BIM技术在建筑施工中的应用研究——以某工程项目为例

杨 露

(福建省建设信息中心 福建福州 350001)

0 引言

随着我国经济社会的快速发展和科学技术水平的不断提升，各行各业都纷纷借助当今时代科学技术尤其是信息技术强大的渗透力，取得更快捷的发展，建筑行业也不例外。面对行业市场竞争的不断加剧，不得不逐日增强企业自身的科学技术含量，智能化的建筑施工也就理所当然成为当今建筑行业特别关注的重要内容。因此，探究BIM技术在建筑施工中的应用很有必要，既具有时代意义，也具有重要的现实价值。基此，本文在探究BIM技术的智能化之间内涵基础上，以某一具体工程为例，详细阐述了BIM技术在建筑工程施工中的实际应用步骤，以助推建筑行业朝科技化、信息化发展。

1 BIM技术与智能化

随着现代社会计算机技术和通信技术的快速发展，建筑行业中信息系统的应用更加广泛，为企业具体业务的开展、战略战术的制定和日常的管理运营等打下了坚实的基础，大幅度地提升了工作效率，从某种程度上保证了企业的经济效益和社会效益，不仅在一定程度上部分或完全取代了企业中某些繁琐工作，降低了企业人力资源消耗，解决了企业高层次人才供不应求的难题，而且在极大程度上使得建筑工程各项信息数字化，使相关工作人员能更加有效地指导实际施工过程。比如，BIM技术以三维几何模型为基础形成相应的BIM结构模型，该模型不仅包括了基本建筑材料构件信息和加工要求等，更包括了建筑工程施工过程中的成本、进度、质量等管理信息。也就是说，BIM技术平台在建筑工程智能化施工过程中，为其应用系统提供了相应的基础数据信息，为解决工程施工统筹管理人、材、机等过程和协调优化进度、成本等提供了平台，更为工程施工数据的整理和优化奠定了重要基础。

2 BIM技术在建筑施工中的应用步骤

2.1 数据采集应用

一般而言，建筑工程施工人员在利用BIM技术建立相应的结构模型前，应尽可能多地采取现场勘察等方式详细周全地了解项目所在地的实际条件，以最大程度掌握工程项目建设基本信息数据。在借助记录等方式将工程信息、重要数据等进行存储的基础上，运用现代化的信息技术对相应数据信息等进行分类整理和加工，从而筛选出有效数据信息形成和工程建设实际规模相吻合的数据资料库，为工程建设各阶段资料的查看和数据的调取等打下坚实的基础。图1为BIM技术在工程施工中应用流程的示意图。

图1 BIM技术工程施工应用流的示意图

2.2 细化应用流程

在构建以实际工程施工信息为基础的建筑结构模型时，相关工作人员应将工程实际施工过程中所产生的数据信息相互分解归类，在结合工程实际建造情况的基础上，深入研究各施工数据和施工信息，从而达到全过程施工管理标准的最终目标。与此同时，BIM信息技术平台下的建模能最大程度上将以往繁琐的施工工序等进行简化，在全面协调BIM平台所有子系统的基础上，大幅度提升整体工作人员的施工效率。此外，BIM技术作为现代社会智能化发展的新型技术形式，在极大程度上弥补了传统管理模式难以适应现行标准规范和庞大数据处理的缺陷，增加了工程施工的实际效率，而且在一定程度上加强了管理工作人员的专业素养和专业技能。

3 建筑施工管理中 BIM 技术的有效应用——以某工程项目为例

3.1 工程概述

该建筑工程高528m，共计115层，基础埋深达37.3m，整体建筑面积达43.7万m2，主要用于商业写字楼、办公楼和旅游观光等。该工程为钢筋混凝土巨型框架结构和核心筒结构混合的整体建筑类型，总体用钢量12万t。同时，该工程项目总体合同周期为3年，施工任务较为严峻，工程项目周期较紧，且该工程总体施工要求精度较高，工程设计在其实际施工过程中较为多变，整体工程量和图纸量较大，而建筑工程实际施工空间较小。因此，现场施工人员和技术设计人员等必须尽可能合理地对工程项目整体施工构件进场、堆放及施工流程等进行合理的规划，以保证该工程项目的顺利施工。

3.2 设计的深化阶段

众所周知，建筑工程设计工作进入深化阶段后，相关工作人员就需要从各方面对其前期所设计的施工图纸等进行完善系统的补充，以期能最大程度地保证设计图纸在实际施工过程中的合理性、可靠性和安全性。而深化阶段的建筑工程设计工作其所涉及的范围更加宽广，工程设计内容更加繁杂[1]，因此需要相关工作人员进一步考虑建筑工程施工材料和施工机械设备等外界环境因素对施工过程的实际影响，以期能最大程度地避免细小环节设计上的差错而导致后期整个工程建筑设计成果出错。BIM技术和建筑工程深化设计阶段的融合，在一定程度上有效解决了该问题，对传统设计模式下工程设计阶段深化过程中的各种阻碍和弊端的清除有着不容忽视的重要作用。一方面，三维建筑工程结构模型的运用，能在更大程度上加强相关施工人员对土建设备专业模型的认知、完善和优化。其次，BIM技术平台上碰撞检测功能的运用，能有效地对存在碰撞现象的关键点进行快速查找，并在实际施工过程中重点监测该施工工序，为建筑工程施工问题产生原因的探讨做出应有的贡献。此外，BIM技术平台还能够做好相应的检测报告输出工作，快速及时将建筑工程结构检测信息反馈给相应技术人员和管理人员，为提升整体设计效果提供数据支撑。

就该建筑工程项目深化设计阶段而言，由于该工程实际用钢量巨大，施工标准和施工质量要求较高，因此，为最大程度上避免工程项目实际施工过程中相关工作人员因交叉施工给工程项目顺利建设带来的不良影响，该项目相关设计人员充分利用了BIM平台三维模型构建的优势，将工程中钢结构构件的实际尺寸、具体位置等有效信息完整地储存在平台上，相关专业工作人员在参考此类数据时仅需要针对性地调取相关数据库。

与此同时，该三维模型能完整清晰地呈现土建、机电、暖通等专业的数据信息，使有关工作人员能快捷借助其模拟分析功能，合理规划其施工场地，使该项目的堆料场、车行道和人行道等位置划分合理，不仅满足了施工现场工程项目顺利建设要求，而且最大程度地减少二次搬运量。图2为该项目钢结构的BIM三维结构模型示意图。

3.3 组织阶段

在建筑工程施工管理组织阶段，BIM技术应用主要体现在总场平面的布置和工艺模拟与施工方案两方面。

就建筑工程总场平面的布置而言，BIM技术管理平台能为现场平面布置提供了良好的规划理念和规划方案，能够在相关工作人员完成建筑工程结构模型和场地模型的建设后，进一步对施工现场的相关工作进行模拟，为工程施工现场资源和设备布置等提供相应的数据信息。同时，BIM技术平台能在不同施工阶段所构造的各种结构模型基础上，借助颜色分类方式对各施工区域进行一定的标准划分，从根本上实现工程施工方案的现场组织和可视化管理布置等[2]。

就建筑工程工艺模拟和施工方案而言，BIM技术平台能够借助自身三维建模和动态模拟的独特性质，对各种环境下各种不同的施工方案等进行模拟优化，为工程建设成本、进度等的控制提供相应的支撑。

此外，BIM技术平台能在工程项目实际施工开展前，对所涉及到的各项施工工艺和施工流程等进行逐一演示和展现，帮助施工现场相关工作人员最大程度地认知施工工艺和施工技术，为降低项目所在地周围环境对工程施工所造成的干扰奠定支撑；更好地开展技术交底、图纸交底以及各施工部门之间的沟通等提供良好的平台。

就该工程项目而言，现场施工人员有效利用了BIM平台的三维结构模型功能，模拟该项目4D施工的具体流程和工艺，并将项目施工实际进度信息、物料使用信息及与预期目标间的施工差异等进行了对比，使工作人员能有效感知实际施工优势，尽可能地弥补传统工程项目施工管理下横道图控制工程施工进度的不足，促进了现有工程项目施工工序和施工流程等逻辑清晰。同时，导入Naviswords的三维结构模型，进一步模拟重要施工工序，并通过移动钢结构构件位置或调整现有工艺施工参数的方式，将实际施工效果借助三维动画的形式完整展现，帮助施工管理人员和技术人员就工程项目模拟施工效果不断改良和优化钢结构现有的安装细节，为工程的顺利建设奠定良好基础。

3.4 生产阶段

BIM技术在建筑工程施工管理生产阶段应用，主要体现在进度管理、资源管理和质量管理等三大方面。

就进度管理而言，在BIM技术平台上，建筑工程结构模型、造价信息以及工程设计进度计划等三者间相互关联，不仅在一定程度上为实现5DBIM模型的构建做出了重要贡献，更为虚拟施工对整个工程项目建设进度控制和管理优化等提供了强有力的数据支撑。在施工工作人员长时间对建筑工程结构模型进行完善的基础上，工程施工建设的初级模型结构基本成立，随之而来的造价曲线和施工任务也就一并产生[3]。在此过程中，项目管理人员可根据工程项目实际施工情况，在考虑整体建筑工期的基础上对重大工程建设时间节点进行查看，从而提升管理人员对工程建设进度的把控。此外，工程管理人员还可借助建筑结构模型虚拟施工的实际情况，对项目进度和项目资金趋势等进行科学预测，为工程的顺利完工做出应有贡献。

就该工程项目而言，现场施工人员根据工程项目的实际施工需求，将施工现场的材料、机械设备、人力资源配置等参数信息输入相应系统，借助BIM技术平台中的建模功能，形成符合展示实际施工情况的施工动画，以直观地展现该工程钢结构、板结构和墙体结构等重要工序施工的实际流程，从而强化、细化技术交底，为减少工程项目实际施工失误和控制工程现有施工进度奠定基础。同时，还能进一步展现工程施工现有的钢结构焊接长度等信息，并通过相关方法优化焊接长度，为现场施工人员有效区分钢结构中的薄板和厚板奠定坚实的基础。

4 结语

综之，BIM技术的全面应用，将在极大程度上对建筑行业的进步产生不容忽视的重大影响，能大幅度提升建筑工程的集成化程度和各工程参与方的实际工作效率，为建筑行业的进一步发展和经济效益与社会效益的保障等奠定坚实的基础，为提升我国建筑企业相应的规划、设计、施工以及整个工程全生命周期管理水平等做出应有的贡献。