BIM技术在建筑工程管理中的应用

周 愉

（同炎数智科技（重庆）有限公司，重庆 400000）

0 引言

随着社会发展、科技进步，信息化已成为时代发展的必然方向。在建筑行业，BIM技术在建筑工程建设的各个阶段都有应用，可以有效集成建筑工程施工的各种信息，并为工程过程管理提供信息服务保障，提高工程建设的效率，减少工程管理过程的问题[1]。本文对BIM技术在建筑工程管理中的应用进行探讨。

1 建筑工程管理

建筑工程管理是指对建筑施工过程中的进度、质量、安全、资金、机械设备、材料、人员进行的科学化安排，使能耗达到最小。

美国建设管理协会（CMAA）的定义：建设管理就是运用有效的管理技巧对项目由始至终的全过程进行计划、设计、建设，达到控制时间、成本、质量目的的专业化服务。

2 BIM技术概述

BIM技术是基于三维数字技术的工程数据模型，它不是特定的软件，BIM的实施必须依靠软件才能实现。

BIM技术主要在项目中起到共享和传输的作用，共享和传输建设过程中产生的数据、信息和项目规划，使参与项目施工的员工能够准确了解施工信息并及时响应。BIM技术的应用，可以有效收集施工过程中的各种信息并为工程管理提供信息保障，同时让工程项目相关各方协同办公，在提高管理效率，降低工程成本，优化工程工期等方面优势明显。

BIM技术最大的特点就是能够实时监看动态变化，在工程建设过程中，数据会不断地更新、丰富以及补充，能够让使用者在最短时间内了解到变化的最新数据。BIM技术可以有效提高土木工程管理的信息化程度，提高工程管理效率。BIM技术用于模拟施工时间，确保施工生产时间的效率，节约施工成本，提高快速应对质量和安全风险的能力。BIM还可以利用其独特的3D渲染技术发布和展示施工过程的细节，给人们带来强大的影响力，进而提高3D渲染的准确性。通过各种对比和控制加强，主要目的是确保工程质量和工期完工率，并将合同损失、成本、建筑材料消耗等因素降至最低[2]。BIM智慧楼管理平台见图1。

图1 BIM智慧楼管理平台

3 BIM技术的特点

3.1 可视化

现代建筑有复杂的形状和形式，建筑设计很难满足设计师对复杂异形空间结构灵感表现。但是采用具有视觉特性的BIM技术，可以利用三维渲染和三维物理图像在方案设计阶段就给人们提供一个直观的三维视觉展示，给予真实的视觉漫游展示，便于决策者及时准确做出项目决策。

3.2 协调性

在建筑工程的方案设计阶段，建筑、结构、机电相关专业设计人员基本上都是各自设计，没有进行很好地沟通、交流。例如，当有供暖、通风、空调等管道时，各部门只能负责完成自己的施工图。在管道实际运行的情况下，有结构设计构件，如梁，通常容易产生碰撞问题，使得铺设管道变得困难。要解决这个问题，不应该在问题发生后再解决，通过BIM协调可以提前解决这些问题。施工初期通过BIM技术调整各部门之间的冲突，提供调整数据。冲突问题的解决不是BIM协调的唯一功能，也可以调整电梯井、防火分类、地下排水等。

3.3 优化性

利用BIM 的优化性特点可以做一些项目的设计优化：如三角屋顶、立面、大空间但不是正形等地方都可以进行不规则形状的设计。虽然这些地方对整栋建筑来说并不太多，但它们将耗费大量资金和时间，而且往往很难建造，从而导致许多施工问题。通过BIM预先的施工计划可以显著减少资本和时间支出[3]。

4 BIM技术的近期发展和优势

建筑业是国民经济的支柱，为人们的住房提供保障。随着时代的发展，建筑工程项目的传统运作模式必须随时代而做出改变。现代信息技术的广泛应用是项目管理体系现代化的标志。在工程项目的运作中，通过计算机技术、通信技术、传感器和计算机硬件安装来满足现代化需求。随着21世纪计算机的普及和2002年BIM技术的提出，这项技术得到了很好的发展和完善。近年来，BIM技术已经形成了比较完整的理论和技术体系。BIM技术在建筑工程管理上使用三维数字技术，用数字模型描述系统结构，并将其与所有工程项目始末联系起来。它可以保证建筑工程项目始末的数据单元，实现整个建筑工程项目的信息集成。BIM技术在现代不仅仅是一项新的科学技术，而且还是一种高度集成的计算机网络数据软件，具有不同寻常的工程管理能力。它不仅可以应用于建筑工程管理中，还在城市的数字化建设和最先进的工程信息管理系统中担当重要角色。

5 BIM技术在工程管理中的应用

5.1 组织方案

BIM技术是一项近代兴起的科学技术，资金严重短缺和技术尚未成熟是该技术在向建筑工程管理企业推广过程中面临的难题。并且只有正确认识BIM技术的重要性和在项目中正确使用BIM技术，才能为提高建筑工程管理效率奠定夯实的基础。因此，施工团队中相关技术人员应该创建BIM技术的使用流程图与说明书，为正确使用BIM技术创建夯实的书面基础，并向部门所领导的下属大力推广。另外，精通BIM技术的项目人员可以建立如何使用BIM技术的标准体系和相关应用程序专业流程，做到全员了解BIM技术，并且可以简单使用，确保BIM技术能在工程施工中发挥高效的作用。根据工程施工现场的情况，加以完善和改进标准体系中的具体细节和不足，使BIM技术在工程施工中更加准确可靠。设计部门设立BIM团队，聘请专业的BIM技术人员，明确技术团队各人员的工作内容和职责，保证BIM技术在工程建设中的高效使用。

5.2 明确流程

正确运用BIM技术可以有效地提高BIM技术的应用效率，不仅可以提高建筑工程管理中所做决策的正确性，还为提高工程管理效率奠定夯实基础。主要来说，BIM使用过程包括以下三方面：（1）工程项目方案设计师根据建筑施工中的实际要求，利用所需的建筑材料，确定建筑模型的基本结构。（2）施工人员根据设计方案中具体要求和标准进行第一次施工模拟。通过BIM技术的实时监控发现和解决设计方案存在的不足和缺点，再加以完善和改正，以确保施工方案的完善和最终确定。施工人员再根据最终敲定的方案进行实际施工。（3）项目完工后，管理部门的工作人员必须收集完工环节中所有必要的信息，例如施工设计图和建筑物的定期维护计划，确保建筑物在后期使用不会出现安全问题，避免建筑施工团队的施工过程出现不必要的纰漏[4]。

5.3 BIM技术的有效应用

在传统的施工技术下，繁杂图纸和复杂文字，大大降低了信息文件的可用性，浪费工程建筑信息的价值。BIM技术通过网络技术，使用计算机在互联网传输下，传递所有的数据和材料，提高了信息标准化，使数据完整并且更清晰易懂，为相关信息文件的处理和管理提供了极大便利，为BIM技术的有效应用奠定了夯实基础。

5.4 施工阶段的应用

施工初期，施工场地不仅包含了大量施工设备和零件，还有大量零碎的建筑信息，这是一个让建筑工程项目人员烦恼的问题。而BIM技术以其强大的数据库功能，可以高效实现各种建筑项目信息的有效分类和安全存储。工程施工人员可以随时检查施工设备的损耗，选择相应的零件进行修补，有效防止因为设备磨损而导致的安全隐患。不仅如此，BIM技术还可以用于3D建筑模型的构建，降低了工程建设的材料损耗。

BIM技术构建的3D模型中不仅包含了项目施工过程中的人员信息、设备使用、施工进度等情况，项目领导人还可以观察全局，进行指挥，有效避免和解决施工过程中潜在的安全隐患，确保施工过程中施工人员的安全。并且使用BIM技术，还可以评估建筑材料、施工设备的使用损耗，实现施工资源的合理安排，避免事故、冲突发生。最后，BIM技术还可以利用SOPS平台发现潜在的安全风险，并且制定出相应的安全预防方案，直到消除对项目和人员造成的安全隐患。

5.5 监控阶段的应用

工程建设项目人员可以利用BIM技术，建立科学先进的数据模型，实现对施工现场的建筑材料和施工设备进行直观全面监控，还可以进行有效的分配和管理。施工管理人员能有效分析BIM技术提供的数据，发现存在的安全隐患和设备损耗，进行预防和维护。不仅大大促进建设工程的稳定性和安全性，并且进一步提高资源利用率，也起到了提高建筑企业声誉的作用。

5.6 建筑场地分析

工程施工的重要性在于对施工作业的实时调查。施工现场的微小误差会影响施工进度，施工现场的实时调查不容忽视。BIM技术改变了传统的调查施工现场的方法，将施工现场与互联网相结合，利用3D渲染技术，在计算机上进行真实的施工现场周边环境模拟，详细分析施工现场周边环境的影响因素，避开项目可能出现的安全问题，改进和完善最佳的施工方案。传统的施工现场勘查会让项目人员浪费大量的时间和精力，不仅是整理汇报施工现场的情况需要大量的时间，而且项目的准备阶段也会浪费大量的时间，这将极大地影响项目的进度。而BIM技术可以利用互联网和计算机技术从源头解决，节省大量时间，提高工作效率。利用大数据提供工程施工的实时现场，可以杜绝个人主义观对工程施工场地考察的影响，从中选取最优的方案。

5.7 辅助施工方案设计

传统的建筑工程方案设计的隐性问题大多会在施工后期才能发现，但是工程已经准备结束，已经无法改变，这些遗留的问题就会保留在建筑中，成为遗憾甚至是隐患。针对这些问题，建筑行业已困扰多年，BIM技术可以实现虚拟网络展示，通过虚拟仿真从项目开始到结束可以完善方案的不足，及时设计辅助施工方案。对多个版本施工方案进行改进和完善，以适应在工程中出现不同的问题。有效减少工程施工中带来的安全隐患，减少危险性，提高建筑工程质量，提高工作效率。

6 实例分析

6.1 上海虹桥枢纽国家会展中心

上海虹桥枢纽国家会展中心在世界上成功实现了首次在一个大型展厅中获得“自由柱”展览的效果。总承包设计部引进BIM技术，对上海虹桥枢纽国家会展中心的主体结构进行了建模，还与搭建主体结构模型的施工团队进行商谈合作，及时调整和修改模型，消除安全隐患，避免维修和施工返工，提高了工程的效率。

6.2 港珠澳大桥

BIM的应用是港珠澳大桥建设过程中的亮点之一。在港珠澳大桥项目施工的前期，因为当时BIM技术尚不成熟，港珠澳大桥项目领导并未采用，但在下一阶段，项目团队不仅专门成立了一个BIM技术领导小组，还特别编制BIM技术服务详细方案。此外，团队准备实施港珠澳大桥临时住房项目上，BIM中心全员也给予了大力支持，并且设计了提供两年的技术服务计划。在项目施工前与团队进行场地模型的深化设计，还提供详细的砌体施工现场布局清单和技术交底，并为砌体施工三维模型的创建提供全面的技术交底。

6.3 浙江省人民医院2号楼

6.3.1 土建模型

土建模型（见图2）包含结构专业和建筑专业，建模采用了Revit软件。

图2 浙江省人民医院2号楼土建模型

6.3.2 机电管线

机电管线模型包含：水专业、电气专业和暖通专业，见图3。

图3 机电管线模型

6.3.3 图纸检查

建立BIM的数据模型，检查医院施工图纸是否有缺漏，以便及时进行修改。

6.3.4 模型检查

对模型进行检查，检查合理后，便可以进行施工。

7 结束语

随着时代的进步，建筑业也需要与时俱进，进行技术改革，提高工程质量。所以科学利用统计数学和综合所有数据进行详细分析，可以更好地提高BIM技术在建筑工程管理中的工作效率，以低风险得到高回报。BIM技术的应用不仅能促进建筑工程设计水平的提高，还能有效地促进工程建设管理水平的提高，为工程建设管理信息化发展提供技术支撑。