BIM技术在建筑业中的应用研究

王惠晨

(无锡汽车工程高等职业技术学校，江苏 无锡 214153)

0 前 言

目前，随着我国建筑业的发展速度越来越快，BIM技术在建筑业中得到了广泛的应用。基于BIM技术的应用，有利于进一步促进建筑业的良好发展。BIM技术不仅能够有效保障建筑施工质量，而且在提高建筑施工效率方面也发挥了重要作用。BIM技术的应用，可在一定程度上减少工程项目建设中潜在的风险，促进建筑业的稳定发展。BIM技术应用的优势很多，可以降低工程造价预算，保障资金的正常供应，对工程中的一些款项进行合理计算，有效避免施工企业和甲方公司之间的纠纷，使建筑建设实现良好的动态化及精细化管理。

1 工程概况

1.1 总体概况

锡山第二实验小学建设项目施工总承包工程建设地址在鸿山街道鸿运路以东、鸿声南路以北、纬五路以南。本工程由江苏省锡山经济开发区开发总公司进行建设，工程建设的总面积58 016 m2，总建设工期为437 d，开工日期为2021年5月15日，竣工日期为2022年8月30日。

1.2 工程特点及难点

1)施工管理方面。本工程招标范围为总包施工，在施工中主要涉及室内装饰、暖通、电梯智能化、体育场、室外市政、雨污水等一些专业性强的施工项目。所以，在施工建设中，需要将专业性较强的工程项目纳入工程整体管理系统中，这样才能有效实现施工进度管理，保障施工质量及安全性。

2)进度方面。该工程施工工期比较紧张，而且涉及到的专业工种类型非常多，管理强度大，范围较广，故本工程中按照施工顺序在规定工期内完成项目，也是难点之一。为了在规定工期内完成土建及水电安装工程，一方面要加大劳动力、周转材料及机械设备方面的投入力度，另一方面要制定详细的施工计划，科学合理地安排施工，各个工序之间要做好穿插，同时要对关键工序进行严格的控制，保障工程在规定时间内完成。

3)安全方面。由于本工程规模大，单体多，而且主体结构的形式也比较多样，安全控制也很多，因而通过分析，将以下部分作为控制安全的重点。

(1)起重吊装工程。本工程的风雨操场屋面构架为钢结构。在施工前，应编制专项施工方案并列为重点监控对象，确保吊装作业安全顺利进行。

(2)高空坠落控制。本工程单体层高较高，在钢筋绑扎、模板支设与混凝土浇筑过程中均应搭设操作平台，做好安全防护，严防高空坠落事故的发生。管道井和连廊较多，临边洞口均应设置可靠的警戒围护，重要危险源部位应有专项的施工防护方案。

(3)安全用电控制。因为建设场地非常大，因此，用电设备的布置一定要进行合理的规划，对临时用电进行计算，同时制定临时用电施工设计方案，在实际施工时，要严格落实各种措施，保障用电安全。

4)工程成本控制方面。为了使业主满意，该工程采用了优惠让利的竞争措施，所以，在为企业赢取最大利益的过程中，要对工程成本进行控制，一般通过编制成本计划，严格成本考核、优化施工技术方案等一些措施对工程的成本进行有效控制。

3 BIM技术概述及应用现状

3.1 BIM技术

BIM技术的全称是建筑信息模型，是利用计算机技术将实体建筑数字化，全部转成数字信息，在建筑工程设计阶段一直到工程竣工完成，都可以利用BIM技术来进行设计和管理[1]。在实际应用中，通过BIM技术中的三维技术来对设计图进行同步，可以发现设计中一些不合理的地方，进而可以在施工之前进行修改，以提高设计的质量。并且BIM技术还具有信息化以及可视化等特性，可以对施工管理流程进行快速控制，并且保障沟通的效果，进而最终使建筑施工实现智能化、精细化管理。另外，BIM技术应用时，还具有真实性和精确化等特性，进一步提高了建筑施工安全性。通过应用BIM技术，利用其三维技术结合建筑工程项目实际情况，收集相关信息数据，来完成建筑物的数值模拟设计，进一步提高了建筑行业的科技含量，并且还有效地推动了其他相关产业的发展。

3.2 BIM技术应用现状

目前，建筑信息应用发生了比较大的改变。通过我国建筑行业的计算机化进程分析发现，在我国过去的20年内，BIM技术已经掀起了应用的热潮[2]。近些年，随着信息时代的发展，人们对BIM技术的认识也发生重大的变化，很多房地产开发商对BIM技术的应用程序也在不断地进行探索和研究。而建筑设计公司应用BIM技术的时间相对较晚一些，但很多的大型建筑企业也逐渐对BIM技术的应用进行了研究和探索。BIM技术已逐渐渗透在建筑行业各个项目中，我国很多建筑公司通过大规模的试验项目对BIM技术应用进行了研究，并取得了良好的成果。

3.3 BIM技术原理

BIM技术的原理主要是通过结合项目中的有关数据信息构建数据模型，在管理的过程中，数据库可以根据该模型来有效实施管理工作。同时，建筑模型可以给项目参与者提供信息交换平台，在信息平台中增加对项目利益的理解，保障工程的质量及施工进度和成本，进而帮助建筑建设企业有效实现项目目标。BIM技术在建筑行业中的三个技术等级如图1所示。

图1 BIM的3个技术等级

4 BIM技术应用优势

BIM技术的可视化功能能够让施工管理人员更直观地获得建筑工程信息，同时还可以对建筑施工进行模拟来实现碰撞检查，让施工企业能够制定出合理的施工方案，并有效掌控施工的进度。除此之外，BIM技术的使用还可以增加各专项工程间的有效交流，做到信息的及时传递。

BIM技术有很好的模拟功能，可以代替工作人员开展相关工作。同时，通过BIM技术还可以模拟项目招标以及施工环节，以此提升建设施工整个工作的效率。BIM技术还可以出建筑模拟效果图，以此满足业主观看的意愿，还能巧妙地运用BIM技术对建筑设计进行绘制，将模拟图展示出来，为相关工作人员提供参考，以此完善施工方案，保证工程质量。另外，BIM技术还具有可协调性，无论是设计、施工、还是运营协调，都能起到很大的作用。利用BIM技术可以有效地协调不同的施工部门和施工主体，保证了整个工程的效率和质量。

在新时代下，BIM技术可以说是我国建筑工程管理发展中十分重要的技术支持。BIM技术是互联网技术和3D技术相结合的高新技术。使用BIM技术可以建立工程管理的三维数据模型，同时还能构建平台来公示工程施工的各项数据，为工程整体管理提供良好的技术支持，实现施工流程的协调与优化，切实提高工程施工和管理的效率及质量。在工程管理过程当中，工程管控系统的重要性不言而喻，它与工程质量和施工的规范性有着千丝万缕的联系。现阶段，BIM技术的应用已经非常普遍，很大程度上促进了工程管控系统的更新和完善，BIM技术的应用对建筑工程管控系统有着十分重大的意义。

4 BIM技术在建筑业中的应用

4.1 建筑施工成本中的应用

4.1.1 在预算中的应用

建筑工程施工初期阶段，投入的资金会很多，工程变更成本会比较低，而随着施工的进行，投入资金变少，变更成本却在不断加大[3]。在发生变更，或者是变更错误的时候，施工越往后，需要的改正成本则会越大，而有效地减少变更不确定性，则能够让施工按照预定的计划完成成本精细化管理。所以，在项目施工以前，就要做好预算工作。

有效应用BIM技术，可以进一步优化设计，虚拟施工，通过分析和检查模型，可以对其可能存在的问题提前发现，进而制定措施来进行改进。

BIM模型建立，能够有效地保障信息的传递和完整性，利用BIM模型，可以获得准确的工程量信息，同时还可以对编码等属性进行分类统计，通过4D模型，有效获取项目某一个时段内的混凝土工程量。

可以利用BIM技术自动生成工程量，利用3D布尔运算获取精准工程量信息。然后分析模型及碰撞检查，进而有效的统计工程量，使得工程成本预算有效完成，利用BIM技术来对预算进行精细化管理，不仅使成本预算准确率得到了提升，同时也进一步提升了工作效率

4.1.2 在成本控制中的应用

当建筑工程施工完成后，还需要分析和考核成本管理，结合实际成本和计划成本的差异，有效找出具体的原因。利用BIM技术，通过BIM4D模型，制定详细的成本控制计划，选择合理的采购方式，科学采购正确数量和优质的材料。

在应用BIM模型提供工程量等信息的同时，还需要把信息加入到模型之中，将各个构件的真实信息给补充好，为后期运维提供信息。同时还要统计实际和模拟构件之间偏差，分析其具体的原因。如果偏差是由人为操作而导致的，那么要追究其责任，这样才能进一步提高操作人员的责任意识，进而有效完善精细化成本管理。

4.2 建筑施工质量中的应用

1)质量管理PDCA循环中的应用。PDCA在建筑工程中应用还是比较普遍的，其只是明确了质量管理过程，但没有具体要求。因此，应用BIM技术，并将其作为核心工具，这样能够有效提高PDCA循环作用效果，建立基于BIM技术的质量精细化管理模型。

具体应用中，要先从计划开始。好的计划可以为工程指明方向，并且有一定的系统指导作用。利用BIM技术构建BIM4D模型，为其提供一个协同平台，这样项目参与者可以有效地提取有关信息，了解自己的任务、职责及目标。通过BIM统一平台环境下，保证参与者的质量管理计划连接畅通，合理配合，使项目质量计划系统具有一定的有效性及可行性。

在应用BIM技术进行质量管理的时候，与项目目标质量进行结合，然后再慢慢细化，细化到构件和检验质量，同时明确质量责任。BIM技术模型，包括很多方面的质量目标，因此，利用BIM模型，让施工和管理人员对各个构建质量目标有一个准确的了解，进而完善质量计划。

在设计阶段对事前质量进行控制，这个阶段是解决质量问题和提升质量水平的重要时期。利用BIM4D模型，进行施工模拟，模拟和预演施工过程，进而明确施工进度计划、施工工艺等具体方案，调整组织和管理计划，并在模型中对其进行修改以获取最佳方案。在模拟预演时，在计划物资管理和进度的同时，还要及时发现其中存在的问题和风险因素。这些都是施工质量控制的重点内容，因此，应提前进行规避和控制。

2)实施。实施指的是在工程施工过程中有效应用BIM技术，可以将三维模型展示出来，保障模型构件信息的完整性，有利于进行三维技术交底和部署施工方案。

实施阶段需要对事中质量进行控制，通常情况下，是从产品、组织、流程这三个方面进行控制。①产品指的是施工过程中产生的构件，通过对比模型构件，进而使构件的尺寸、位置及材料等可以有效地满足设计的相关要求；②组织一般指施工构建过程中的质量管理组织，比如质量负责人、施工人员等，从多个层面来负责项目的质量；③流程指的是构件施工过程中对施工工艺技工序进行控制，进而使其质量得到良好控制。

3)检查。对施工过程中的构件、施工工序进行实时监测，同时有效地结合4D模型以及设计要求，检查质量是否符合相关要求。对隐蔽工程和重点质量控制部位进行拍摄，附BIM模型相应位置，明确质量负责人。如发现实际工程和计划工程不一致时，要及时进行调整，防止影响下一个生产工序，给整个工程质量造成影响。

4)处置。在应用BIM技术时，如果施工中已经发生了质量问题，则要将信息保存在模型中，只有这样，在后期运维阶段，才能为其提供信息依据，同时对存在的问题进行分析，制定措施及时解决。

5 结 语

BIM技术在建筑行业建设中有着明显的应用优势，其可视化以及模型的构建，为建筑建设施工提供了便利和技术支持，因此，在建筑行业建设中得到了大规模的应用。同时，在推动政府资产及计算机信息技术的不断进步下，BIM技术应用已成为建筑行业精细化管理的必然趋势。本文对建筑行业建设中，如何有效地应用BIM技术，进行了深入的分析与研究，通过BIM技术的应用，有效提升建筑行业施工管理效率，通过BIM技术的模拟性、协调性、可视性等特点，促进建筑行业建设中各个项目的精细化管理。利用模拟施工、碰撞检查、可视化等功能，使BIM技术可以有效控制建筑的施工进度、工程成本和质量等。因此，BIM技术在建筑行业的应用，在促进建筑行业可持续及稳定发展中，发挥了十分重要的作用。

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