BIM技術在工程施工中的應用分析

莊春燕

（廈門中聯永亨建設集團有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

國家大力推動數字化建設過程中，建筑施工行業也面臨數字化轉型，BIM 技術可為施工企業轉型提供技術支撐。BIM 技術作為新型數據處理技術，在強化施工管理，提高施工質量，降低成本投入方面發揮了重要作用。其圖紙會審、場地布置、深化設計等相關功能為當前工程施工過程中的技術管理及質量控制提供強有力的支撐。因此，為全面提升工程施工質量及效率，強化成本控制效果，對BIM 技術在工程施工中的應用作進一步的研究是十分有必要的。

1 BIM技術優勢

1.1 三維可視化

BIM 技術提供了可視化的呈現方式，將以往平面的對象以立體的方式展示，尤其對于復雜的構件更易于表達。可視化的結果可以讓項目在工程建設的各個階段包括施工階段的溝通更加有效，溝通過程更加清晰。

1.2 協調性

科學利用BIM 技術的碰撞檢測功能，能夠及時發現各專業之間存在的碰撞問題，協調各專業之間的不匹配或不合理之處。

1.3 信息集成

BIM 技術能夠將幾何信息與非幾何信息集成完整的信息模型，如把材料的檢驗信息和耐火等級，構件的采購和造價信息等賦予相關聯的三維模型中，且能夠在各方單位共享傳遞，為項目施工管理與決策提供很大便利，提升數據資料管理能效。

1.4 可模擬性

可針對施工規劃、施工方案或復雜工序進行預先模擬，科學合理的選擇最優或適用的方案。

1.5 工程量計算

通過模型自動計算工程量，提高了工程量計算、成本核算等相關工作的便利性和準確性[1]，能夠有效加強對于施工過程中材料、人員、設備等方面的管理，實現資源合理分配。

1.6 可出圖性

BIM 技術除了可以進行傳統的平、立、剖及詳圖的輸出外，還可以輸出BIM 應用方面的圖紙，例如：碰撞檢查后出具不同專業間的碰撞檢查報告，碰撞檢查修改完畢后出具管線綜合排布圖，砌體深化設計后出具排磚圖。

2 BIM技術在施工應用中的主要問題

2.1 BIM相關標準規范尚未完善

近幾年，國內及地方雖然已發布一些BIM 技術相關標準，但對參與各方的權利及義務尚未有明確界定，標準的實用性及可操作性還有待驗證和考究，BIM 技術相關法律法規系統還未完善。

BIM 技術標準是讓信息與數據在項目施工的各個環節、各專業、各單位之間，順利、高效地傳遞的關鍵。要有全面的、可靠的、相互關聯的BIM 技術標準體系，這樣才能發揮BIM技術的最大價值。

2.2 BIM技術人員缺乏

BIM 技術人員需要兩方面的素質：一方面，對BIM軟件能熟練應用，另一方面，需要自身有一定的工程經驗。能夠快速掌握軟件的技術人員有很大一部分缺乏現場工程經驗，而工程經驗豐富的技術人員往往軟件操作能力較弱，兼具兩方面素質的BIM 技術人員明顯不足。

現階段許多施工企業對于BIM 技術仍持觀望態度，這也導致BIM技術學習的能動性不足。

2.3 BIM軟件成熟度不夠

目前國內BIM 軟件公司通過對國產化產品的支持和配套技術服務，取得了良好的效果，但由于軟件研發所需投入巨大，軟件研發深度不夠，部分應用還難以達到預期效果。在各個階段中，針對各種應用點，采用多種不同BIM 軟件,如Revit、Tekla structure、Navisworks、Civil 3D、ArchiCAD 等等，各種軟件數據格式不同，軟件之間轉換互通性較差，加大了BIM技術的應用難度。

3 BIM技術在工程施工中的應用分析

3.1 圖紙會審

傳統的圖紙會審往往需要各相關單位花費大量時間及精力研讀各專業的平面圖紙，而BIM 技術的科學運用能夠實現對設計方案的可視化展現，建模過程中便于發現如結構圖與建筑圖中構建位置不一致等問題；并可通過碰撞檢測進行全面審查，各專業之間存在的不匹配問題能夠一目了然，碰撞檢測出的問題分為兩類，如表1所示。

表1 碰撞分類

運用BIM 技術能夠更加快速、準確去識別圖紙中的問題，有效規避實際施工過程中的問題，從而避免返工，以此確保施工過程順利，最大程度上強化施工質量控制，這對現場施工有著很重要的意義。

3.2 場地布置

采用平面布置，容易忽略三維空間上的問題，如塔吊吊運路線與其他塔吊、在建工程與周邊環境等的沖突。在項目建設之前，根據場地的特點和施工所需，提前建好場地的BIM 模型，對場地進行合理的布置，避免施工后由于場地布置不當而引起的交通堵塞和施工不暢等問題。

運用BIM 技術可以快速計算出施工作業面積，合理規劃現場材料運輸空間，準確模擬臨時性建筑物位置，細化交通線路和管線安置，提高施工場地利用率，在保證現場作業安全進行的同時，避免不合理因素的出現，降低了現場交叉作業的負面影響[2]。

3.3 深化設計

運用BIM 技術結合設計圖紙及施工現場實際情況進行深化設計，更合理地指導現場施工，降低施工難度。深化設計主要包括土建結構工程、鋼結構工程、幕墻工程、精裝修、管線綜合排布等等，表2 以某工程鋼結構深化設計及幕墻深化設計成果為例進行說明。

表2 深化設計成果

通過BIM 技術對復雜節點進行深化設計，提前對重要部位的安裝進行動態展示、施工方案預演和比選，從而更加直觀地展示施工意圖，避免返工。

3.4 工程量統計

在實際應用BIM 技術的過程中，系統可根據三維模型，自動展開工程量統計以及施工材料數據的提取，將工程施工所用的材料快捷地統計出來，并通過可視化圖表的方式輸出展示，為后續材料的采購、成本的核算等提供便利，有效提高工程量統計和計算分析的效率。同時也避免傳統人工計算模式下，可能帶來的數據準確性、完整性不足，計算失誤等方面的問題，提升工程量統計的全面性以及可靠性。

此外，BIM 技術的工程量統計功能還能夠有效解決工程施工過程中材料監管不足的問題。在實際工程施工時，通過BIM 技術能夠對施工材料用量、剩余情況等進行實時統計，幫助管理人員充分了解施工材料消耗情況，同時將施工進度與材料消耗量有機融合，為后續材料的采購和存儲管理提供可靠數據支持，在保障材料供應及時的基礎上，最大程度上減少材料積壓，減輕工程施工成本壓力。

3.5 可視化交底

交底環節是工程施工中的關鍵步驟，對于工程建設效果、施工質量等有著直接的影響。通過BIM 技術中的三維模型，為施工人員全方位展示設計內容以及相關標準要求，明確不同環節應用的技術手段，確保設計意圖能夠充分傳達給施工方，保障技術交底效果。尤其是針對新技術的應用，傳統二維交底方式難以達到良好效果，BIM 技術下的可視化交底，為施工人員模擬施工工藝流程，展示技術操作動畫，促使施工人員更好地學習，了解相應技術措施，既能夠提升實際施工效率，保障交底效果，還能夠促使施工人員更好地按照相應技術規范和要求實施作業，有助于提高施工過程的規范性，在保障施工質量效果方面有著良好的作用。

3.6 施工工序管理

施工過程中，難以避免會出現交叉施工情況，BIM技術的應用能夠將施工工序之間的關系和影響充分展示出來，有助于管理人員合理進行施工安排，強化進度控制，實現不同專業之間相互協調，同時還有助于規范施工過程，最大程度上規避各類施工問題[3]。

3.7 三維掃描

BIM 技術運用高速激光測距，能夠得到瞬時空間三維坐標，然后通過空間點云數據的獲取，可進行三維模型的構建。相較于傳統測繪技術而言，三維掃描技術的主要特點和應用優勢就是快捷、簡便，而且測得的結果更為精準真實，能夠為后續工作的開展提供可靠數據信息，在提高工作效率，保障工作質量方面有著良好的效果。此外，三維掃描建模技術的科學應用，能夠在工程施工建設的全周期范圍內，得到精準的數據信息，并能夠以此構建相應數字模型，實現工程實施過程中數據信息的同步采集和歸檔處理，可用于圖紙設計、施工協同以及現場管理等多個方面。

4 結束語

雖然目前BIM 技術在實際應用中仍存在不足，但不可否認，其在工程施工中逐漸發揮著不可替代的作用。BIM 技術在工程施工中的應用主要體現在圖紙會審、場地布置、深化設計、工程量統計、可視化交底、施工工序管理、三維掃描等方面，不僅能夠為各參與方之間的溝通交流提供良好平臺，實現數據信息的共享，更全面審查圖紙問題，合理進行場地布置，提升圖紙深化設計效果，而且還能夠自動進行工程量的統計和運算。此外，在可視化交底以及工序管理方面也發揮著重要作用，對于提高工程施工質量、效率，強化成本控制等方面都有著積極意義。