BIM技术在建筑工程施工组织与管理中的应用研究

田志芳

（云南工商学院，云南 昆明 651701）

随着建筑工程施工规模的逐渐扩大，施工项目内容越来越多，完全依靠传统的人工管理模式不仅难以有效提升整体施工组织与管理效率，还极易因各种人为失误，产生了相应的管理漏洞或是施工组织不当等问题，直接影响着建筑工程的顺利施工，也不利于工程整体施工成效的大幅提升。因此，有必要将BIM技术合理运用其中。文章将为建筑工程施工组织与管理中科学运用BIM技术并充分发挥其应有效用，提供相应理论参考与实践指导帮助。

1 BIM技术概述

BIM英文全称为Building Information Modeling，即建筑信息模型，BIM技术指在建筑工程项目各施工阶段与施工环节中，灵活运用各种先进的信息技术手段对各项相关数据信息进行集中整合，快速建立起准确度高的信息化模型，在此基础上完成建筑设计、施工组织以及施工管理等工作。在建筑设计、施工、管理等各环节中运用BIM技术，可有效帮助工作人员全方位把握建筑工程项目各施工阶段的实际情况，直观、立体地完成建筑设计施工工作，同时有助于工作人员及时发现建筑设计施工以及建筑管理中存在的具体问题，以便能够有针对性地加以改善[1]。可应用在BIM技术，能够使建筑设计施工与管理效率有效提升，同时对于控制建筑工程成本、保障建筑工程具有较高质量水平也具有一定积极作用。

2 工程概况

为有效说明BIM技术在建筑工程施工组织管理中的应用，文章以某建筑工程项目为例。该建筑总面积接近21000m2，其中主体建筑的高度超过35m，共有8层，其中地上7层、地下1层，属于典型的高层民用建筑。地上1层的高度为4.5m，地上2～7层每层层高均为4.2m，顶层层高则为4.8m。该建筑结构为钢筋混凝土框架结构，建筑使用年限最少为50年，其类别等级和耐火等级分别为三级与一级，抗震设防烈度为7度。按照合约规定，施工方需要在2018年9月至2019年5月完成全部工程施工。由于工程施工期跨一整个寒冷冬季，工程所在地在冬季实施集中供暖，不允许耗能较高的产业在该阶段开工作业，因此该工程实际施工期限相对较短。为了能够有效保障在既定工期内顺利完工，且保证建筑工程具有较高的施工质量水平，项目人员最终选择将BIM技术引入其中，保障各参与部门之间实现与工程项目有关的各项信息数据的高效交互，最终在多部门的相互协调、默契配合下，高水准地完成了该工程项目的施工建设任务。

3 BIM技术在建筑工程施工组织管理中的实际应用

3.1 建立建筑模型

（1）建立三维模型。在将BIM技术运用在建筑工程施工组织与管理中时，首先需要根据工程项目实际，准确建立与之相对应的3D建筑信息模型。利用直观、立体的建筑三维模型，对建筑内的管线布置、施工组织设计等各方面进行真实反映，以便工作人员可以及时、全面地把握建筑工程实际情况，并及时发现其在管线设计、结构设计、建筑施工方案设计当中存在的实际问题，从而迅速对其进行相应处理，从根本上消除建筑工程设计施工中的安全隐患，切实提升整体工程质量水平。在该建筑工程项目中，工作人员通过积极运用专业的BIM软件，借助其中的参数化设计软件即Autodesk Revit，在将工作人员前期通过现场勘查、实地调研等各种方式收集整理的与建筑工程项目有关的各项信息，如建筑主体高度、建筑层高、层数等一一输入其中，由此快速建立起三维、立体的建筑与结构模型，可对建筑实际情况进行全面、真实反映。

（2）构件信息管理。在建筑工程的施工建设中，势必会涉及大量的建筑构件及其相关信息。通过对此类信息进行集中整合与充分利用，并运用BIM技术进行数据化、信息化管理，构建相应的信息数据库，有助于工作人员根据自身实际需要在建筑设计施工、组织管理等环节随时对相关建筑构件信息进行调取使用，进而高效完成建筑设计施工的优化与建筑施工组织的严格管理。在该建筑工程项目中，工作人员主要运用BIM软件中的Revit软件，配合使用工程现有的计算机、信息化管理系统等各项优势资源，将包括预制混凝土内墙与外墙、预制楼梯与阳台板等在内的各项建筑构件的名称、材质、类型等相关信息内容准确输入其中，同时将与之相关的几何参数如预制楼梯的长度、宽度等，以及建筑构件的成本、运维管理信息等也一并输入其中；而后借助专业的Navisworks软件自动对各项构件模型信息进行科学分类，并及时存储在相应的信息库中。

当实际进行建筑施工时，如果有部分建筑构件信息出现变动，相关工作人员只需进入BIM构件信息库中，对前期构件模型信息登记录入中记录在Navisworks中的相关信息进行删改、新增并重新设置相应的编号。在点击确认保存键及时存储变更后的构件模型信息后，工作人员在根据自身实际需要对其进行调取使用时，只需在该软件中的编号搜索栏中输入变更编号，即可快速获得其所需的变更建筑构件及其相关模型信息[2]。与以往人工模式下的资料管理相比，使用BIM技术不仅可以令包括构件信息在内的各项建筑信息以直观的形式呈现在工作人员面前，还可以为其随时调取使用提供了便利。

（3）优化综合管线。为进一步优化建筑工程设计施工，同时方便后续施工组织管理，在该工程项目中，工作人员运用集约化的理念，在使用BIM技术的基础上将与该建筑工程相关的各个专业模型进行集中整合，使其能够集中至同一模型内。在该三维建筑模型中，建筑暖通管道、电气设备管线分布等均可以得到直观、立体、真实的展现，工作人员通过认真观察模型，并与相关设计施工要求进行充分结合，即可对管线标高、结构位置、布设方式等进行灵活调整，使建筑空间资源能够得到进一步充分利用。工作人员在运用BIM软件中的Navisworks全面、直观化地检查各专业管线碰撞情况时，发现存在较多碰撞点。随后工作人员将各碰撞点根据其具体类型进行汇总整理，而后集中在同一安装模型中，依托BIM模型，按照管线先大后小、先有压后无压、先多根后单根的原则，重新优化调整各类管线布置方式。在管道上方合理设置电缆桥架，对并排设置的相对密集的管道则集中设计使用同一支架。

不同于以往的施工流程，将BIM技术运用在建筑工程施工组织管理中，可运用建设三维模型的方式对管线之间的关系、排布形式进行综合、直观、立体的展示，进而有效帮助工作人员对建筑各楼层净空间情况进行统一明确，采用模拟安装的方式实现管线的综合排布优化，防止在后续实际施工中出现管线相互碰撞的情况。该工程在BIM技术下的部分碰撞结构分析情况，如表1所示。

表1 基于BIM的建筑工程管道部分碰撞结果统计表

3.2 BIM技术应用

（1）应用于施工进度管理。在将BIM技术运用于该建筑工程的施工进度管理中时，工作人员主要使用BIM软件中的Navisworks Management软件，对各项有关建筑三维模型与施工进度的信息进行灵活管控。首先，在导入模型环节中，工作人员可直接使用Navisworks软件并将其中自带的Revit锻件打开后，新建RVT文件，并将基于BIM的该建筑工程三维模型导入其中。对于前期建设的各建筑构件模型等其他专业模型，则可以直接使用该软件中的选项卡合并功能，集中在同一建筑模型中，使得各专业间的信息数据可以进行优化整合与高效共享传输。其次在动态模拟建筑工程施工中，工作人员可根据既定施工工序依次划分各建筑模型构件施工作业，确保结构构件和已经编制好的施工进度计划所划分的施工活动相互对应，再将现有工程施工计划任务导入其中，对施工开始与结束时间进行准确输入。由此使得进度计划能够和建筑三维模型实现内部信息与外部信息的动态连接、实时同步更新[3]。一旦项目中某项施工进度计划出现调整变动，工作人员只需刷新Navisworks中的相关信息数据，即可同步修改三维软件以及施工计划中的对应信息，切实工程施工进度管控成效。该工程项目使用BIM软件对施工过程进行模拟的情况如图1所示。

图1 BIM技术模拟建筑施工过程

工作人员通过运用BIM技术对建筑工程施工进行全程模拟，并将施工进度实际完成情况及时、准确输入至相应的管理平台中，此时BIM软件中Navisworks软件可对项目中存在的被延误的工期进行自动、明确标注。根据这一标注信息，管理人员可根据实际情况直接在BIM模型中进行纠偏操作，修改调整施工方法、施工流程等。并在对施工进度计划进行优化调整后，再次运用BIM技术进行可视化模拟，确保各项建筑工程施工任务均可以在既定施工进度内高质量地完成。

（2）应用于施工质量管理。在运用BIM技术对建筑设计图纸进行优化时，工作人员可以在运用CAD软件根据工程实际与施工设计要求绘制出平面施工图纸后，利用相关建筑设计信息建设BIM模型，使平面施工图纸中所存在的各关键复杂节点均可以立体、直观化地反映在三维模型中，以便相关工作人员能够充分发挥自身专业优势，对施工图纸进行深度优化设计，也为后期各部门相互协同配合、合理设置施工组织机构等奠定坚实基础。例如在该项目中，施工人员通过运用BIM技术建立三维信息模型，将二维施工图纸与三维图纸有机整合，使其立体化地展现出图纸中存在的包括尺寸标注错误、机电管线错位等问题，对各项问题及相关信息进行汇总整理，而后组织施工人员、技术人员等进行图纸会审、技术交底，由此设计出更加优化、完善的施工图纸[4]。如三维模型中显示出在建筑5层楼梯的5轴与7轴处遗漏了1m短墙，导致图纸与工程施工详图存在出入。根据模型中反映出的问题，工作人员进行相互协商讨论，在明确此处楼梯和周围房间之间的柱宽为1.2m下，将1m短墙补画在5层楼梯的5轴与7轴处，使得图纸和详图可以保持一致。

在建筑工程的施工现场管理中，各项复杂节点同样可以在BIM技术的作用下实现可视化表达。进而有效帮助工作人员更加清晰、直观地了解施工现场中存在的各项施工问题，并及时进行相应处理。例如在该工程项目中，依照相关施工要求，需要将预留洞口安装在混凝土结构后方的管道位置处。施工人员运用BIM软件建立相应三维信息模型，按照既定的施工顺序模拟安装预留洞口，并在此基础上科学指导现场施工班组，有效提升整体施工效率，保障各项施工操作的规范、有序进行。

（3）应用于施工成本管理。在建筑工程施工成本组织管理中，运用BIM技术同样可以获得良好的管理成效。以计算工程量为例，通过使用专门的工具软件，工作人员首先根据建筑工程CAD图纸中的各项信息内容，绘制出相应的二维平面图，而后将建筑标高、楼层等逐一添加其中，由此生成三维建筑信息模型。在依照建筑工程施工要求与图纸规范，完成各项建筑构件、组件的参数信息设置后，工作人员需要对比工程实际，对所建模型的合理合法性进行严格审核，及时对存在问题的构件结构与信息进行相应修改，再套清单定额并使用相关计算公式，自动准确计算出工程量。如现浇板工程量的计算公式为V=L×A×B，该公式中V代表现浇板工程量，L、A与B分别代表板长、板宽与板厚。而计算现浇混凝土框架结构剪力墙时，其计算公式为V=l×h×b-S×b，在该公式中，l与h分别代表剪力墙的长度与高度，b代表墙体厚度，S则为门窗洞口及0.3m2外的孔洞所占体积。在完成各项工程量计算后，工作人员可根据其具体楼层、工程所在区域等进行科学分类，而后将其逐一输入至BIM系统中，使其他人员可根据自身实际需要，随时对工程量信息进行查询使用。

在管理工程人工与材料成本时，根据BIM模型及计算得到的工程量，工作人员通过对比模型中的定额消耗量与实际消耗量，即可对该建筑工程中所需人工数量、材料数量进行统一明确。在此过程中，工作人员需要将人工与材料的定额消耗量和特定系数的乘积输入BIM模型中，用以作为人工与材料成本的上限值。然后根据施工现场实际情况，工作人员需要及时修改调整BIM模型中的建筑工程人工与材料定额消耗量，由此获得准确的企业定额，在此基础上明确具体人工与材料所需量。再与工程现有人工与材料资源进行充分结合下，制订出科学合理的采购清单，在有效防止工程出现资源浪费情况的同时，也有助于控制工程建设成本，提高整体工程施工建设成效。

4 结束语

综上所述，在建筑工程中运用BIM技术，对于提升整体建筑工程施工效率、优化建筑工程设计施工与施工组织管理等均具有显著作用，同时也有助于实现建筑工程成本的有效管控。在将BIM技术实际运用在建筑工程施工组织与管理中时，相关工作人员需要充分结合工程实际，并认真遵循国家相关标准要求，主动收集整理与工程项目各施工阶段与施工环节相关的所有信息数据，再借助专业的工具软件对其进行集中整合、深入分析，由此建立起相应的三维模型。并在此基础上对建筑工程设计施工方案、图纸等进行优化调整，对各参与部门进行科学协调安排，使得建筑工程项目能够有序完成各项施工建设工作，由此获得最优的施工建设成效。