BIM 技術在建筑工程管理中的應用研究

陳 偉

隨著科技的飛速發展，建筑行業逐漸邁入數字化時代。BIM 作為一個集成的數字化工具，已經成為建筑行業關注的熱點，通過對建筑模型的構建、管理和共享，實現項目參與者之間的信息整合。它可以用于建筑設計、施工和運營階段，為項目參與者提供一個高效的協同工作平臺。本文主要研究BIM 在房屋建筑工程管理中的應用，旨在探討其在工程管理中的優勢，并通過實際案例福州S醫院進行驗證。

1 BIM 技術的應用優勢

BIM 主要包含三維幾何數據、構件屬性和關系數據、時間數據和成本數據等。三維幾何數據是BIM 技術的核心，包括建筑物的幾何形狀、尺寸、位置等信息。通過BIM，建筑師可以在設計階段快速生成具有準確尺寸和形狀的模型，提高設計效率和可視化效果。施工人員和業主也可以通過BIM 進行空間規劃和布局，提前發現問題并進行優化。構件屬性和關系數據是BIM 中的重要組成部分。每個構件都包含獨特的屬性信息，如材料、重量和耐久性等。此外，構件之間還存在特定的關系，如連接、依賴等。通過對構件屬性和關系數據的管理，可以實現自動化的任務分配、物料采購和施工計劃安排。時間數據可以幫助項目參與者進行進度管理和時間計劃安排，而成本數據則可幫助項目參與者進行成本預測和控制。通過BIM技術，項目參與者可以實時更新時間數據和成本數據，更好地管理項目的進展和預算。

BIM 的優勢在于其可以提供一個高度協同的工作平臺，不同的項目參與者可以共享模型，并實時更新和交流信息，這樣可以減少錯誤和沖突，提高溝通效率和工作效率。同時，BIM 技術還可以與其他軟件和工具集成，如項目管理軟件、仿真軟件和數據分析工具等，進一步提高工作效率和質量[1]。具體如下：

第1，BIM 能夠提供全面的項目可視化和模擬。通過建立精確的三維建筑模型，施工方可以在虛擬環境中進行工程分析和模擬，預測和解決潛在的沖突和問題，避免現場施工中的錯誤和延誤，提高了施工過程的效率和質量。第2，BIM 可以實現多方協同合作和信息共享。傳統的建筑工程管理中，各個參與方之間的信息流通往往不暢，容易導致誤解和誤操作。而BIM 可以將各參與方的信息整合在一個統一的平臺上，實現多方協同合作和信息共享。這樣設計師、施工方、監理方等各個參與方可以實時查看和共享建筑模型和相關信息，提前發現和解決問題，提高了項目的協同性和整體管理效率[2]。第3，BIM 還可以提供全生命周期的管理和維護支持。傳統的建筑工程管理往往只關注施工階段，很少考慮后期的維護和管理。而BIM 技術不僅可以在設計和施工階段提供支持，還可以將建筑模型與各種設備和設施管理系統進行整合，實現全生命周期的建筑管理。通過BIM，管理員可以實時監測建筑設備的運行狀態，及時進行維護和修復，提高了建筑的運營效率和可持續性。

在實際應用中，BIM 技術已經取得一些成就。例如，在某房屋建筑工程中，通過BIM 進行建模和協同合作，施工方成功解決了原始設計中的沖突問題，并提前發現防水層的缺陷。這些問題如果在施工過程中才被發現，將會導致施工延誤和成本增加。隨著科技的不斷進步，相信BIM 技術將在未來的建筑行業中得到更廣泛的應用。

2 BIM 技術在福州S 醫院工程中的應用分析

2.1 工程概況

福州S 醫院是一座中型多層醫院建筑，結構安全等級為一級，設計使用年限為50 年。總用地面積為4148.91 m2，總建筑面積14485.25 m2，建筑總高度為18.3 m，地上1 ～2 層的層高3.9 m，3 ～4 層的層高4.2 m，項目建設工期為441 d。福州S 醫院綜合樓建造過程使用BIM 技術，建立BIM 建筑模型的流程如圖1 所示，建成后的模型如圖2 所示。

圖1 福州S 醫院建筑BIM 模型建立的主要流程（來源：作者自繪）

圖2 福州S 醫院結構BIM 模型（來源：網絡）

2.2 具體應用

2.2.1 協同工作平臺

BIM 技術在福州S 醫院工程的應用主要包括以下幾個方面：

1）福州S 醫院BIM 技術協同工作平臺可以集中存儲和管理所有與工程相關的信息，包括建筑設計圖紙、材料規格、設備參數等。這樣，項目團隊成員可以通過該平臺共享和獲取所需信息，避免信息丟失和重復勞動。例如，設計人員可以在平臺上上傳設計圖紙，供項目經理和施工人員參考和使用，確保工程的一致性和準確性。

2）通過福州S醫院協同工作平臺，項目管理者能夠根據設計和施工進度要求進行資源調配，并制訂有效的工作計劃，提高工程的效率和準確性，減少資源浪費和時間延誤[3]。

3）通過福州S 醫院BIM 協同工作平臺，各方可以共同分析和評估工程項目中的潛在風險，并采取相應的措施進行控制和管理。項目團隊中的成員可以實時共享項目進展情況和風險管理措施，并及時更新和調整工作計劃，以確保項目順利進行。

4）福州S 醫院BIM 技術協同工作平臺可以提供建筑可視化的模擬和分析功能，幫助工程管理者進行決策和優化。通過協同工作平臺，工程團隊可以利用BIM 模型進行模擬和分析，以評估不同方案的可行性和應用效果。這樣，工程管理者可更好地理解工程項目的各個方面，并根據實際情況作出決策，提高工程質量和效益。

5）工程團隊可以利用BIM 模型進行碰撞檢測和沖突解決。通過在平臺上加載不同工程專業的模型，工程團隊可以檢查各個專業之間是否存在沖突或碰撞。如果有沖突可以通過平臺進行協商解決，及時修改設計方案，避免在施工階段出現問題。

6）福州S 醫院BIM 協同工作平臺可以提供工程項目的進度跟蹤和項目狀態報告。項目管理人員可以通過平臺查看和監控項目的實際進展情況，并與計劃進度進行比較，及時發現問題并采取相應的措施進行調整。這樣，不但可以確保項目按時完成，而且能夠預測和解決潛在的風險。

7）福州S醫院BIM協同工作平臺,可以與其他工程管理軟件和系統集成，實現數據的互通和共享。例如可以與質量控制系統、物料管理系統和設備維護系統等進行數據的交互和共享，提高工程項目的整體管理水平。

8）福州S 醫院BIM 協同工作平臺還可以提供智能化的工程管理功能，利用人工智能和大數據分析技術進行各種預測和優化。例如，可以通過平臺對材料和設備的需求進行分析，優化供應鏈管理，減少庫存和浪費。

2.2.2 可視化與溝通效果

BIM 技術在工程管理中的應用能夠帶來可視化與溝通效果的顯著提升。通過BIM 技術，工程管理者可以將建筑項目的所有相關信息進行集成和管理，實現項目的可視化和溝通目標，具體如下：

1）利用BIM 技術可以建立三維建筑模型，提供項目的全景視圖，使工程管理者直觀地了解項目的整體布局和各部分之間的關系，更準確地評估項目的可行性和風險，并及時采取相應的措施。

2）BIM 技術還可以幫助實現實時的可視化溝通[4]。通過將相關方的數據集成到BIM 模型中，所有項目參與者可以在同一個平臺上進行信息共享和交流。工程管理者可以通過模型的演示和展示功能，直觀地向項目團隊成員和利益相關者傳達項目的目標、計劃和進展情況。

3）利用BIM 技術可以實現不同專業之間的協同工作和溝通。在傳統的建筑項目中，不同專業往往獨立工作，相互之間的溝通很少。而通過BIM 技術，不同專業設計師可在同一個模型上進行協同工作，實時查看和修改設計方案，這樣可以減少誤解和錯誤，提高項目的效率和質量。

4）利用BIM 技術可通過可視化的方式展示項目的施工過程和進度安排。將項目計劃和資源管理與BIM 模型結合起來，工程管理者可以更直觀地了解項目的施工進度和資源分配情況，這有助于及時發現和解決施工中的問題。

5）通過BIM 模型的可視化功能，工程管理者可以對施工過程中的質量問題進行監測和檢測，及時發現和解決潛在的質量問題，確保項目的質量達到要求。

2.2.3 碰撞檢測

在福州S 醫院工程項目實際施工前，把已構建好的建筑、結構等BIM 模型集成到Navisworks 中，利用Navisworks 的Clash Detective 模塊，對各個專業管線之間、各專業管線與工程建筑結構之間的重復項進行施工前的碰撞沖突檢測，提前檢測到沖突錯誤，防止出現工程量誤算的情況。從而達到事前控制及優化進度的目的，實現對工程項目進度的初步優化[5-6]。

福州S 醫院工程建設項目的碰撞檢查通常分為硬碰撞和軟碰撞兩類。所謂硬碰撞就是兩個實體之間發生交叉碰撞。軟碰撞也稱為間隙碰撞，是指兩個實體之間沒有發生實際的碰撞，但實體的距離或實體周邊空間無法達到安裝或維修等相關的施工需求。軟碰撞還包含一種特殊的情形，即在動態施工過程中，可能會發生如車輛行駛產生的碰撞，施工機械在運作過程中產生的碰撞等。在進行福州S 醫院碰撞檢測時，硬碰撞和軟碰撞都需要被考慮在內。

硬碰撞可以通過Navisworks 的Clash Detective 模塊進行快速、準確的檢測。而對于軟碰撞，需要結合實際情況，借助專業的知識和經驗，利用Navisworks 的三維可視化功能，進行深入細致的分析和模擬。為了提高碰撞檢測的效率和精度，通常會在模型構建階段就開始進行數據整合和標準化工作。在BIM 模型構建過程中，所有福州S 醫院的數據都需要按照統一的標準進行創建和整合，以確保模型的質量和可靠性。同時，為了確保碰撞檢測的準確性，還需要對模型數據進行細致的清理和優化，去除冗余數據和錯誤信息。

要確保福州S 醫院所有的專業管線、建筑結構等都被納入碰撞檢測的范圍，不留死角。對于檢測到的碰撞，需要進行深入細致的分析，找出根本原因，并提出相應的解決方案。對于福州S 醫院檢測到的碰撞，需及時反饋給相關的設計、施工等部門，以便及時進行調整和優化。在施工過程中，還需要持續進行碰撞檢測的跟進工作，以確保施工質量和進度。通過以上的步驟和方法，可以有效地進行福州S醫院工程建設項目的碰撞檢測，提前發現并解決潛在的沖突和問題，從而達到優化工程進度、提高工程質量的目的。同時，還可以為工程項目的決策提供更加科學、準確的數據支持，提高項目的社會價值和整體效益。

除此之外，福州S 醫院工程建設項目還采用了其他多種優化措施，例如：通過引入現代化施工技術和設備，提高施工效率；通過加強項目管理，提高團隊協作效率；通過優化設計方案，降低工程成本等。這些措施的綜合應用，使得福州S 醫院工程建設項目在保證工程質量的前提下，有效縮短了工期、降低了工程成本、取得了顯著的社會效益和經濟效益。福州S醫院工程建設項目通過采用BIM 技術進行碰撞檢測和進度優化，為項目的順利實施提供了重要的技術支持和保障。隨著BIM 技術的不斷發展和完善，其在工程建設領域的應用將會更加廣泛和深入，為工程建設項目的優化和管理帶來更多的機遇和挑戰。但也要認識到，BIM 技術的應用需要專業的技術人才和豐富的實踐經驗，只有不斷提高技術水平和管理能力，才能更好地發揮BIM 技術在工程建設領域的作用，推動工程建設行業的持續發展。

3 結語

隨著建筑行業的發展和技術的進步，BIM 技術作為一種新的工程管理方法被廣泛應用于各類建筑項目中。福州S 醫院在建筑工程管理中應用BIM 技術的研究總結表明，該技術對于提高建筑工程管理的效率和質量具有重要意義：第1，BIM 技術可以提高建筑工程設計的精確性和可視化程度。第2，BIM 技術可以提高建筑工程施工的協調性和安全性。第3，BIM技術可以提高建筑工程運維的效率和可持續性。第4，BIM 技術可以利用設備模型進行能耗分析和優化，幫助醫院節約能源和減少環境影響。但是，BIM 技術的應用在未來還存在一些挑戰和問題，要進一步研究和改進。