BIM对建筑工程施工技术影响研究

刘晓东++田林++高子钰

摘要：为了系统地探讨影响建筑工程施工技术的主要因素，运用矩阵理论分析方法通过对实施BIM（ building information model）前后建筑施工过程监控及施工技术开发、大体积混凝土浇筑工程施工工艺过程控制工作变化对比及问题分析，较好地分析了BIM对建筑工程施工技术在施工效率提高、施工成本降低及技术问题分析精准性3方面的影响.

关键词：BIM；矩阵理论；施工技术

DOI： 10.15938/j.jhust.2015.03.023

中图分类号：TU712.1

文献标志码：A

文章编号：1007-2683（2015）03-0117-04

0 引 言

建筑业是一国经济发展的支柱产业，中国建筑业有全球最大的建筑市场，建筑业的发展很大程度上取决于施工技术的专业化发展水平.我国建筑工程施工技术发展水平仅为发达国家的30%左右.

BIM技术，被很多享誉国内外的建筑专家及学者冠以“具有划时代意义”的技术.BIM思想萌芽于20世纪70年代.之后LAISERIN及刘照球都对其概念进行了定义.美国斯坦福大学CIFE中心针对32个项目的深入数字统计最新研究表明：BIM技术可节约造价约10%，节约工期约8%.清华大学以张建平为核心的科研小组研发现场施工管理3D模型，对施工现场资源及信息进行了有效集成.通过应用BIM，可以对全部的建筑业务包括设计、施工、招投标及概预算进行有机地整合.BIM的应用过程穿插于建设项目寿命周期的全过程. BIM技术可靠地实现了施工现场的信息表达，可以用于项目的全过程管理，其可以通过模拟技术实现全方位施工管理信息资源的集成.

1 实施BIM前后的施工技术工作分析

1.1 实施BIM前

施工技术工作主要做好施工过程监控工作、施工工艺控制、施工方案优化及技术开发工作等.施工技术工作是指施工方案的制定、施工组织设计的编写及落实、施工工艺监控等.

施工过程监控是指对施工过程进行控制，如液压提升作业控制、提升模板脚手架控制等.

以大体积混凝土现场浇筑施工及温度变化测量技术为例：①控制混凝土温升；②延缓混凝土降温速度；③施工监控工作.

1.2 问题分析

1.2.1 施工过程监控成本

实施BIM前，施工过程监控需要安排布置大量的施工技术人员，进行施工现场的作业，工作人员对现场监控信息的反馈，是通过人工手工抄写的施工记录和人工传递的方式进行的，现场监控信息的获取及传递的效率低，需要大量的工作人员，传统的工作管理方式，导致过程监控成本高.

1.2.2 大体积混凝土浇筑施工的温度控制

传统测温方法是采用模拟信号传输进行，温度传感速度慢，精度差，工艺交叉频率高，检测周期长，投资浪费巨大，温度监测质量不容易得到保证.

1.2.3 基于矩阵理论的施工技术问题评价

1）构建评价矩阵

设计评分表格.例如：安全优良率“中”，则在“U3”“中”下打“√”这样就形成了初始评价矩阵表1.

2）设立指标权值矩阵

构建指标权值矩阵，例如：工程技术指标权值矩阵

经讨计笪得二级评价结果矩阵为：

3）顶层指标权值计算

经过计算得到顶层指标权值：

4）计算量分

经过计算得分S=1.5，根据评定标准，结论为差.

1.3 实施BIM后的施工技术

1.3.1 施工过程监控

通过应用BIM技术，在施工现场周围借助数码摄像技术，进行施工现场的安全、质量、环境及文明施工等方面的技术控制.

通过设计安装服务器，借助现代互联网系统，结合建筑信息模型技术，实现适时信息传输，做到效率高、周期短、达到预期的技术控制目标.现场获取信息与浏览.BIM实现了建设项目的柔性管理.

1.3.2 工艺控制

无线射频技术取代传统的信息采集方法，实现了信息反馈的高效化，针对混凝土的浇筑、振捣、养护等全部现场技术状况做到精确、高效的分析处理[21].

1.4 实施BIM后施工技术工作变化

通过对实施BIM环境下施工技措施术工作的描述，可以对实施BIM前后施工技术工作变化进行对比分析，具体见表2、表3.

1）施工现场信息收集

实施BIM后，改变了原来现场人工记录收集的方式；

2）现场信息传递

实施BIM后，互联网络信息平台传递取代人工；

3）信息分析

实施BIM后，改变了原来人工分析的方式，提高了分析的精准性；

4）信息存储

实施BIM后，改变了原来人工现场记录，纸介质存储的方式；

5）大体积混凝土浇筑温度信息采集

实施BIM后，改变了原来人工温度采集的方式；

6）大体积混凝土浇筑温度信息传递

实施BIM后，射频技术传递信息取代传统的人工传递；

7）大体积混凝土浇筑报表及温度曲线生成

改变了原来人工手工编制、手工绘制的方式，现场施工监测温度信息技术提高、改进创造了非常便利的条件；

8）大体积混凝土浇筑温度信息分析

实施BIM后，改变了原来人工分析的方式；

在信息化高速发达的当下，电子存储介质方式多种多样，移动硬盘、优盘等.携带方便、小巧轻便，这些都为现场施工技术人员进行技术监控、安全控制等工作带来很大的便利.

2 BIM对施工技术的影响

2.1 BIM技术因素分析

基于以上分析，得到影响因素有：信息取得、信息查询、信息分析、信息储存、信息形成及传递.

2.2 施工技术工作对企业相关工作影响

2.2.1工作步骤减少

实施BIM后，新增施工资料的添加录入，计算机软件辅助人工完成，避免了重复录入.

2.2.2人工作业减少

1）脱离人工传递

提高了施工现场资料文件传递速度；由于避免了人员因传递施工现场资料文件的流动，减少了施工技术工作人员交通费用的开支；缩短了建设周期.

2）脱离手工查找

在BIM环境下，采用计算机辅助查找的方式，较好的解决了这些问题.

3）脱离人工分析方式

利用管理软件对其进行分析处理，提高了统计的效率；减少了施工技术管理工作人员的工作量；计算机的辅助运算，在一定程度上提高了数据计算的准确性和精确性，其中准确性是指数据统计分析的结果与数据实际情况符合的程度，精确性是指在数据统计时能够达到数据精确的位数.从而提高.

4）脱离手工编制

利用计算机软件编制，减少了大量纸张、写字笔的使用，同时降低了工作人员的工作强度，降低了人力资源耗费.

5）脱离手工录入校核修改

施工资料信息的录入、校核、修改工作由计算机软件辅助人工进行，使人工工作量减少.

6）脱离人工获取信息

施工现场信息收集、大体积混凝土温度信息采集，采用多媒体技术、掌上电脑技术、传感技术进行，改变了原来人工现场记录的方式.

2.2.3纸介质减少

改变了大量使用纸张作为信息传递及储存载体的局面BIM对施工技术工作产生的影响过程具体如表4所示，

3 结 论

本文通过对应用BIM前后的施工技术工作进行对比，找到影响施工技术水平的BIM因素，将BIM因素对施工技术工作变化的影响进行了系统的分析，得出结论如下：

1）提高施工效率，新增施工资料信息添加的重复录入工作量大量减少；档案查找方式以计算机软件查找为主；脱离了手工编制、绘制工艺控制表格及温度曲线；温度信息传递采用的是最先进的无线射频技术；应用质量安全事故分析软件揭示施工缺陷事故原因；实现管理信息系统软件的温度曲线分析，提高了施工效率.

2）新的资料信息存储方式更加环保，降低施工成本.互联网络平台传递施工现场温度信息；脱离手工核对修改项目建设的内业资料，不再以纸介质为设计、施工计划的传递载体，专家现场分析工作减少，大大降低施工成本.

3）提高施工技术问题分析的精准性.通过实施BIM，信息添加，档案资料查找，施工现场工艺及技术信息的传递，质量问题、缺陷乃至施工的分析、技术资料的分析不再完全依靠人工，能够借助BIM实现的，全部由BIM完成，剔除很多人为主观因素的影响，使施工技术相关分析更加客观、科学、合理.