BIM 技术在建筑施工中的应用

张宗祥

湖北华顶建筑工程有限公司（431700）

0 前言

工程建设是一个非常复杂的的过程。传统的建筑施工管理主要是通过二维图纸、文字等信息的传递来实现，各专业分工较独立，因而在建筑施工的过程中经常会碰到:建筑结构设计与机电施工设计相互矛盾；原设计与施工现状相互碰撞；设计变更不断，且变更体量出入大，使后期结算工作量巨大。随着软件和互联网技术的发展，BIM 技术已经应用于建筑工程项目的设计、建设、运营和管理，在进度、质量、成本、风险、信息等方面发挥积极作用。

1 BIM 技术介绍

BIM 是 Building Information Modeling 的缩写，即建筑信息化模型，其核心是Information（信息）[1]。BIM 技术是基于三维的建模设计，根据虚拟出来的三维立体模型，达到三维可视化设计，根本上有别于二维的CAD 设计。

1.1 可视化

BIM 技术可以借助模型直观地展现复杂的建筑结构，还可以将建筑的信息与数据有效收集并处理，由此可见，BIM 技术具备着可视化及数字化的特征，它改变了传统的二维图纸展示模式，将建筑的三维模型展示给管理人员及施工人员，使得项目的设计、建造、运营过程都在可视的状况下开展。

1.2 模拟性

BIM 技术具备信息化的特征，它可以结合具体的工程数据与信息，进一步搭建符合工程特征的三维立体模型，进一步借助智能模型、数字技术以及网络平台开展对建筑的各类模拟，通过模拟为建筑施工提供具体指导。在设计阶段，BIM 技术可以对设计上需要模拟的一些东西进行模拟试验，如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等。在招投标和施工阶段可以进行4D 模拟 （三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。还可以进行5D 模拟（基于3D 模型的造价控制），从而实现成本控制[2]。

1.3 可出图性

BIM 技术并不是为了出建筑设计院所的建筑设计图纸及一些构件加工的图纸，而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出如下图纸:综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；综合结构留洞图（预埋套管图）；碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

1.4 协调性

协调性是建筑业中的重点内容，不管是施工单位、业主及设计单位，无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找施工问题发生的原因及解决办法，然后出变更、作相应补救措施。但是仅靠事后的协调并不能建成一个完美的项目，BIM 的协调性就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM 建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，从而尽量避免后期各部门之间碰撞问题的产生。

2 BIM 技术的应用价值

2.1 三维渲染

BIM 技术的应用可以实现最佳视觉效果。根据建筑工程施工图纸可以逼真地展现出施工现场的布置情况,合理制订建筑工程施工方案,并对多种建筑工程施工方案进行对比，选出最佳的施工方案。BIM 建模在建立完成后依旧可以进行三维渲染，以提高BIM 建模的精度,提高建筑工程中标的概率。

2.2 快速算量

在建筑企业设置BIM 信息库时，可以应用6D信息库进行数据的快速计算，这样可以提高建筑工程预算的精度，进而提高建筑工程施工管理效率。BIM 建模还可以有效控制建筑工程施工成本，提高建筑企业的经济效益。在传统的建筑工程施工管理模式下，建筑企业无法有效整合建筑工程施工中产生的数据, BIM 建模的应用可以实现建筑工程施工的精细化管理，提高资源的利用率，降低能耗。BIM技术具有可视功能，实现虚拟建筑工程施工，建筑工程施工管理人员可以随时了解建筑工程施工进展,并有效协同[3]。如果建筑工程管理人员发现建筑工程施工中存在问题，必须及时分析问题存在的原因,并针对存在的问题及时采取调整对策。

2.3 碰撞检查

BIM 的特点在于三维可视化，降低识图误差。利用BIM 的三维技术在前期进行碰撞检查，直观解决空间关系冲突，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误和返工，而且优化净空，优化管线排布方案。施工人员可以利用碰撞优化后的方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也增加了与业主沟通的能力。

3 建筑施工中BIM 技术的具体应用

3.1 施工平面布置

建筑工程施工中受到诸多因素的影响，导致建设过程受到现场实际情况及突发状况的影响不断发生变化。若是依照以往的静态平面设计的方式施工，便会造成施工中出现诸多问题，导致施工计划停滞，无法进行，设计人员需花费大量的时间及财力物力进行调整。再次设计新的施方案，这样做会造成人力物力的大量消耗，增加了工作量，延长了工程建设的周期，甚至会对整个工程的施工质量带来影响。BIM 技术则是在图纸设计的过程中运用三维视图的方式建立数量化模型实现整个施工过程的可视化管理，对于工程中的各个构件的尺寸位置材质都能做到实时监控，将工程施工过程中所需的所有参数涵盖。在工程建设过程中，一旦出现突发情况，BIM 技术便可发挥其调节性作用，模型会随着实际情况的变化而自动进行调整，方法快捷便利，而且不会影响到整个工程项目的正常运行。建筑施工过程中BIM 的使用其实是为了发现房建施工中出现的问题，并采取简单快捷的方式进行有效解决，并进一步的完善工程建设的施工方案。建筑施工过程中，不同的施工方案具有不同的是特征，房建施工主要分为地基与基础工程主体结构工程及后期的装饰装修工程，BIM 技术的运用,在平面位置实现对三个不同施工阶段进行平面布置方案设计，同时实现对各个设计方案之间的优化整合，进而融合出一套最有利于工程施工的平面布置方案。

3.2 施工质量控制

近年来，随着人们的安全意识不断提升，建筑工程施工中的质量安全问题也受到越来越多的关注。虽然房屋建筑工程的施工技术水平在不断提升，建筑材料也在不断地创新，但是施工过程中仍然存在很多的问题，如建筑材料使用不规范，施工人员的综合技能不高，施工质量问题无法实时监控等问题。BIM 技术在建筑工程中的运用,可以有效解决这些问题，提升工程建设的效率，确保工程施工的质量。在材料方面，BIM 技术在平面布置中可以储存施工材料和器械相关的信息模块，通过互联网技术的运用，促使项目管理的相关人员在第一时间查询到所需材料及机械设备的信息，对比出施工现场所需的材料与机械设备是否一致，且能在短时间内控制并遏制不合格材料在工程中的应用, 确保各项材料及设备能够合理使用。在施工技术质方面,BIM 技术可以对施工技术流程进行模拟，从而建立起规范标准，施工人员便可以依照相关的流程标准进行工作，实现计划与实际施工的有效契合[4]。

3.3 进度控制

建筑工程施工有一定的工期限制，在施工过程中必须实时掌控施工的进程。在以往的管理方式中虽然制订了较为详细的施工进度计划，但在施工过程中,由于各方面因素的影响,导致未能按照实现的施工进度计划表顺利完成任务的现象时有发生。正所谓计划赶不上变化,在建筑工程施工中，很多因素都会导致施工进度无法控制。在传统的设计图纸中采用的是平面表示的方法远远没有现在的这种三维图像的设计方法直观。BIM 技术利用三维图像的原理,与传统的进度计划相比较，能够减少工作量，确保准确性，同时具有很大的可调控性，能够实现对施工过程中发生的问题进行识别及时调整。一旦在施工的过程中出现施工与图纸相矛盾的问题就可以及时作出改变，不会对工程的进度造成较大的影响，实现对工程进度的可控。

3.4 质量管理

建筑施工难以避免出现错误，若能够及早发现，能够减少返工，降低工程成本。在施工现场，将BIM模型和施工作业情况相结合，能规避错误的发生。以往工程现场质量检查，多采取目测和实测等方法，若需要进行数据校核时，需调取相关文档资料，增加了工作的繁杂程度。应用BIM 技术，将建筑工程质量信息全部挂接到建筑BIM 模型上，管理人员通过浏览模型，能够发现质量问题，明确问题在各个层面的流转情况，促使质量问题高效处理。在质量管理工作中，结合运用BIM 技术和信息技术，如视频监控系统，能够优化质量检查及控制手段。

4 结语

BIM 技术带给我们的并不仅仅是一个高效的工具，更是一种建设施工的全新理念。也许在不久的将来，你会看到在施工现场，一位头戴安全帽的工程师，手里拿着一个IPAD，在检查施工情况。我坚信，BIM 系统必将成为建筑行业的发展趋势，并逐渐改变建筑行业的传统工作方式。