BIM技術在建筑設計管理模式中的應用

顧澍雯

深圳市華陽國際工程設計股份有限公司 廣東 深圳 518000

1 BIM技術給建筑領域帶來的變革

1.1 虛擬施工，有效協同

現代建筑物的建造程度越來越復雜，已大大超過了建設過程中參與人員本身的能力極限。借助BIM技術可根據施工的組織設計模擬實際施工情況，管理者通過模擬可直觀地將施工計劃與實際進展情況進行對比，便于設計方、監理方和施工方全面掌握工程建設全過程中出現的各種問題和情況，從而制定出合理的設計及施工方案，大大減少建筑質量問題、堵塞安全漏洞，減少返工，起到加強質量管控的目的。

1.2 三維渲染，動態展示

BIM技術實現了在原有平面圖像的基礎上對數據信息的立體化轉變，是從平面到立體的突破，給人以三維的視覺體驗，便于人們對建筑工程從整體上進行把控。這跟傳統意義上借助于平面施工圖紙對施工全過程進行管理的模式來說是一個全新的概念。BIM技術利用其所具有的渲染功能，可實現對將要建設的建筑物宏觀方面的立體渲染功能，為專業人員制定科學合理的設計規劃、精確可行的施工方案，并提供各環節全過程數據和技術支持[1]。

1.3 精確性高，減少浪費

傳統的施工模式很難實現精細化管理，根本原因在于無法快速獲取大量的工程數據，致使管理人員只能靠經驗制定施工計劃并進行施工管理。而BIM的出現可以讓相關管理條線快速準確地獲得工程基礎數據，為施工方制定詳細、可行的施工計劃提供精確的數據支撐，極大減少倉儲、物流、資源等環節以及人力、物料的浪費，從而達到節約成本的目的。

1.4 協調性強，避免碰撞

避免或減少沖突是建筑行業的重點協調內容，在共同設計建筑物時，常常出現因不同專業設計師之間的溝通不到位，而出現設計相互碰撞的狀況，且大多設計上的問題都是等出現后才能進行解決。利用BIM的三維技術在前期就可以進行碰撞檢查，通過碰撞檢查優化工程設計方案，避免在建筑施工階段可能存在的錯誤和返工的可能性[2]。在進場施工前，施工人員可以利用模擬優化后的管線方案，進行施工技術交底，通過施工三維模擬，對施工過程有一個直觀印象，大幅降低施工過程中出現問題的概率，從而提高施工質量。

2 BIM技術支持下的建筑工程管理要點

2.1 成本管理

在建筑工程管理工作中，成本管理同樣重要。管理人員借助BIM技術，能夠明顯提高成本管理效果。在項目開工前期，管理人員應用BIM技術建立項目三維模型，對工程量進行準確推算，掌握工程施工的材料用量，然后通過將其與計劃方案的工程量、材料用量進行比對來把控材料的采購情況，從而實現成本有效管控。由此看來，有了BIM技術的支持，管理人員能夠有效控制工程造價，避免不必要的經濟損失，進而有效提高項目的經濟效益。

2.2 安全管理

安全管理是建筑工程管理的基礎。由于建筑工程施工需要大量的人員、機械設備等資源，并且會受到施工工藝、施工現場環境等因素的影響，所以安全管理風險始終存在。管理人員可應用BIM技術，將施工中可能出現的安全風險因素以可視化的形式展現出來，再按照危險程度對風險因素進行標記，從而提高施工項目管理安全性[3]。此外，管理人員還可借助BIM技術中的智能監控、定位、數據分析等功能，實現對施工全過程的安全管控。

2.3 施工進度管理

項目施工進度管理效果的高低直接決定項目能否按期完工。管理人員可借助BIM技術，基于建筑信息模型，查看項目的設計方案、資源等參數，然后按照施工時間順序，推算出項目的完工日期，并以關鍵工序為節點安排施工進度。如果各節點的施工無法按時完成，那么系統就會發出預警，此時管理人員通過查看實際施工進度與預估施工進度的差異，找出原因，進而就能夠進一步優化進度計劃。可見，有了BIM技術的支持，施工進度管理將更加合理與協調，建筑工程項目能在規定時間內保質保量完工。

2.4 質量管理

建筑工程項目的質量管理效果，會直接影響建筑的使用價值。因此，管理人員要重視質量管理工作，并對質量管理工作的方式進行優化。一方面，管理人員要根據BIM系統中的固有信息與更新信息來了解項目的質量情況，處理潛在的不良因素，進而提高建筑工程質量；另一方面，管理人員應結合以往不同類型建筑項目的施工管理經驗，找出質量問題高發環節，并將該環節設置為質量管理工作的關鍵點，在BIM模型中進行重點標記，進而有效保障工程的施工質量。

3 BIM技術支持下的建筑工程管理方法

3.1 勘測設計階段的管理

在勘察設計階段，管理人員需要完成大量與施工相關的基礎性工作，涉及地基處理、施工組織方案制定、施工工藝選擇等，這些工作大多由專業技術人員來開展。在開展工程項目勘察設計工作的過程中，管理人員需要收集施工場地的地質數據信息，并基于這些數據，應用BIM技術進行三維建模，然后基于三維模型推算出土層承重力，并依據推算結果優選夯實方法。而對于機電、暖通、水管網等設計工作，管理人員應基于三維模型對各類管道線路進行布局設計，在此過程中，一旦發現管線走位沖突問題，就要及時與其他環節的施工人員進行溝通，以避免后期施工中出現“碰撞”問題，從而降低施工設計變更風險發生的概率。

3.2 在計劃決策階段實施的管理辦法

在規劃決策階段，管理人員通常會先收集地質勘探數據以及業主建設意圖等信息，然后結合項目實際情況進行可行性分析，進而初步確定項目的投資規模，草擬項目建設方案。傳統的可行性分析方法對各項數據的整合力度、利用效率都偏低，導致分析結果缺乏合理性。而管理人員通過應用BIM技術，能夠快速且全面地分析收集到的數據信息，進而將其有效應用在項目規劃當中。例如，在超高層建筑工程項目建設規劃決策階段，管理人員需要綜合考慮項目施工所在區域的風力、風速等因素對建筑物的影響，尤其是在條形建筑工程項目中，更要著重考慮這些影響因素。在規劃決策階段，管理人員應用BIM技術時，可首先根據建筑物的規格、尺寸數據進行外觀建模，其次把在施工現場監測到的風力、風速等參數輸入到模型中，并分析建筑空氣流動性能，最后通過模擬外界環境因素對建筑物的影響來檢驗建筑物的力學性能，進而初步判斷其幾何外形適應性[4]。

3.3 建設期管理辦法

在施工階段，管理人員要嚴格按照施工設計圖紙開展作業，并且應用BIM技術實時完善三維模型。這樣，施工過程中出現的施工變更能直接通過模型直觀反映出來，從而保證管理的時效性。同時，管理人員也要基于模型對施工進度、計劃進行對比，做好造價成本核算，辨別質量管理的風險關鍵點，從而制定相應的管理措施。例如，在某商場地下停車場項目的施工階段，管理人員可借助BIM技術生成三維模型，直觀呈現出停車庫中承力柱的分布情況，并依據承力柱的布局合理劃分停車位，將無法劃出停車位的區域設計成自行車位、垃圾桶、消防栓等的放置區域，從而實現空間資源的高效利用。此外，管理人員還可通過BIM模型對排水管道進行合理布局，然后模擬不同降雨量對管道連接部位的沖擊情況，進而優化防水措施，提高管道的防水能力，避免后期使用過程中出現明顯滲漏。

3.4 工程竣工驗收的管理

在竣工驗收階段，管理人員的主要工作是對項目的建設質量進行檢查，重點檢查施工質量、建設工期、造價成本控制等方面。一般情況下，建筑工程項目的外觀建設質量、明裝管線布局等方面的檢查難度較小，但是地基處理質量、暗敷管線等方面的檢查難度非常大。而管理人員應用BIM技術，就可以隨時調出項目的施工三維模型，更直觀地檢查隱蔽工程的管線布局、地基處理質量等情況，從而全面掌握項目的建設情況，為竣工驗收工作提供幫助。此外，在項目竣工后，管理人員還能應用BIM技術將所有的項目建設信息進行匯總，并上傳至資源共享平臺，為運維人員提供信息查詢服務，這既能夠提高使用業主的滿意度，又能夠對設備資產進行跟蹤與維護。

4 BIM技術在建筑工程管理中的應用

4.1 BIM技術在建筑工程設計階段的應用

（1）精確的設計視覺化

利用Revit建模生成的3D模型，予以視覺化表現，并能實現視圖與實際尺寸一致。BIM技術的可視化功能可將審圖工作前置，改變了傳統二維平面圖紙的抽象性不足。通過BIM技術建立三維模型，能讓建筑工程的管理人員看清楚建筑實物的形狀和尺寸，幫助工作人員在施工活動開展前即能夠對建筑的整體效果與外部形態形成直觀全面的了解，更加形象直觀。

（2）模擬施工過程

BIM技術可隨時顯示建筑物和基地的樣貌，通過可視化的三維立體模型。BIM工作小組依據BIM模型，對施工圖進行審查，及時發現圖紙繪制問題，并形成問題報告反饋給設計院。通過三維模型的展示，能直觀表達會審意圖，提高參與人員對討論圖紙的辨識度，從而提高圖紙會審效率。在利用Revit的建模過程中，會對每一構件賦予樓棟號、樓層、構件類型及序號、截面尺寸、混凝土等級、標高等信息，模型使用者對構件的信息一目了然。

4.2 BIM技術在建筑工程施工階段的應用

（1）加強精益建設技術的貫徹

BIM技術不單是三維建模技術，BIM信息也不僅是三維模型信息。而是利用三維信息+屬性數據+管理數據的組合，起到將實體信息化、數字化，真正對應某一實體單元的作用。BIM技術利用程序對信息進行處理和管理，將信息化、數字化處理后的結果用于指導施工、服務施工，這樣不僅可以降低現場物料庫存的需求，避免不必要的精力浪費，并可確保施工人員、建筑材料和設備準時運達，優化時間成本。

（2）同步設計與建設的采購

完整的BIM模型會按設計要求提供所有（或大部分）物件和材料的準確數量，施工方可以此作為采購的依據發送給供應商和分包商。BIM技術的應用還可以做到分區域、分階段統計材料和物件的用量，一次計算到位，一次運輸到位，避免二次采購，節省運輸成本，助力加快施工進度。

（3）優化安全文明施工方案

利用BIM技術中的施工進度仿真功能，將施工時間信息與空間信息進行整合優化，并與4D模型相融合，施工方即可從宏觀層面直觀地對建筑施工全過程進行觀察與分析。利用BIM技術創建的模型，可在施工過程中的洞口、臨邊、電梯井等存在安全隱患的位置布置安全圍欄，在進場施工前，對施工人員進行安全教育，形象又直觀，加深施工人員對危險區域的印象，減少施工安全隱患。

4.3 為精確化施工提供數據支撐

基于建立的BIM三維模型及搭建的各種臨時設施，可在進場施工前對施工場地進行優化布置，合理安排庫房、塔吊、加工廠地和工人生活區等位置，使施工場地各區域劃分更加合理、施工現場布置緊湊便利、施工道路暢通、從而達到場容整潔、文明施工及防火安全各項要求得到較好落實的目標。

（1）為解決對量過程中易漏項、查找難等問題，可利用BIM模型根據空間相對位置建立起對比關系，實現構件、樓層、圖元等工程量對比，分析量差產生的原因，提高結算工作的效率。成本預算部利用已建好的Revit模型，結合Revit to GFC插件導出gfc格式文件，導入到廣聯達量筋合一軟件中，減輕了預算員的重復建模的算量及工作量，使得預算員有更多的精力致力于現場成本管控，真正達到一模多用的效果。

（2）BIM5D砌體排磚限額領料，減少二次搬運，通過自動排磚功能，精確計算出每層砌塊用量，可以精確到剩余磚量在5塊以內。利用計算數據定點投放，根據墻面位置投放砌塊，以節省砌筑時間。統籌砌筑，減少建筑廢料，施工工人還可結合細分投料數據，合理安排砍刀數，增加建筑材料的利用率[5]。通過BIM排磚功能，形成從審核到砌筑再到檢查的閉環式質量管控過程。提高信息化管理水平，可有效控制潛在風險，降低二次搬運風險，節約施工成本。

（3）利用BIM5D，對二次結構填充墻進行排磚及優化，輸出排磚圖紙指導施工，同時出具采購量清單，對施工全過程進行動態模擬。利用工程BIM模型，結合工程計劃以及工程成本信息，可便捷掌握任意工程時間段的工程建造情況，以及物料和資金消耗情況，為施工過程中各個環節及時提供精確的進度、物資、成本等數據。

（4）總計劃和月計劃用斑馬進度計劃編制，通過關鍵線路進行總工期和月進度控制。

（5）模板和腳手架作為過程措施材料，具有周轉性高的特點。“高效周轉”“零庫存”直接等同于高效益。模架軟件提供了精確的材料統計用量，為項目部物資材料管理部門、商務部門以及現場管理部門解決庫存積壓、材料浪費現象提供統計工具和基礎。洋房和疊墅客廳設計為中空，層高高達6.4m，屬于較大危險源分部分項工程。利用廣聯達模架設計軟件對客廳的模板腳手架方案進行安全驗算，出具安全計算書，起到為現場施工提供安全技術保障的作用。

5 結束語

綜上所述，目前，BIM技術因其具有可視化、靈活性等優點而被廣泛地應用于施工現場。利用BIM技術，管理者可以建立起一個三維的立體模型，使施工過程中的各個環節都能以動態的方式呈現，便于管理者調整決策、設計、施工等方面的決策，并使各個部門共同努力，確保施工的順利進行。