的過程中完成預(yù)埋或者預(yù)留。在傳統(tǒng)的施工模式下，土建施工人員要借助圖紙來讀取這些預(yù)留預(yù)埋信息，有時候就會出現(xiàn)位置上的偏差或者數(shù)量上的遺漏，尤其是電氣穿線管、接線盒等。在BIM 技術(shù)模式下，施工單位可按照圖紙要求將這些預(yù)留的管線、孔洞提前標(biāo)識出來，在具體施工中可利用三維模型來檢驗是否存在遺漏或者偏差，進而促進預(yù)留、預(yù)埋的施工效果。

2.4 BIM 技術(shù)在造價管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)并不是用于處理工程造價核算的軟件技術(shù)，其最核心的作用是模擬建筑物信息，形成可視化、精確化的建筑三維模型，進而幫助工程技術(shù)人員制定出科學(xué)的施工技術(shù)方案、優(yōu)化現(xiàn)場管理的秩序。在造價管理中主要是正確統(tǒng)計出分部、分項工程的工程量，盡可能避免漏算或者重復(fù)計算的問題。傳統(tǒng)模式下由造價管理人員根據(jù)工程圖紙來結(jié)算工程量，同時結(jié)合實際工程量，做出綜合性的統(tǒng)計。但是在算量的過程中有可能因為經(jīng)驗不足而計算錯誤，造成較大的偏差，最終影響造價管理的準(zhǔn)確性。在BIM 技術(shù)中，所有的建筑物模型都是根據(jù)具體的參數(shù)來構(gòu)建的，當(dāng)建模完成之后，軟件系統(tǒng)可以自動計算出工程量數(shù)據(jù)，這是其附帶的信息輸出，造價管理人員可將這些數(shù)據(jù)作為重要的參考，借此來檢驗自己核算的工程量是否存在錯漏。

2.5 BIM 技術(shù)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

質(zhì)量是建筑工程項目管理中最為重要的內(nèi)容之一，在傳統(tǒng)的管理模式之下，質(zhì)量問題往往是事后控制，也就是施工活動已經(jīng)完成，管理人員根據(jù)成品或者半成品來檢查質(zhì)量。在BIM 技術(shù)下，施工單位可利用三維可視化模型提前模擬施工過程、形成施工成品的三維模型，并根據(jù)這些模型來判斷施工結(jié)果中是否存在設(shè)計不合理、設(shè)計沖突之類的質(zhì)量缺陷，這種管理方法具有事前控制的作用，能夠起到防患于未然的效果。另外，日常檢查過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題也可錄入到BIM 模型中，工程技術(shù)人員利用軟件就可查詢出哪些質(zhì)量問題還沒有整改，哪些質(zhì)量問題已經(jīng)消除。

2.6 BIM 技術(shù)在資源計劃和成本控制中的應(yīng)用

建筑工程管理中總是要根據(jù)項目進度、施工內(nèi)容等實際需求合理地安排施工材料、機械設(shè)備以及施工人員的進場。在項目施工的初期階段，作業(yè)面沒有完全鋪開，此時對施工勞動力的需求較少，等到項目進入中期，作業(yè)面已經(jīng)全部展開，此時對作業(yè)人員的需求量大幅增加，機械設(shè)備需求量也與之類似。如果施工單位在管理過程中不能根據(jù)現(xiàn)場的實際情況合理安排這些資源的進場，就可能造成窩工或者設(shè)備資源浪費的情況，施工企業(yè)的建造成本也會因此而大幅度增加。BIM 技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出集合三維信息建模、進度管理、成本管理在內(nèi)的5D 建筑信息模型，一方面可展示出建筑物的三維可視化模型，另一方面則是將進度信息、物資信息等和建筑模型有效地關(guān)聯(lián)起來。因此，在該模型的幫助之下，管理人員可利用軟件系統(tǒng)獲取與項目施工計劃相符合的材料需求計劃、機械設(shè)備需求計劃以及勞動力需求計劃。這樣就可將物資進場、人員進場以及機械設(shè)備進場的時間點、數(shù)量等控制在合理的范圍內(nèi)，確保各類資源得到充分的利用。這樣物資、設(shè)備和人員始終處于精細化管理模式之下，從成本控制的角度看，也不會出現(xiàn)施工資源的浪費。由此可見，BIM 技術(shù)在加強施工物資控制和成本控制方面具有非常突出的作用。

2.7 BIM 技術(shù)在圖紙和文檔管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑工程管理中，圖紙和各類文檔資料的收集和整理始終是一項復(fù)雜而繁瑣的工作，工程資料中涉及到施工方案、人員信息、施工材料信息、工程進度信息、質(zhì)量信息以及安全文明等各種內(nèi)容，一般要通過分類保存的方式來收集這些資料。但是資料種類繁多，并且大型工程項目的參建單位和參與人數(shù)眾多，在很大程度上增加了資料管理的難度。另外，施工圖紙的保存、借閱以及變更也是管理中的難點，目前不少工程項目按照邊設(shè)計、邊施工的模式來建造，新產(chǎn)生的圖紙要下發(fā)到各個下級分包單位或者施工班組，在管理過程中難免會出現(xiàn)資料損壞或者遺漏的問題。信息化技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用越發(fā)廣泛，在建筑圖紙和文檔的管理中也可大量引入信息化技術(shù)，其中BIM 技術(shù)就是一種有效的實現(xiàn)途徑。施工單位可將電子圖紙、工程變更信息、合同掃面件、工程資料電子版等和BIM 的三維建筑模型關(guān)聯(lián)起來，BIM 的軟件系統(tǒng)具備明確的分類管理功能，并且可通過軟件界面方便地查詢與之相關(guān)聯(lián)的建筑工程信息。現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的云存儲技術(shù)也能整合到BIM 系統(tǒng)中，施工單位可將這些工程資料同步到云端，即使計算機硬件損壞，只要登錄云端就能將之前保存的版本下載下來，使信息安全得到了有效的保障。

2.8 BIM 技術(shù)在安全文明管理中的應(yīng)用

第一，利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)安全隱患模擬和排查。傳統(tǒng)的安全管理主要依靠現(xiàn)場安全檢查、隱患治理來實現(xiàn)，很多時候是隱患出現(xiàn)之后的一種事后控制。將BIM 技術(shù)運用于安全管理中可起到良好的事前控制效果，因為BIM 技術(shù)具有三維可視化模擬的作用，建筑物的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)均可清晰地展示在模型信息中，電梯臨邊、屋面臨邊、預(yù)留的孔洞等均可通過BIM 模型來實現(xiàn)有效的觀察，施工單位在管理過程中可利用這些技術(shù)手段來提前掌握安全隱患的重點，并且由技術(shù)人員針對這些隱患內(nèi)容制定出安全的施工計劃，以安全技術(shù)交底的形式向各類作業(yè)人員提出明確的要求。

第二，利用BIM 軟件加強文明施工的管理效果。文明施工的重點是合理布置作業(yè)現(xiàn)場的臨時性道路、居住設(shè)施、垃圾回收設(shè)施，確保作業(yè)現(xiàn)場整齊有序，不能出現(xiàn)機械設(shè)備、施工物資隨意堆放的情況。為了杜絕此類現(xiàn)象，施工單位在管理過程中可利用BIM 技術(shù)模擬現(xiàn)場工作面的布置，并且綜合考慮水源、臨時用電、污水排放、垃圾清理、物資存儲、生活設(shè)施等各項因素，對比多種方案，最終選擇出最符合文明施工需求的布置方式。

3 BIM 技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用流程

3.1 建筑信息建模

使用BIM 技術(shù)管理建筑工程時要先根據(jù)專業(yè)的施工圖紙獲取基礎(chǔ)的建筑信息，如混凝土基礎(chǔ)、框架的幾何尺寸、管線的長度和走向等。然后在BIM 軟件中建立工作集、工作子集，利用軟件中內(nèi)置的組件制作出三維模型。由于建筑工程劃分為土建、電氣、暖通空調(diào)等多個專業(yè)，相關(guān)的技術(shù)人員可分別建立工作子集，然后將各自的繪圖結(jié)果集合在一起，形成整個工程項目的三維可視化模型。

3.2 審查圖紙

在建立三維模型的過程中，工程技術(shù)人員要根據(jù)圖紙信息，將二維平面信息轉(zhuǎn)化成三維可視化模型，施工單位在這一過程中可結(jié)合三維模型及時發(fā)現(xiàn)圖紙在設(shè)計中是否存在缺陷，起到審查圖紙的作用。施工單位一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，應(yīng)該向建設(shè)單位和設(shè)計單位反饋具體情況，利用BIM 技術(shù)完成圖紙審查，可在項目實施之前提出變更意見，這樣就避免了后期的工程變更造成的成本上升和工期延誤。

3.3 碰撞檢查

在建立三維模型之后，施工單位要利用軟件系統(tǒng)檢查各類管線和建筑物基礎(chǔ)之間的距離、管線和管線之間的距離是否滿足安裝要求。平面的二維圖紙信息通常難以判斷管線安裝之后的實際效果，在傳統(tǒng)的管理模式下要根據(jù)現(xiàn)場實際情況部署管線，管線和混凝土基礎(chǔ)之間要保持足夠的距離，管線和管線之間也要保持足夠的間距，這是為了便于后期的安裝、調(diào)試以及維護。BIM 技術(shù)下利用Navisworks 軟件來自動化地檢查管線碰撞情況，這一功能對電氣、暖通空調(diào)、給排水施工作用顯著。

3.4 3D 技術(shù)交底

施工單位在作業(yè)之前應(yīng)該對各個專業(yè)的施工人員實施全面的技術(shù)交底和安全交底，傳統(tǒng)的交底方式以書面文件材料為主，由技術(shù)人員講解其中的要點。在BIM 技術(shù)下，可直接利用建筑的3D 模型實施技術(shù)和安全交底，施工人員通過直接觀察施工內(nèi)容的3D 模型，掌握每一個階段的具體工作內(nèi)容，避免因為錯誤識圖而產(chǎn)生質(zhì)量問題和材料的浪費，這種交底方式更加直觀，效果突出。

3.5 施工過程管理

BIM 技術(shù)在施工階段能夠發(fā)揮多種作用，如平面布置、物資和人員進場規(guī)劃、各專業(yè)的協(xié)調(diào)管理等。施工單位可根據(jù)實際需要充分利用BIM 技術(shù)的信息化優(yōu)勢，使其發(fā)揮促進工程管理的作用。為了提高BIM軟件系統(tǒng)的工作性能，應(yīng)該選用配置較高的計算機作為軟件的工作站。如計算機運行內(nèi)存不得低于8G，存儲空間要達到1T 以上，如果計算機性能不足，軟件的反應(yīng)速度會大幅降低。

4 結(jié)語

在建筑工程管理中可利用BIM 技術(shù)的三維可視化模擬功能來促進各個專業(yè)之間的工序協(xié)調(diào)、檢查機電管線的碰撞問題以及促進土建的預(yù)埋、預(yù)留施工。BIM技術(shù)中的質(zhì)量信息管理、進度管理、工程算量也都具有積極的工程管理效果，在施工物資安排、安全管理、文明施工管理、圖紙及文檔管理中也可使用BIM 技術(shù)。因此，BIM 技術(shù)的應(yīng)用對建筑工程管理有重要作用。