基于BIM技术的建筑工程设计管理研究

李岩斌

摘 要 在国营建筑企业于产权结构、治理机制层面不断深化改革和私营建筑企业不断涌现的背景下，这一劳动密集型与管理密集型产业利润率持续走低、“僧多粥少”之现象愈加严重、且相对较低的入门准入度使以往所制定的内部管理机制之效能被削弱、建筑市场由良性竞争转向建筑工程管理混乱的恶性发展，其问题主要体现为：产权结构单一、产业结构单一、经济效益不佳、人才流失严重、信息化管理落后等;科学技术是第一生产力，通过在大型建设项目的管理过程中引入当代最先进的科学技术——计算机与网络技术（如BIM技术），并增大其应用范围和深度，不仅可以有效攻克上述问题，且可以提高建设效率和建设项目的整体管理水平，还能有效地减少建筑工程事故、降低管理成本、提升管理水平。基于此，为明晰BIM技术在建筑全寿命周期中的运行机制与逻辑，本文将对BIM这一工程信息交换和共享的平台做出分析。

关键词 建筑工程 工程管理 BIM技术

中图分类号：G20 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2020）02-0047-02

这一于21世纪初提出、且广泛应用于建筑学、工程学等领域的新工具BIM即建筑信息建模（Building Information Modeling），是一种新兴的、信息集成化程度高、可实现持续发展的建筑设计方法，其既是技术、亦是一种基于建筑工程全生命周期（项目策划、项目协同、工程设计、建筑规划与建造、建筑设计与施工管理、销售招商、运行维护）的管理方法，亦是绿色建筑技术的支撑，BIM技术的全生命周期性、所见即所得特点、协调性、模拟与优化特征使其已经成为建筑工程管理的主要应用技术之一。

1 BIM技术的概念与内容

建筑信息模型技术（BIM）的理论基础源于哈林顿博士提出的计算机集成制造系统（CIMS）与基于产品数据管理（PDM）、产品模型数据交互规范（STEP）的产品信息模型，其是对工程项目的数字化表达，即工程项目设计与规划、工程项目施工、工程项目维护与运营等方面均是在可视化、三维视场的环境下完成的，达到了“所见即所得”式的便捷与高效，且从工程项目的项目策划到项目协同、从运行维护到技术模拟（日照模拟、紧急疏散模拟）都可以通过BIM进行全方位的设计。可见，对于业主、设计方和施工方来讲，BIM都将发挥重大的作用。其次，BIM具有更好的设计协调性[1]，在BIM技术的实际应用中，其可以对建筑项目全生命期的数据、资源及动态的工程信息进行有效的整合、分析和创建，从而建立建筑信息模型，包括建筑信息、建筑材料信息、施工信息等数据类型。再次，BIM技术具有仿真性的特点，其可进行节能模拟等，这对建筑工程的项目管理、成本与工期的控制起到了非常重要的推动作用。

2 BIM的应用价值

2.1 信息化项目管理

在传统的建设项目信息管理中，多采用纸质媒体进行信息传递，存在诸多弊端。不仅信息传递效率相对较低，而且由于信息传递环节较多，经常出现信息失真、信息不准确、信息故障等情况，影响了建设项目信息数据管理的质量。将BIM技术应用于建筑项目信息化管理[2]，首先可以在实践中优化工程设计管理模式，可以实现项目各参与方协同工作，逐步降低成本;其次，有助于提高工程设计可持续发展效能、优化管理的信息化水平、实现项目信息集成化程度与各参与方信息共享;再次，其可将项目策划、文案设计、初步设计等各环节相联结，并使海量工程量信息依据时空维度、实际需求、专业属性及状态信息、构件类型等的不同进行汇总、解构与分析、对照，这为造价管理、工期管理、运营管理、工程进度款管理等提供了决策依据，实现了建筑工程信息数据在相关管理工作中的高效利用，并在建筑工程实践过程中提高经济效益和社会效益、有效地避免传统建筑项目信息化管理的弊端;最后，通过BIM下的Revit、Bentley建筑、结构、设备系列，可以提升建筑工程设计协调性、实现各种建筑工程管理信息集成和共享、以便参与者可以快速获得所需的建筑工程管理信息、及早进行冲突碰撞检查、避免各自为战而造成的冲突，提高了项目信息管理的效率和质量。

2.2 智能化工程设计

BIM作为工程信息交换和共享的平台具有较强的智能性、可出图性等，管理者通过BIM软件[3]，通过ArchiCAD等BIM核心建模软件与4D模拟可将建好的BIM模型作为二次渲染开发的模型基础;将BIM应用在算量中[4]，可为企业制定精确人材计划、實现限额领料以控制用料和减少物流和仓储等环节的浪费，且通过模拟施工，对三维模型加项目的发展时间进行模拟，可以实现对项目成本控制与其风险的有效管控，大大减少建筑工程的质量问题与安全问题，为复杂项目的优化提供了保障。

3 应用BIM技术的必要性

建筑工程设计管理的好坏与工程设计的质量相连接，其是解决生产与质量脱节、平衡人力资源、协调工作、提高可视化决策能力与全过程运营管理水平、实现对生产的统一组织和调度、确保项目可以依据标准开展、质量得到保证、成本得到控制的关键[5]。引入基于全生命周期管理的、由Autodesk公司开发的建筑信息模型技术可为建筑工程设计管理搭建便捷的沟通平台、提高建筑行业的生产效率，保证设计质量。BIM技术以协同性、模型信息的完备性、模型性、智能化、数字化、可视化为建筑工程的质量和安全提供了必要的保障。

4 BIM技术的应用

4.1 BIM技术在项目规划设计中的应用

在传统的建筑项目规划设计中[6]，其常采用二维建筑模型设计方法，与传统的二维图纸不同，BIM设计方法是三维、甚至三维以上及更多维度的设计，其主要以施工方的规划要求为中心，以设计与管理一体化为基准，以提高部门的生产组织能力为要点，以经理管好项目、提高人员效率、缩短工期、保证质量等为目标，并由设计师进行整体的精细化处理。由于传统的二维建筑模型设计方法的可视化和协调性效果较差，使得二维建筑模型在多算对比、有效管控、快速算量、精度提升等方面效果相对较差，而BIM技术是基于二维建筑模型设计方法将设计与管理一体化，其对规划和设计方法进行了有效改革，所以建筑工程可以在BIM技术软件和技术理论的支持下将建筑、结构、水、暖、电等图纸资源转化为直观的三维模型，实现协调性优化，所见即所得。

4.2 BIM技术在工程造价管理中的应用

BIM技术在工程造价管理中的应用主要是基于BIM5D关联数据库[7]建设相应的BIM工程模型，其可为企业制定精确的人材计划，实现限额领料，为消耗控制提供有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费;对于复杂程度较高的建设项目管理环节，我们可以通过BIM模型的节点数据仿真得到各节点的建设成本需求，从而根据节点所反映的成本数据信息制定合理的建设项目成本管理计划。

4.3 BIM技术在工程施工管理中的应用

在实际建筑工程的施工过程中[8]，BIM技术模型可以用来模拟各种技术化环节，包括日照模拟、紧急疏散模拟、施工进度的模拟、仿真等，通过模拟数据，BIM模型可以全面、仔细分析、优化工程设计，做更多更好的优化、精确计划、减少浪费，如通过BIM的协调服务可在项目实施前期进行管线布置与结构构件等的碰撞检查，然后在可视化的状态下做出变更，找到协调与补救措施，最后生成协调数据，这样可以有效减少损失和返工的可能性。此外，工程项目管理过程就是一个不断优化的过程，通过BIM技术可以对合同计划与实际施工的消耗量做出更好的优化，对分项单价、分项合价等数据进行协调和模拟，实现对项目成本风险的有效管控，使复杂的建设项目可以变得清晰，实现施工质量、安全等方面的提升。

5 结语

综上所述，与传统的二维、三维设计技术相比，拥有四维（空间+时间）特征的BIM技术在协同设计、异构工程数据一致性调和、优化全局共享方面的优势更加突出，关注基于BIM的建筑工程设计管理，提高相关管理工作的信息化水平，可以有效应对信息时代背景下的形势变化，有效解决建设项目管理不同阶段的信息沟通问题，实现项目各参与方协同工作、动态集成管理及施工过程的可视化模拟，保证建设项目管理信息数据的准确性和完整性，实现建设项目生命期总成本精准预测和控制，减少因各种建筑工程管理信息沟通不准确而造成的效率低下和断开的问题，使管理工作更合理，增强了建筑工程设计管理效能。

参考文献：

[1] 尹航.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[D].重庆：重庆大学，2013.

[2] 荣华金.基于BIM的建筑结构设计方法研究[D].安徽建筑大学，2015.

[3] 易曉园，刘钒颖.基于BIM技术的建筑工程设计管理[J].经营管理者，2014，34：360.

[4] 尚其伟.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[J].居业，2015（18）：39-40.

[5] 董万林.BIM在建筑工程运营管理中的应用与发展路径[J].商品与质量，2017，02（07）：45-46.

[6] 李乐佳，王赟钫.BIM技术在现代建筑工程项目管理中的应用[J].住宅与房地产，2018，02（10）：113.

[7] 赵笑男.BIM技术在建设项目中的应用[J].项目管理技术，2019， 04（06）：75-79.

[8] 杨丽丽.BIM技术在建筑工程管理中的应用[J].化工管理，2018 （09）：55-57.

沈阳理工大学 艺术设计学院，辽宁 沈阳