BIM 在建筑工程管理中的应用研究

关海涛 王宇辉

随着经济的发展和科学技术的进步，一些新兴技术开始涌入建筑行业。BIM 技术在工程实践中的运用给建筑工程领域带来了技术革新，也得到了建筑领域各界人士的一致认可[1]。随着先进技术的引入，尤其是新兴技术BIM 的使用，使施工管理过程即使面对复杂的工程管理，也能运用BIM 计算和工程建模等功能，根据工程特征对工程造价、流水线施工、运行维护和安全管理方面作出详尽安排，它的出现使建筑行业有了新的管理模式，能从建设前、建造中和建造后对工程分别进行管理，在技术运用中实现了建筑信息的透明和共享，减少了资源浪费，提高了施工效率，降低了施工成本，同时也为建筑企业带来一定收益。建筑设计单位和施工单位都在使用BIM 进行建筑工程项目的统筹规划与管理，从实际效果上来看，都极大提升了现场的施工管理水平。由此可见，BIM 在建筑工程管理中发挥了强大作用。

1.BIM 的含义和核心

BIM 即建筑信息模型，其英文名为：Building Information Modeling，是在数字信息化时代运用计算机程序构建建筑工程信息模型。在建筑工程的管理工作中，其流程顺序主要包括建立模型、仿真、整合优化以及仿真现实[2]。BIM 技术就是通过将建筑进行数据化、模型化的方式，对工程的设计、建造和运维过程进行管理，工程技术人员通过对建筑信息的收集整理适时作出管理和调整，为设计人员以及建筑施工单位在内的建设主体提供了协同工作基础，以此达到提高生产效率、节约成本和缩短工期的目的。

BIM 技术的核心在于它强大的数据库。数据库并非依靠单纯的技术就能完成，而要结合计算机技术和三维技术共同构建，是整个BIM 技术中的重难点。三维数据库的设计使建筑行业达到了“所见即所得”的效果，随着工程项目的推进，数据库会不断进行更新，数据涵盖从工程立项到后期运行维护的整个阶段全过程，且数据信息之间并非相互独立，对一个数据的简单修改会引起其他数据的协同变化，保证了数据之间的协同性。正是由于复杂的技术才使BIM具有可视化、协调性、模拟化和优化性四个特点。

2.BIM 运用的优势及存在的缺陷

2.1 优势

2.1.1 工程设计智能化

BIM 技术的运用，使建筑设计立体化、三维化，设计师可以在设计过程中通过查看建立的3D 模型找到自己设计中存在的问题和不足，做到及时修改。根据数值的调整，BIM 会实时生成三维模型，让设计师将自己的设计稿形象直观地呈现出来，减少在实际施工中发现设计不合理需要调整修改的过程，使施工设计智能化。另外，通过BIM 的三维视角和可视化功能，工作人员可以清晰了解设计师的设计风格以及各区域布局，同时可以减少设计和施工方的沟通障碍，便于针对工程项目进行专业探讨与交流。BIM 技术可以帮助工作人员确认相关数据信息，简化工作流程，提高工作效率。

2.1.2 项目管理信息化

在建筑工程项目管理中，需要协调设计方、施工方和各建筑主体之间的矛盾，如果使用传统建筑施工的管理方式，会导致信息传递不及时或出现信息不对称现象，拖延工程进度的同时，也加大了协调各方的难度，而应用BIM 技术，会使信息实现共享，信息透明化则沟通协调也会比较顺利。

2.1.3 施工管理可视化

BIM 技术将建筑施工中的构件通过模型的构建“真实”显现出来，能够有效实现对建筑项目的虚拟设计、建造、维护以及管理，实现动态、集成和可视化的4D 施工管理。通过将施工现场布局和建筑物相联系，可以直观看出施工现场资源的调用以及场地使用情况，实现虚拟施工。与此同时，BIM 还会根据运营阶段出现的构件老化、环境等问题，对建筑结构使用的安全性和耐久性进行预测。

2.1.4 建筑过程的优化

建筑从设计阶段、施工阶段到运行维护阶段的过程属于一个不断优化的过程。信息、复杂程度和时间对建筑过程的优化起着重要作用。BIM 技术提供了建筑的几何、物理和规则等信息，也可以处理各种复杂的建筑工程管理任务，合理运用BIM 技术能大大提高建筑工程管理的效率，降低施工和管理成本。为各种建筑工程过程提供了优化的可能。

2.2 存在的缺陷及不足

BIM 技术的使用尽管为建筑工程施工管理带来很多便利，但仍存在不足，主要表现为信息存储占用空间大和信息安全两个方面。（1）BIM 虽然功能多，但同时占用存储空间大，仅是施工阶段产生的数据量就可以达到十几甚至上百吉字节，这对计算机的选择和使用也产生了一定要求，要想运行BIM 软件，必须选择高配置高效能的计算机。在同一台计算机上打开多个BIM 文件也会产生很多问题。（2）在信息数据泄露屡见不鲜的今天，BIM 技术的信息存储是否安全也是值得重视的问题。

3.BIM 在工程施工及运营管理中的具体运用

3.1 BIM 技术在工程造价中的使用

BIM 技术之所以能在工程造价中被广泛使用，主要是基于其信息共享和透明。在项目施工中各建筑主体都共用同一个BIM 建筑模型，很容易获得建筑的各类数据，拥有工程造价中需要的建材信息、构建信息等。除此之外，还可以采用线条式对构建信息进行信息化管理，通过三维建模可以将各个单元的造价信息展现出来。BIM 软件计算的造价和手工运算方式结合可以准确预估建筑建设完成时所需要的造价，也容易中标，值得在工程造价中广泛运用。比如，使用BIM 土建模型算量对建筑进行造价预估之前，可以先新建一个单位工程，根据图纸信息将工程中的建筑面积、地面标高、地震等级等基本信息输入软件，接下来处理具体图纸，将标准层、底层和顶层的梁板柱等构件按照构建要求进行绘制，再将全部构件绘制完成后重新检查自己的模型是否与图纸要求相符。没问题后可以直接进行软件的造价计算，软件算好后将计算稿导出与自己的人工计算稿进行核对，可以很快发现计算中存在的问题，及时进行调整，保证预估造价的准确性。不仅是土建软件，在钢筋算量中也同样适用。

3.2 BIM 技术在施工过程中的管理

BIM 技术的应用，在施工阶段材料成本的控制中发挥了重要作用。（1）BIM 技术可以实现对不同构件、流水段、时间节点等目标的确定，对采购计划、进场计划、消耗控制等进行优化处理，实现对项目的精确性、完整性的控制。这也对材料进行选择性购买、出入库等有效管控提供了一定方向。（2）在施工过程中，还有一个最重要的问题就是安全问题。由于劳动者个人原因、施工工艺、机器设备、建筑环境等因素的影响，建筑中的安全问题时有发生。使用BIM 技术可以将施工中可能遇到的危险因素通过可视化的方式，运用不同标记呈现出来，加强了施工现场的安全等级，同时，结合现场监控技术、定位技术、预警技术、软件数据分析技术等，采取相应的技术防控措施和管理措施，实现全过程安全管控，有效降低安全风险和管理成本。（3）运用BIM 技术的可视化对施工方案进行模拟，提前找到施工方案中存在的问题并解决，也可以通过将人员、机器、材料、施工方法和环境等因素集成进行动态化管理，提高施工效率。

3.3 BIM 技术在运维阶段的运用

在工程施工运行和维护阶段，BIM技术同样发挥着作用。（1）传统的运行维护阶段主要依靠平面图纸和数据表格进行运维管理，一旦出现问题很难直接找出建筑工程存在的问题，增加时间成本的同时，也加大了后期运维管理计划的制定难度。与传统运维不同，BIM 的独特性主要表现在空间、资产、维护和安全几个方面。BIM 技术在空间上的管理包括空间规划和分配、租赁和统计两个部分。通过信息分析和技术的运用，将建筑的承载力、功能布局综合考量后，再进行空间的规划以及后期租赁等事宜。（2）运维还包括对资产的盘点、折旧及日常管理，在维护阶段可以制定维护计划，定期进行巡检，确保工程质量，进行必要的安全防范。（3）BIM 技术运用到工程运维阶段，可以在发生故障时作出快速响应，也可以依据前期的工程信息制定工程后期的维修策略，为建筑后期的设备和物业管理提供一定保障，有利于安全、高效、合理地进行建筑工程管理。

4.结语

综上所述，在建筑工程不断发展的过程中，BIM 技术的运用在工程全生命周期发挥着重要作用，不论是在工程质量控制、安全管理、进度控制、成本管理方面，还是在造价控制方面，都进行了科学安排，能有针对性地对工程建设进行管理，一定程度上打破了传统的建设管理模式，提高了工程建设质量，促进了建筑行业的发展。因此，为了更好地运用BIM 技术，政府有必要制定统一的标准和指南，实现数据和信息的互联，逐步完善BIM 信息平台，保证BIM 信息的安全。同时，高校也应该开展BIM相关课程，培养专业人才，实现校企的有利结合。