BIM技術在建筑工程施工管理中的應用

文／梁君、許敏強 標力建設集團有限公司 浙江臺州 318020

引言：

BIM 技術，即具備建筑信息內容的物理模型技術，是指以工程建設項目的基本基礎構件為設計方案，對要素和幾何圖形進行分析，描述基本構件要素的數據信息，并進行有機組織后，結合物理特性、材料信息等相關內容，生成相應的綜合工程建設系統軟件全級信息數據庫查詢，所有信息內容對建設工程的基本構件進行合理地存儲和管理，并以數據庫查詢為基礎構建工程項目的數據庫系統。實體模型中每個基礎構件的基本參數都有一定的空間和邏輯順序，可用于工程建設項目的設計方案和施工，應用效果極佳。

1、BIM 施工技術的主要特點

1.1 BIM 施工技術的可視化特點

這項技術的應用是通過構建三維立體模型來發現工程的實際情況，避免在施工過程中可能會出現的任何風險，保障各項管理工作的落實，也保障施工人員的安全性。和傳統的二維建筑工程管理模式相比較，BIM 施工技術的應用過程中，體現出了優越的可視性效果，降低了工作的難度，也使整個管理的流程更加真實可靠，在一定程度上提高了管理工作的實效性，防止了產生一些重大危險事故的發生，也保障各項管理工作能夠得到真正的落實。比如說在傳統的建筑工程項目管理和施工環節，有一些負責人可能無法看懂專業的圖紙，這就會導致在項目的細節溝通方面出現一些溝通障礙，甚至會產生溝通的錯誤而導致施工的問題。通過BIM 施工技術的應用，則可以更好地展現出施工過程中的各個細節，讓所有的人員都能夠直觀了解在施工中要達到的要求和目標，保障施工的效率。

1.2 BIM 施工技術具有模擬性

建筑工程管理的過程中，BIM 技術的應用已經展現出了良好的模擬性特點，能夠為后續的施工管理操作提供方便，也可以對各種問題進行解決，這樣就能夠實現及時的控制，將這些危險因素進行解決。比如說通過BIM 施工技術的方式，對建筑工程可能會遭遇的地震問題進行模擬分析，對日照時間進行模擬分析，進而實現對整體成本和施工方案的合理性規劃，對整個建筑工程項目施工方案的有效性進行進一步分析，感知在施工環節可能會存在的具體問題，對其進行解決。

1.3 BIM 施工技術具有協調性

BIM 施工技術在工程管理環節的應用，體現出了良好的協調性特點，尤其是現如今建筑工程項目管理行業的復雜程度越來越高，在實際工程管理和施工中，涉及的流程和人員也越來越復雜，所有的工作人員如果要保證自身的工作效果，發揮自身的崗位職能，就會存在極大的困難。要控制傳統的施工管理中存在的施工矛盾和問題，就需要保障在溝通環節的良好，通過BIM 施工技術，有利于幫助各個工作人員具體的分析整體的建筑工程項目的體系和模式，體現出BIM 技術在應用過程中的效果，讓相關部門之間共同配合，保證整個施工過程的流暢性。

1.4 BIM 施工技術具有精準性

BIM施工技術在應用的過程中體現出一定的精準性，實際上主要是表現在以下幾個環節。首先，將BIM 施工技術用于建筑工程量以及工程成本的精準控制環節，通過BIM 技術結合建筑工程的相關數據，構建形成關聯數據庫，準確獲取工程的數量信息，并對實物的量進行拆分，為后續的采購計劃的制定提供相應的數據基礎，保障實際的工程效果。其次是在工程信息以及工程項目的精準性方面，BIM 施工技術在使用的過程中，能夠構建三維立體模型動畫效果，這種動畫效果能夠對建筑工程施工進度進行更好地模擬，了解施工的過程，對其加以控制。與此同時，也能夠反映出在建筑工程體系中，一些細微的工程項目的構建以及各部分施工的信息，對其進行準確定位。另外，基于BIM 施工技術對建筑工程的施工情況進行嚴格的記錄，并對施工的過程進行準確地定位和追蹤。也就是說，可以通過二維碼等信息來對工程項目中使用的材料信息進行查詢，使整體的建筑工程施工過程得以重構。

2、BIM 施工技術用于工程管理的重要作用

首先，有利于保障工程的質量。通過 BIM 施工技術來開展工程管理，可以幫助工作的管理人員實現及時的監管，及時發現在施工過程中可能會存在的問題和風險，對其進行預防和避免，為現場的施工者提供更加準確的指導，還可以最大程度防止基層的施工人員和管理人員之間產生信息協調性不好的問題。BIM 施工技術的應用在一定程度上促進了工程建設質量和效率的提高，為后續工作的順利進行奠定了良好的基礎。

其次，有利于優化施工技術。BIM 施工技術用于建筑工程項目的管理過程中，可以通過專業的3D 特效來渲染技術流程，這樣就能夠通過3D 立體模型呈現出整個建筑工程施工環節的一些施工細節，給人一種眼前一亮的感覺，還可以讓工作人員對整個工程的情況產生更加直觀地了解，防止產生理解的偏差，而對工程的施工狀態產生不必要的影響。與此同時，BIM 施工技術的應用還可以演示從各種裝備應用流程和方法，對整個施工的流程進行模擬，如果發現在工程建設的過程中，可能會出現任何碰撞問題，可以及時發出信號，讓相關人員了解之后對其加以改正和完善。另外，有利于幫助控制工程的成本。現如今建筑工程項目的施工過程中對施工單位提出了更高的要求，要在保證施工質量的前提上，盡量去控制施工環節發生的成本。而通過BIM 施工技術的有效應用，能夠直觀地展現出工程的一些空間信息，在實際施工之前，就能夠對整個施工方案應用的合理性以及實踐性價值進行科學的評估，在這個過程中投入適當的人力資源以及物力資源，為各項工作的開展創造良好的基礎，并且保證在施工過程中使用的每一分錢都能夠用于相應的位置，幫助建筑工程項目創造更可觀的經濟效益。

3、建設項目傳統管理方法的問題

一是管理方案有待完善，優秀人才的培養方式有待改進。建設項目的風險管理圍繞所有建設項目的全過程展開。因為管理方法的全過程涉及很多單位，但是不同的單位對于如何對待人有不同的看法，這就使得所有新項目對各個層面都難以涉及。此外，項目風險管理人員的綜合能力不高，有的管理人員甚至沒有經過專業培訓，缺乏必要的施工技術專業知識和對相關管理制度的掌握。此類人員的綜合能力也危及項目風險管理的有效性，無法保證項目建設的順利發展。二是成本預算超支較嚴重，成本控制意識不足。費用超預算是一個嚴重的問題，而在成本控制上缺乏自覺性是工程項目管理中經常出現的問題。建筑企業通常不會根據當前原材料銷售市場價格、人工成本、固定工期成本，將具體建設項目的自然環境納入新建項目的成本控制，這就非常不利于完成項目整體預算操作。此外，整個施工材料采購過程沒有與具體施工條件緊密結合，導致原材料消耗、庫存堆積等問題更為嚴重，不僅增加了原材料成本，而且無法保證施工工程項目的質量。在多次價格談判的整個過程中，建筑公司及其房地產經紀人也在無形中影響了工期的發展，從而導致了超預算的問題。三是對建設進度的控制能力不高。工程項目在工程建設的全過程中會涉及很多問題，如電力工程、工程建設、采暖、中央空調、消防安全等，各個層次必須協調互補。在項目的整個施工過程中，由于設計人員沒有到施工現場進行調研，因此，設計圖與施工現場不一致的情況非常普遍，一些施工人員通常會根據自己的工作經驗進行調整管道、道路橋梁的施工等。如果新項目的一部分在與設計圖不同的時間進行，將延遲項目建設的工期，無法讓下一個新項目按計劃進行。四是新建項目信息內容缺乏流動性。傳統工程項目管理普遍存在資源共享不暢的問題。關鍵是房地產開發商、建筑公司、設計公司和項目風險管理公司之間缺乏必要的溝通。在信息內容通常不流動、設計圖與施工現場不協調、項目建設的自然環境不適合具體施工、施工條件不能滿足房地產開發要求的情況下，經常出現其他問題。此外，缺乏信息內容和數據共享平臺的應用，無法保證各部門實時掌握建設項目的進展情況，進而不利于施工技術的進一步完善和提高。

4、建設項目施工管理中BIM 關鍵技術應用對策

4.1 BIM 技術在施工管理決策中的應用

首先，根據BIM 技術的靈活性、數據可視化和物理建模等特點，工作人員必須規劃當代工程建設新的項目管理步驟，對工程建設中的各項任務進行實時管理，并提高新項目管理的合理性，為現代建設項目的順利完成提供專業技能。其次，根據BIM 專業技能在工程建設項目中的應用，不僅可以改進新項目管理的步驟，而且可以展示新項目管理的成果。此外，基于BIM 專業技能應用的建筑模型制作，可以對工程建筑的整體狀況進行深入分析，處理工程建筑施工全過程的安全風險，提高開工率、工程建設的效果和質量。針對大中型工程的關鍵設計管理決策階段，工程建設管理決策科學研究的目的是更好地分析或掌握工程建設的實際建設質量。對大中型工程建設項目全過程的可行性分析，可以準確區分如何按照總體規劃建設項目實施，使項目建設具有較強的社會經濟實質性和經濟效益。基于此，引入這類數據預處理分析技術的重要性無疑是極其突出的，其技術可即刻完成對所有工程建設基本建設風險管理區域的數據信息的深度分析，從工程設計運行過程、經濟發展影響因素等不同角度進行考核評價，并能完成新項目主要參數的定量分析和數據統計分析，最終合理保證所有建設項目管理方法的準確性、有效性。

4.2 BIM 技術在工程建筑設計中的應用

分析BIM 技術在工程建設項目設計中的應用，必須從BIM 關鍵技術對提升建筑規劃設計品牌和協同管理兩個方面進行分析。首先，將BIM 技術應用于工程建設項目的設計，促進了工程建設設計的品牌推廣。具體表現為傳統的建筑規劃設計使用CAD 軟件進行工程圖制作和設計。工程圖作為設計人員在建筑規劃設計中的語言表達能力和概念表達方式，不僅要花更多的時間在開發工程圖和設計分析上，而且缺乏對設計和關鍵點的清晰表達。針對這種情況，利用BIM 技術開展工程項目設計的應用，不僅可以提高建筑規劃設計的效率，而且可以根據傳統建筑規劃設計中的圖紙問題進行合理處理，促進建筑規劃和設計公司的質量和水平得到提高。在工程項目的設計階段應用BIM 關鍵技術，可以合理提高各施工階段數據信息與材料的匹配度，便于設計人員多方位把握具體情況以確保設計圖紙與施工現場條件能夠充分匹配。此外，在工程項目的設計階段應用BIM 關鍵技術，可以在一定程度上防止因信息內容不匹配而導致設計圖與施工現場情況不一致的問題。BIM 關鍵技術可以在工程項目的施工過程中詳細記錄整個施工過程，不斷完善設計圖紙，有效安裝管道、工業設備、電纜和工程機械設備等，進而改進工程項目的管理能力。其中，在建筑規劃設計中，BIM 技術根據信息內容實體模型的查詢和分析，可以獲得更加準確、全面的工程圖信息內容，也可以更加形象化地觀察工程建筑三維信息內容實體模型的關鍵結構和設計狀態，從整體的角度處理設計過程中的各種碰撞問題，尤其是工程地下室和復雜建筑建造。管道布局設計可以顯著提高管道布局設計的合理化程度，實現建筑規劃設計的美觀大方，具有更加明顯的功效和實際效果。

4.3 BIM 技術在提高施工技術和操作水平方面的運用

BIM 在大中型建設項目的技術設計和工程施工管理中往往能體現和突出許多技術優勢。關鍵是其可以基于工程項目軟件開發程序模塊的強大應用，進行各種工程特色的設計。協同可靠性設計和組合優化，利用建筑施工等戰略模型，對各種技術特點和關鍵點設計進行分層推進，形成設計方案，促進技術設計具有很高的技術合理性。通過技術可行性分析，防止建筑施工設計過程中的頻繁變更導致技術和用途變更或可能導致安全風險問題。因此，建筑工程設計、工程管理和施工安全專業人員對建筑安全生產技術應用的合理化，可以進行更直觀的量化評估，可以模擬BIM 防護軟件智能管理系統的分析功能，分析安全生產技術具體應用的全過程，將施工管理方法全過程設計中的安全系數和風險評價指標值控制在合理范圍。利用BIM 技術將工程施工操作賦予新的建筑專業項目，使我們能夠更好地掌握每個項目施工階段的項目進度，也可以改進施工過程。傳統建筑專業設計制圖的關鍵是二維圖像法。一個新項目通常需要匹配前視圖、立面圖和側視圖以反映整體結構，必須不斷檢查各個角度的平面圖和工程圖，最終可以得到項目建設方案。這個驗證的整個過程是非常繁雜的。設計人員稍有不慎，就有可能導致項目施工方案出現錯誤。將BIM 關鍵技術應用于建筑專業設計的工程施工管理，利用BIM 技術為建筑專業構建三維可視化工程項目實體模型。設計人員只需觀看三維模型就可以掌握所有工程項目的結構，這樣既改進了項目施工方案的設計流程，也減少了設計的誤差。此外，在新建設項目具體建設的整個過程中，難免會遇到一些突發事件。根據BIM 技術，對建筑行業的施工進行模擬，可以評估施工環節是否可能存在一些安全風險，可以獲得更準確的安全風險評估結果。在此基礎上制定的解決方案更有針對性，大大降低了施工全過程的風險，讓施工的質量和進度得到了有效保障。

4.4 BIM 技術在建筑工程招投標和竣工結算階段的應用

借助BIM 模型數據信息庫的內容，涉及工程信息造價，工程師可以獲取許多類型的造價信息，繼而在造價管理的招投標階段，能夠按照實際進行的建筑工程情況提供招投標的參考，使實際招投標中漏項或者錯算的現象得以避免。在這一過程中，依照BIM 三維立體模型，建筑工程企業可將招投標文件和標底文件做好，再據此找尋價格合理和具備資質的施工單位進行合作。招投標文件作為基礎內容，施工單位的報價可在此基礎上依據工程量清單進行，以使中標的概率獲得較大幅度的提升。此外，BIM 技術中設置的模型數據庫能夠有效減輕招投標環節的計算壓力，在計算工程量的時候能夠做到既快又輕便，有利于以此為基礎展開招投標工作，實現了招投標的精準性和有效性的提升。在這個意義上我們可以說，BIM 技術能夠給參加招投標的建筑工程企業提供信息化的平臺，更加透明化地展示模型工程量的清單信息，將可能發生的多種問題消滅在萌芽狀態，使招投標中經常發生的錯算和清單漏項問題得以避免，省去了工程招投標造價中存在的諸多麻煩。工程施工的最后一個階段和步驟就是工程結算，因而工程竣工這一階段的重要性是不言而喻的。在竣工階段，運用BIM 技術其意義和影響也是十分重大的，在這一階段中，工程結算工作可由技術人員通過BIM 技術來進行，結算中涉及的綜合數據對比可以通過三維模型來實現，進而綜合全面分析數據，工程造價的支出進行施工前與竣工后對比，從而對投資效益以及資金流動的方向進行了解，對資金支出的比例進行分析，對施工的總體概況進行了解，進而使工程結算工作順利完成。而在這一進程中，不但能使工程造價管理的效率得以提高，還能使工程施工的資料保存完整，使工程施工的完整性得到保證，進而使審核的完整性得到提升，使資料的全面性得到保證，進而使工程造價管理的效率得到提升，使施工質量得到保證。

4.5 BIM 技術在工程建設進度監督中的應用

BIM 技術調整和改進關鍵技術的施工進度，確保施工進度和各階段的計劃能夠滿足設計要求。如，在模擬夯實解決期間，壓實機械通用性不強，密實度難以滿足工程對施工夯實施工的工作壓力要求，在中后期極易出現質量問題。但是，在實際活動的中期工作期間，壓實機械的高壓也會對周圍土層的孔隙度產生負面影響。因此，BIM 的關鍵技術的分析就需要進行密實度的檢查和改進，明確工作壓力達到設計方案后，將資金投入到項目的施工階段。這樣，工程建筑自然環境中的土層變化，可以通過壓機的及時使用，提高所有工程建筑基礎設施的可靠性，也可以操縱自然環境中的負面影響因素，具有全局監督積極作用。

結語：

總之，將BIM 專業技能應用到建筑施工中，可以合理提高施工質量和施工進度，降低施工成本，提高施工效果，促進經濟發展和建筑企業利潤的最大化。