BIM技术在建筑工程施工中的创新及应用研究

卓博奇

中建三局一公司建筑设计院 湖北 武汉 430000

引言

BIM技术作为一种新的信息技术，在工作模式的创新、设计形式的补充、相关领域工作的推进方面取得了很大的进展。BIM技术应用于工程项目施工，建立和管理模型，模拟整个施工过程可以提高工程项目的管理水平。因此，有必要特别注意该技术，加强在建筑工程中的应用。BIM技术在建筑工程中的应用详见下文。

1 BIM技术的概念

BIM技术是建筑信息模式的英文缩写，目前该技术广泛应用于建筑信息模型的搭建中。建筑信息模型的建立需要综合考虑建筑工程的施工具体地理位置以及用户对建筑的具体需求，技术人员应该全面收集所有的数据信息，从而建立更加可靠的数字化模型。传统的建筑信息模式都是靠图纸进行构建的，2D图纸建立的模型缺少必要的直观性，数据分析不严谨。而采用BIM技术建立的模型能够直观地对其进行分析，实现了模型的三维建立。三维模型的建立过程中技术人员需要收集全面的数据信息，并科学合理地将所有的数据信息应用其中，提高模型的真实性。在计算机技术的支撑下，BIM技术能够有效地弥补传统模型中存在的不足之处。施工人员可以通过对模型的分析，找出施工设计方案中存在的问题，并直接在模型中进行调整，不断提高施工设计方案的可行性，降低对后续施工的影响。据目前的形势来看，我国建筑行业BIM技术应用的水平还比较低，在具体应用的过程中仍然存在很多的问题，技术人员应该加强对BIM技术的研究，充分发挥BIM技术的应用优势。技术人员必须积极主动的吸取发达国家该技术的应用经验，不断提高我国BIM技术的应用水平[1]。

2 BIM技术的优势

在建筑工程施工中需要对大量的数据进行集中处理和管理，无论是建筑工程项目自身的数据，还是行业内部数据，数据量都非常大，为保证施工的有效性和连续性，需要对各项数据进行快速、准确的处理，为制定施工方案、施工方法、整改措施等提供必要的参考和指导。目前我国建筑行业的发展现状为：大企业的成本高于小企业、小企业的成本高于个体，市场竞争非常严重，使得大企业、小企业、个体等都处于平等的位置[2]。“互联网”BIM技术能够大幅度提升市场竞争优势。大量应用案例和研究结果表明，如果建筑工程施工管理单位能够从项目立项开始一直到竣工结束，整个施工中全面贯彻“互联网”BIM技术，所得到的利润至少能提升10%。因此，施工管理企业在管理中，要加大“互联网”BIM技术应用力度，在提升施工管理水平的同时，以获得更大的经济效益

3 BIM技术在建筑施工中的应用价值

BIM技术具有参数化和计算特性，在应用于测量施工中增加的工程数量的同时，应考虑到诸多因素对加强施工设计的影响。①使施工计划更加科学合理，有效减少BIM技术可以获得有效的工程测量数据，提高工程施工精度。②建立相关的BIM数据库，准确计算施工工作量，提高施工预算的效率和准确性。③为监理提供所有施工材料的准确数据信息。④业主和监理可以通过现场监测获得现场生产情况，根据有利于保证工程质量和施工人员安全的BIM技术的三维可视化功能，能够有效了解施工方案和施工进度，便于进度管理[3]。

4 BIM技术在各种施工阶段的应用

4.1 运用于工程项目成本控制

BIM技术是一种新型的建筑工程管理技术，与科学和理性相结合，可以在一定程度上控制建筑成本。首先，利用BIM技术数据库模型的数据信息，分析施工项目涉及的工程机械和原材料；其次，通过BIM技术数据库评价得出分析结果；最后，评价过程分析了施工项目实际施工过程中的误差、施工原料的浪费、施工设备的损坏等。通过智能数据仿真技术，提出了针对性的优化对策。利益相关者可以合作采取优化措施，科学管理建设项目工地，有效节约人力资源，降低建设项目建设成本[4]。

4.2 过程管理

基于BIM与BIM+技术的BIM5D管理平台是实现建筑工程质量管理精细化的重要手段。通过BIM+互联网、物联网、通信技术、射频识别设备、红外传感器、激光扫描仪、GPS等技术和各种信息传感设备，将人员、建筑实体、设备机械、BIM模型等联系在一起，实现人、建筑实体、机械设备等的智能识别、跟踪、定位、监测和管理等。同时，将BIM信息模型导入质量管理平台，实现BIM模型与质量管理平台的无缝对接，进行资源的有效共享与管理工作；通过物联网将施工现场的各个构件与BIM模型进行对接，可以输入、输出建筑物各部件、部位的相关信息，这样每个部件与部位都具有独特“身份”，提高质量管理的精细化程度。再者，工程实施人员也可通过基于BIM技术的轻量化移动应用质量信息管理平台进行组织协调、信息和权限分配，实现对建筑产品质量的控制。

4.3 根据模拟施工开展安全管理

采用BIM技术的使用，技术人员可以模拟建筑工程的施工，能够及预测出建筑工程施工安全问题发生的概率，并及时对施工设计方案的调整提供方便。同时在进行安全事故发生概率预测的过程中，可以综合对事故进行分析与评判。例如，通过建筑工程的模型的建立，技术人员可以对高空坠落以及塔吊事故进行模拟，可以做好事故预防措施，降低事故发生给企业带来的危害。同时，结合建筑工程的模型，可以对安全事故进行全面的总结与分析。技术人员结合建筑工程施工中存在的问题，梳理出高频发生的事故，从而警示施工人员提高安全施工的意识。根据施工现场具体的情况以及施工人员的综合情况，做好安全防范措施。

4.4 场地资源的优化

①利用BIM三维场布模型的可视化和仿真能力，表示传统的三维平面场方案，用高仿真表示施工现场布置；②利用其视觉特征，易于修改和仿真高容错率，可以优化现场资源配置，合理布置施工现场，减少二次操作，提高成品保护效果，减少资源投入，保护成品；③使用BIM软件提供的场景漫游渲染功能不仅可以将三维场地布局导出为图像，还可以将三维场地布局导出为视频，从而不仅可以查看场地的总体布局，还可以直观地表示容易被阻挡的详细布局，直观地表示出来，相比较传统的施工平面布置图有巨大的优势[5]。

4.5 深化施工设计

将BIM技术应用于建筑工程项目中，可以合理优化施工设计图纸，使之更加科学，满足建筑的实际需要。通过建立三维建筑模型，BIM技术可以有效弥补施工中的缺陷，确保设计工作的正确性，使设计和实际结果不仅结合在图纸阶段，还可以结合在图纸图形上。三维布线设计与二维平面图形的密切关联也有助于改进和简化建筑设计。通过数据模型的初始结构，建筑工程最终结构效果的三维显示可以更直接地观察以前设计的缺陷，从而改进设计方案。

4.6 碰撞检测

传统的二维CAD图纸碰撞检测存在着检测效率低、人力耗费大、不能直观立体展示及过于抽象等导致常常出现错漏。而通过三维可视化BIM技术，可高效、直观地对各个专业模型和全专业模型进行碰撞检测，并快速准确地输出碰撞检测结果。基于BIM技术的碰撞检测很好地解决了上述所提到的传统二维CAD碰撞检测的诸多问题，可高效、直观、全面的提前发现各专业和全专业设计中存在的错误、不合理及冲突之处，并在项目开工前就实现合理优化解决。这大大避免了施工过程中出现设计变更、返工和浪费等问题的可能性，也为建筑工程的质量提供保障。

4.7 优化建筑性能分析

结合BIM技术和建筑工程设计方案，可以提出多样的建筑设计方案，为了满足投资者的期望，需要根据建筑工程项目的实际使用情况进行科学合理的调整。例如，建设购物中心时，必须考虑建筑项目的美观、高度、室内空间的布局，优化建筑项目的使用性能以提高消费者的舒适性在设计公共设施时，BIM技术是我国建筑工程的基本要求和建筑工程的实际影响性能公共建筑比传统设计方案的商业建筑项目更加慷慨简单，能够满足人民的实际需要[6]。

4.8 质量管理中的应用

总的来说，施工周期较长，施工技术相对较多。为了确保总体施工质量符合质量标准，施工单位必须提高施工安全、功能性、耐久性等。从几个不同的角度。使用BIM技术，施工人员可以及时发现施工中存在的问题，使用合成施工技术，确保所有施工细节的质量符合要求，提高施工工程的整体质量。同时，施工单位可制定可实现的工程质量控制目标，以确保施工顺利进行。

4.9 在实际项目的建造过程中，协调好各部门之间的工作

在项目实际的开展过程中，一定要加强各个部门之间的联系，避免由于协调不和所出现的各种问题。另外，BIM技术最大的特点就是它的信息化以及协调化的管理，这个特点让它能高效地把各个数据连接在一起，然后再运用不同的技术去进行处理，这样就会得到一个总体上的数据的展现和融合。也可以使用普通的模型把不同的技术连接起来，这样就会实现各项工作的协调进行，也能增加各个部门的沟通。然而BIM技术模型也会与某些软件产生冲突。对于冲突的检查，一定要在事前有一个高效的模拟，把可能产生的冲突点逐一检查出来，并加以解决。只有这样，才能真正解决冲突问题。应该明白的是，只有在事前做好方案的协调工作，才能解决各方案中出现的问题，才能降低成本，减少损失，提高经济利润。就目前来说，BIM技术在装配式建筑中的利用会产生一个巨大的收益，而且会在很大程度上缩短工期，所以说它们的结合还是非常有意义的[7]。

5 结束语

BIM技术的应用改变了传统工程操作模式，促进了建设管理模式随着新的需求向高效、科学的方向转变，在BIM技术的常规应用的基础上创新研发基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术，可推动BIM在建筑行业的技术进步，加速建筑行业转型升级，也为企业和社会培养一批BIM技术先锋力量，推进建筑业信息化的健康发展。