信息技术在建筑工程项目管理中的应用探析

2020-03-08高超峰

工程技术研究 2020年1期

高超峰

（广州穗科建设管理有限公司，广东广州 510000）

据《中国建筑业发展形势分析》显示，截至2019年6 月末，我国建筑业累积完成总产值10.162 万亿元，较同期增长7.2%；新签合同额为12.03 万亿元，同比上年增长2.47%。当前“互联网+”与信息技术在工程管理领域得到了日益广泛的渗透，将BIM、大数据等信息技术应用于建设工程中，可实现对工程项目的全过程、实时、动态管理，为工程量精度与工程管理效率的提升提供保障。

1 工程实例与典型信息技术手段分析

1.1 工程概况

以某建筑工程项目为例，该项目位于我国某沿海地区，临近省道与滨海路。该建筑地上部分共计18 层，建筑结构为剪力墙结构，总建筑面积为16105.52m2，室内外高差为0.3m，建筑使用年限为50 年，抗震设防烈度为7 度；地下部分为1 层地下室，总建筑面积为13396.11m2，层高为4.1m，覆土1.2m，埋设5.6m，可容纳机动车500 余辆，属于Ⅰ类地下车库。

将以BIM 为代表的信息技术手段应用于工程项目管理中，主要围绕以下五个阶段入手：（1）项目决策阶段，基于BIM 技术将收集到的建筑工程数据转化为三维模型，实现工程造价的精确预估，综合比选出最优方案；（2）项目设计阶段，利用Revit 软件创设建筑的三维可视化模型、实现技术交底，将模型导入Naviswork 软件中进行碰撞检查，实现对施工进度、工程成本的5D 模拟分析，采用Fuzor 软件进行三维模型的沉浸式漫游分析，利用Lumion 软件生成场景渲染图；（3）招投标阶段，由建设方基于BIM 技术完成工程量清单的编制，依托三维立体模型显示构件信息，供造价人员进行工程造价评估，并依托BIM 模型进行施工进度、资金资源用量的管控，实现对关键施工部位的精确化模拟；（4）施工组织阶段，利用BIM 技术进行施工可视化模拟，实现对施工成本、进度、质量、风险的控制与预判；（5）竣工验收阶段，利用BIM 模型存储竣工信息，便于提升工程结算效率[1]。

1.2 典型信息技术手段

（1）虚拟施工技术。作为BIM 技术的重要分支，应用虚拟施工技术的主要目标即为实现建筑设计合理化，利用计算机提供的载体支持实现差异化建筑数据的立体分析，构建建筑物的物理观测模型、空间特征观测模型，在正式开展施工前预先进行建筑设计试验，为建筑施工质量创设完备保障。

（2）碰撞检查技术。基于BIM 技术开展三维碰撞试验，由设计人员与业主共同创建BIM 模型，设计人员利用碰撞检查技术进行指定图元的检测，例如结构梁、结构柱、支撑、门窗、楼板等。通过分析检测报告明确其中存在的冲突行为，进而制定解决冲突的具体方案，借助预先模拟防范后续施工建设过程中出现软硬碰撞情况，为施工进度、工程质量提供保障。

（3）工程算量技术。利用计算机处理系统配合BIM 技术可以构建建筑构件的立体模型，自动完成构件几何信息的计算，取代传统设计图纸实现构件材质、规格参数、数量等信息的可视化呈现，并且便于后续产生工程变更情况下及时进行施工数据的修改，只需利用BIM 模型便可实现变更数据的更正，提高工程项目管理效率。

2 信息技术在建筑工程项目管理中的具体应用

2.1 项目决策阶段

建设单位应基于技术、经济两个视角进行建设方案的可行性论证。利用BIM 技术针对不同建筑方案所涉及的数据进行转换处理，基于标准数据完成三维模型的建构，通过观察模型可以实现建筑主体结构、景观环境、光照情况、热舒适性等指标效果的仿真显示。同时利用三维模型所反映出的建筑各结构、构件信息进行工程造价的预估，综合比对多项建设方案选取最优结果，为决策方案的编制提供合理依据[2]。

2.2 项目设计阶段

（1）可视化交底。伴随现代建筑业的发展，建筑物的结构形态、功能需求日渐复杂化，部分关键节点对于施工设计、工艺技术、施工组织提出了较高的要求，因此应基于施工质量验收标准实现建筑工程设计的可视化交底。利用基于BIM 技术的Revit 软件构建建筑的三维信息模型，将建筑设计要点直观呈现给施工人员，并详细梳理关键工艺节点、施工流程与安全质量要求，最大限度降低返工率、减少成本浪费问题。同时，在正式开始施工前利用VR技术进行施工现场的安全可视化交底，明确定位基坑、脚手架等危险源，引导施工人员充分认识到施工安全管理的重要性，配合虚拟实景强化业主对建筑实体的观赏体验，便于业主及早提出问题，降低后续工程变更概率。

（2）协同设计。通常在建筑结构设计过程中需综合考虑多项施工设计因素，诸如结构设计、设备设计、机电设计等，应保障各专业间实现良好衔接，避免产生碰撞问题。在此应基于BIM 协同平台创设信息共享机制，引导不同专业设计人员进行数据交流，可采用文件链接、工作集等方式开展协同性设计，以此解决电梯井、防火分区等特殊要素与其他设计布置间的冲突问题，并利用可视化功能及时查看裙楼、幕墙等位置有无异型设计问题，提高建设项目设计效率。

（3）性能指标模拟分析。设计人员需利用BIM 技术进行建筑工程项目的节能系统、安全通道、热能传导、通风系统等各指标的模拟分析，综合考察项目运行周期、可持续发展等建设目标，实现对建筑设计方案中涵盖的结构布局、能耗、安全等参数的模拟分析。依托全方位可视化管理发掘出建筑设计中存在的问题，并完成性能指标的调整，将优化的设计方案反馈给专业人员，便于向投资方展示直观模型数据，为后续建筑施工创设完备的前提保障。

（4）净高与安全分析。进入深化设计阶段，要求设计单位与建设方构建密切沟通机制，利用BIM 技术进行诸如管线综合平衡设计等重要节点处的检查，便于及早发现存在的碰撞节点并进行调整，减少后续施工过程中因管线碰撞而导致的返工问题。该项目中选取Fuzor 软件进行沉浸式漫游，在此过程中实现对模型净高、安全防护等情况的分析。其中在针对地下室管线净高进行分析时，将高度检查值设为2.2m、检查间距为0.5m，在运行系统后发现部分区域出现红线标记，则说明存在部分区域的桥架净高未超过2.2m，因此需由设计人员针对管线净高进行优化设计；在针对地下室暖通净高进行分析时，将高度检查值设为2.2m，系统运行后的检查结果为暖通净高2.5m，由此说明其符合设计要求，无需进行更改。

2.3 招投标阶段

（1）工程量清单编制。由建设单位基于BIM 模型完成工程量清单的编制工作，其模型内部涵盖建筑构件的材质、规格、数量、安装工艺等信息。利用三维立体模型可实现不同构件物理信息、空间位置的直观呈现，进而将生成的工程量清单导出，提高工程量计算精度，也为造价管理工作提供重要参考依据[3]。

（2）投标报价优化。由投标单位利用BIM 技术完成施工方案、资源配置计划的编制，在模型内部选取进度、成本等参数构建关联性，结合工程实际情况进行资本分析，进而依据进度计划计算出工程项目各阶段材料、设备、资源的利用情况，为施工进度计划的编制提供参考依据。在此基础上，完成资金用量计划的编制工作，由投标单位完成投标文件的编制，提高施工方案、工程造价管理计划编制的合理性，从而更好地提高其报价的竞争力。

2.4 施工组织阶段

（1）碰撞检查与施工方案模拟。该工程采用Navisworks 软件进行碰撞检查，将地下室管道系统、风管系统模型及碰撞构件等导入Navisworks 软件中，生成碰撞报告；随后将碰撞构件ID 号导入Revit 软件中，跳转到具体的碰撞位置并呈现出三维效果，以此进行施工设计的修改，生成修改后的三维效果图，实现模型深化设计。接下来将施工进度计划输入Fuzor 软件中，完成施工模拟方案的编制，利用其过滤器功能实现施工区域、构件的筛选，并进行施工工艺技术、流程的动态模拟，便于制定成本、进度控制目标。

（2）工程量统计。利用Revit 软件涵盖的数据统计功能实现建设项目的5D 模拟，生成不同构件的参数信息，配合计价软件获取到对应构件的价格，自动生成价格统计表。同时，可以在该软件中输入项目共享参数，用以查询不同时间节点、施工建设单位、各分项工程的工程量清单，供相关人员完成人力、材料、设备等使用计划的编制工作，实现对施工过程的精细化管理。

（3）施工质量控制。管理人员借助BIM 模型可以及时获取到有关项目的施工信息，动态掌握施工现场具体情况、施工进度、安全质量等信息，便于实现对施工现场的规范化管理。同时，利用BIM 模型可实现施工质检、监理信息的实时记录。质检人员或监理人员可将其在施工现场检验到的不合格信息进行即时上传，由施工人员查看BIM 模型寻求到存在质量问题的具体位置，并结合意见进行改进，优化工程建设质量。

（4）施工风险预判与模型渲染。通过汇总项目计划、施工进展等模型，可实现建设项目各阶段风险要素的有效总结，利用不同颜色进行风险要素及其严重性的可视化呈现，为施工管理提供重要参考价值，减小安全事故发生的概率；同时，利用BIM 技术可动态呈现出不同施工工序所囊括的边界、空间范围，防范因各工序间产生空间冲突而引发机械伤害事故，保障施工安全性；建设项目各参建方还可以借助BIM 模型实现对施工全过程的智能监控，进一步为施工管理提供可靠技术支持。此外，利用Revit 软件可将施工设计图纸转换为NWC 文件，将其导入Lumion 软件中进行模型渲染，创建出逼真的虚拟现实场景，添加人物、绿化、建筑小品等贴图，优化效果图的展示成果，为甲方提供更加丰富的参考价值。

2.5 竣工验收阶段

利用BIM 模型可存储竣工信息、变更数据，生成工程数量的汇总结果，为监理单位的竣工验收工作创设便捷条件，还有助于提高工程结算效率。同时，利用BIM技术还可实现对建筑空间、设施、隐蔽工程等方面的管理，例如利用BIM 模型可迅速定位消防疏散通道所处位置，并查看周围是否有消防器材、报警设备等，为人流疏散、应急逃生提供重要支持。