BIM技术在建筑工程管理中的应用研究

陆 坚

（上海杨浦置地有限公司，上海 200093）

信息技术发展给人们生产和生活带来极大便利，与传统领域技术融合可以提高劳动生产率，极大提升产品质量[1]。建筑工程行业一直秉持着资源密集投入理念，实现持续发展，受限于环境保护政策、劳动力“用工荒”和施工材料价格波动等不确定性因素，迫切需要利用信息技术实现组织管理和施工建设模式革新，突破发展瓶颈并顺应时代前行的潮流，为参建企业带来盈利，实现整个行业的创新式跨越。BIM建筑信息模型技术是信息技术在工程项目建设中的应用成果，贯穿于工程项目建设的全生命周期，基于互联网/局域网的实时通信功能并利用数字化的手段，实现工程项目建设过程的三维建模、数据处理与高效管理[2]。目前，较多工程项目建设单位积极引入BIM技术进行施工管理，均取得了一定效果。文章研究BIM技术在建筑工程项目中的应用可行性及具体应用情况，对后续改进方向进行预测。

1 BIM技术用于建设工程管理中的应用价值

现阶段，建设工程项目管理主要基于建设过程的全生命周期开展，将工程项目建设过程划分为决策规划、勘察设计、施工和竣工验收等关键环节，针对每一环节分析管理风险并制定具体的管理措施，在项目实施过程中逐一落实。传统的建设工程项目管理主要基于二维施工设计方案和图纸开展。BIM技术最主要的特点是摆脱了几何模型束缚，在模型中承载更多的非几何信息，如材料耐火等级、构件造价、采购信息、质量等一系列扩展信息；可以模拟建筑设施的一些非几何属性，如能耗分析、照明分析、冲突检查等；可以基于时间维度利用施工数据对工程项目甚至整个建设过程进行三维可视化建模，通过对模型的分析和演算实现项目建设风险分析，进行有效控制和管理[3]。

利用BIM技术进行工程项目建设全周期过程管理，可以在决策阶段计算整个项目的工程量，为最优施工方案的选择提供支持。在设计阶段，可以利用三维模型科学分析工序技术的可行性，开展仿真验证工作；在施工阶段，可以对施工过程中出现的问题在数字化模型中进行推演，针对影响因素逐一进行排查，确定工程项目建设质量的影响因素；在竣工阶段，可以快速获取工程技术数据，为进度、成本和质量控制以及验收管理提供技术支撑[4]。

2 BIM技术在工程项目建设过程中的应用分析

（1）工程项目的全寿命周期管理理论。

建筑工程项目的管理过程可以根据建设进度划分为决策规划、勘察设计、施工和竣工验收等环节，每个环节的工作内容和管理模式均不同，需要根据具体的风险因素制定有效的管理办法。

（2）BIM技术的三维建模特性。

BIM技术可以利用收集的建筑工程项目信息对建筑物进行仿真模型构建，基于模型可以进行风险因素预判，拟定管理措施，进行推演[5]。

2.1 BIM技术在项目决策规划阶段的应用

工程项目建设决策规划阶段主要基于地质勘探采集的数据、业主方建设意图进行项目可行性分析，初步确定投资规模，拟定项目建设方案。传统的分析方法与BIM技术使用的基础信息相同，均根据项目的建设规模、地理环境条件、气候特点等基础数据进行。传统分析方法对这些数据的整合和利用效率不高，分析结果比较粗糙；BIM技术对数据分析处理具有较强的优势，可以在项目决策规划阶段进行应用。例如较多高层建筑在进行工程项目决策规划时，需要考虑建筑周围区域的自然风力、风速对建筑物外形的影响，在条形建筑工程项目决策规划时尤为重要。利用BIM技术可以根据建筑物的几何尺寸对其外观进行建模，输入风力、风速参数模拟外界环境对建筑物的力学性能冲击影响，对几何外形适应性进行初步判断。

2.2 BIM技术在项目勘察设计阶段的应用

勘察设计阶段包含工程项目建设的较多基础性工作，如地基处理、施工方法选择、施工初步设计等。这一阶段的工作内容多由专业技术人员完成，BIM技术可以为其沟通、交流、协调提供便捷。进行工程项目勘察设计时，地质勘察单位提供基础的地理构型数据信息，建设方基于此对整个工程项目的建设情况进行初步三维建模，地基设计人员可以利用三维模型计算土层的承重力，根据计算结果选择夯实方法。机电、水暖专业人员可以在三维模型中进行各种管道线路的布局，发现管线走向或者位置发生冲突时，及时进行沟通协调，避免在施工过程中发生“碰撞”问题，降低重复建设的风险隐患。

2.3 BIM技术在项目施工阶段的应用

项目施工阶段主要是根据施工图纸进行工序实施，传统的施工图纸是二维的，只有建筑物的数字信息，使用不便，实时更新性不强。在施工过程中发现设计偏差时，需要出具施工技术更改通知单进行单独修正，不便于在施工原图上进行修订。建设方利用BIM技术构建的三维模型可以在施工过程中根据工序进展顺序和完成程度进行补充和完善，始终确保BIM模型对未完成工作具有指导性、对已完成工作具有数字复现性。参建各方可以根据模型进行施工进度与计划的对比，进行施工成本核算，提前辨析质量控制风险点，制定应急预案。

例如在进行商场项目地下停车库建设环节，基于BIM技术建立的三维模型可以直观显示承力柱在停车库中的分布情况，根据承力柱的布局划分停车区域，在无法规划停车位的区域设置自行车位、垃圾桶或者消防栓，实现对空间的高效利用。商场项目地下停车库属于地下项目，容易受到降雨影响，需要建设强大的排水系统，可以利用BIM模型对排水管道进行布局，在三维模型中直观显示管道之间的连接关系，在线模拟雨水经过时对管道连接部位的冲击作用，尽早调整防水措施，减少使用过程中的渗漏隐患。

2.4 BIM技术在项目竣工验收阶段的应用

竣工验收阶段是对工程项目建设质量的整体检验，主要对施工质量、建设周期和成本控制进行效果检查。工程项目的外观建设水平、明装管线布局等比较容易查看，地埋管线布局、地基处理水平较难检查，传统方法主要通过检查纸质的施工过程记录单做出评判。

利用BIM技术可以随时调取工程项目的三维信息模型，在线查看其中的管线布局、地基处理效果等信息，对工程项目建设情况有整体掌握，辅助竣工验收工作。较多使用效果无法在工程项目竣工阶段利用传统方法进行检查和评价，但利用BIM技术可以做到。例如对于工程项目建成后的采光问题，目前难以进行粗略估计、难以用可视化方法进行演示，利用BIM技术可以仿真太阳光在一年四季中的照射情况，搭配三维模型可以展示每一个房间的采光情况，实现工程项目建设效果的人性化评价。

工程项目竣工后，利用BIM技术可以集合所有项目建设信息形成信息资源共享系统，为后期的维护管理提供便捷的查询与信息支持，提升工程项目管理使用的业主满意度。

3 智能化对BIM技术的改进分析

BIM技术与传统工程项目管理技术相融合，在建设过程的质量、工期和成本管理中取得良好的应用效果，提高全寿命周期管理的效果，大幅度提高施工效率。智能化是当今时代发展的主题，各种先进智能算法最大限度发挥了硬件系统的功能，也能够对BIM技术以及工程项目建设管理产生促进作用。

（1）可以利用智能控制算法的预测功能对BIM技术进行改进。

智能算法的理论基础是大数据分析，可以根据当前采样点获取的数据对特征进行分析、聚类，对后续发展趋势进行预测。利用BIM技术可以对建筑工程项目进行三维建模，基于模型可以预判质量风险隐患，根据智能算法的预测功能，可以对辨识的风险隐患发展趋势进行预测。根据预测结果制定风险隐患消除措施，减少消除措施中的冗余项目和风险防范开支进而降低工程项目建设成本。

（2）在BIM模型中嵌入硬件设备可以增强施工过程的演示效果。

目前，BIM技术主要依赖于计算机软件仿真实现，与硬件设备相对隔离。未来可以利用局域网接入硬件设备，利用搭建好工程项目沙盘模型后可以设置起重机、塔吊等仿真模型，使其与BIM模型连接。根据通过BIM模型中的施工进展对这些硬件模型的工作状态进行操控并实时演示，方便建设方在线掌握工程施工进度，清楚查看各种机械设备的工作状态，获得最佳的演示效果。

4 结语

BIM技术是信息技术与传统工程项目建设管理手段深度融合的产物，在工程项目建设管理全寿命周期过程中发挥着重要的作用。利用BIM技术可以实现对工程项目决策规划、勘察设计、施工和竣工验收的过程管理，降低劳动强度、有效消除风险，实现对工程项目的建设质量、工期与成本的实时控制。智能化是当前以及今后一段时间的发展主题，必然会对BIM技术以及建筑工程项目管理方法产生深远影响。本文在对BIM技术在工程项目中的应用情况进行分析的基础上，列举了后续依托智能化对BIM技术进行升级改造的方向，希望能为相关行业从业者提供借鉴和帮助。