BIM技术在建筑工程管理中的应用

2022-11-03肖捷夫刘峰王蓝茗项鑫

建材发展导向 2022年21期

肖捷夫刘峰王蓝茗项鑫

（武汉市建筑工程质量监督站，湖北武汉 430019）

与国外的项目管理相比，我国的项目管理起步较晚，因此仍有一定的滞后。随着信息化的不断发展，信息技术在各行各业得到了广泛的应用，例如航空、汽车等，这些都起到了巨大的推动作用，大大提高了社会的生产力。在此背景下，本文提出了信息模型技术，并将其称为BIM技术，利用BIM技术进行整个生命周期管理，可以提高整体的工作效率，缩短建设时间，大大降低建设费用，并能促进项目管理的科学化，从而保证建筑的设计质量。本文就BIM技术在施工项目中的应用进行了探讨，以期能为相关人员提供一些有益的借鉴。

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术的定义

在BIM技术中，通常包括两个方面：一方面是信息模型，另一方面是数字模型。在信息模型方面，通常是利用计算机技术，通过整个建筑的整个生命周期，包括建筑的设计和建造，从而实现全面的管理。随着科学技术的不断发展，BIM技术在工程建设和工程建设中得到广泛应用。

20世纪70年代，BIM技术是一种新的概念，它通过计算机技术，对建筑项目的几何特征和功能进行了归纳，并将其归纳为一个统一的信息模型，以确保项目的管理水平。随着技术的发展，BIM技术也在不断的发展，各种BIM的概念也随之出现。将BIM技术引进到施工项目中，可以建立相应的数字化信息模型，其中包括了施工各个环节的管理流程。具体来说，就是利用信息化技术，对建筑工程中的一系列信息进行数字化建模，在完成了数字化建模之后，还能对建筑的各种信息进行管理。简而言之，就是要建立一个信息化的数字化模型，并将其应用到整个生命周期的管理之中。这一概念在现阶段是比较成熟的。

1.2 整个建筑物的寿命

在整个建筑的生命周期中，首先进行了建筑的设计方案，接着进行了施工和应用，最终完成了整个建筑的拆除。在建设工程中，技术含量高，建设周期长，投资大，风险也很大，涉及到的单位和人员多，因此必须对建筑的寿命进行分类。在我国，一般将其分为四个阶段：计划阶段、设计阶段、建设阶段、营运阶段。

1.3 建筑物的设计方案

在建筑设计方案方面，通常以建筑工程的定位为基础，进行建筑的功能等方面的设计定位；对于建筑设计来说，首先要确定建筑的功能类型，然后由专业的设计机构来进行结构设计，既要保证结构的整体安全性，又要达到美观的要求；就施工环节而言，通常是施工单位根据相关的设计图纸，进行改造等；在施工作业阶段，通常是对已完工的建筑物进行维修。在施工项目管理的基础上，将BIM技术应用到施工企业的全生命周期管理中，可以推动施工企业的整个生命周期管理模式的转变。在施工过程中，BIM技术在施工全过程中起着至关重要的作用。从规划阶段来看，BIM技术可以用于多种经营，例如成本预算等；在施工设计的各个阶段，BIM技术通常是对项目的设计和项目的可行性进行管理；在施工过程中，BIM技术通常用于数字加工、三维控制等方面；BIM技术是施工作业中常用的一种技术，它可以用于规划维修方案和资产的编制，也可以用于空间的管理。

2 BIM技术应用浅析

2.1 在工程计划的实施中的应用

施工计划的实施，最重要的是要让业主清楚的了解建筑产品与当地的市场之间的联系，而BIM技术在项目的策划和管理中的应用，将会起到非常重要的作用。在BIM技术的帮助下，能为用户做出科学的设计，使企业的利益最大化。这不仅能给项目带来巨大的利润，还能为项目的技术和经济效益打下坚实的技术基础。在传统的建筑规划中，如果业主要进行技术和经济上的可行性论证，又要保证工程的性能和质量符合设计规范，就必须在大量的人力和物力上进行投资，以便获得更多的资料和资料，从而提高理论的科学性。通过BIM技术，可以为业主提供建筑模型，通过对工程方案的分析和仿真，可以得到相关的结论，为工程施工打下坚实的基础，降低工程造价和施工周期。

将BIM技术应用于建筑规划，并结合一个具体的项目，将其定位为一个典型的卫星城市，在规划前期，将其业务范围集中于京津冀、环渤海等。其建筑规划要以体育设施为依托，以体育带动生态旅游开发，带动房地产的发展；此外，综合体育馆的建设也要注重生态环境，在体育产业的发展中，要以休闲度假生态城为中心。

由于卫星城对环境的高要求，使得建设工程管理工作面临着巨大的挑战。因此，在运用BIM技术进行总体规划时，要考虑到环境问题，利用BIM技术，对其功能和位置进行控制，从多个角度出发，将其建成一个集运动与自然于一体的综合体。以此为基础，既能保障整个卫星城的环境，又能保留其原有的自然风貌，又能充分体现其生态环境，因此，中央体育馆在施工时，必须保证其结构呈环形带状，同时，在场馆的顶棚施工时，可以采用采光顶棚，以保证室内的照明。就环带运动场而言，要以环形运动场为基础，保证与周边环境相协调，实现人与自然的协调。大型环形体育场的施工必须充分应用BIM技术，而BIM技术的应用则是确保其应用的可行性，充分体现BIM技术在工程规划中的重要性。

2.2 在施工设计中的应用

在建筑设计的时候，由于建筑本身的特殊性，涉及到了许多不同的部门，因此，在进行设计的时候，需要大量的专业人员来完成，如果不能对此进行科学的管理，那么就会产生冲突，从而大大延长工程的工期。尤其是当设计图纸无法直接反映出来时，就难以及时发现存在的安全问题。通过BIM技术，可以有效地解决以上问题。利用BIM进行三维建模，可以为设计者搭建一个科学的设计平台，从而可以更好地发现二维空间中存在的安全隐患，从而进一步减少设计中的安全性问题。此外，将BIM技术应用于设计过程，可以使设计者得到科学的沟通，加强设计者的沟通，有利于工程的顺利进行。

将BIM技术应用到施工编制和勘测阶段，能充分减少传统设计阶段的空间冲突。随着社会的不断发展，各种配套设施也逐步完善，如通风、防火、管道等，都要经过合理的规划。如果管道系统比较复杂，采用常规的设计软件进行设计，就不能很好地避免管线的碰撞。在进行实际施工时，也要进行相应的调整，从而可以在一定程度上延长工程的工期，增加工程造价。通过BIM软件进行管道碰撞实验，可以提前发现问题，为以后的工程建设打下坚实的基础。由于某些电缆与管线发生碰撞，因此，在实际设计时，必须立即进行相应的调整，以减少传统设计中出现的问题，防止出现返工。同时，BIM技术在设计阶段的应用，能够最大限度地发挥其协同作用，简化复杂的设计流程，使各个专业的设计者能够更好地完成设计任务，促进项目的顺利进行。

2.3 在施工过程中的应用

在施工阶段，通常是根据设计图纸，把它作为一个真实的建筑。在常规的施工过程中，必须与施工方、监理方共同进行设计图纸的审核，以便使勘察数据的完整性得到充分的保障；在此期间，对重点部位进行施工建设时，要采取有效的技术措施。但是，在具体实施的过程中，传统的管理方式仍比较抽象，不能结合实际情况，不能对施工中的细节进行细致的解释，很容易造成工程建设中的安全隐患。运用BIM技术进行工程项目的管理，可以充分发挥其三维建模的优点，将二维模型无法展现的内容展现在人们面前，从而提前了解工程建设中容易出现的问题，从而达到对工程安全隐患的整体减少。BIM技术在工程建设中的应用对工程进度的控制是非常重要的。在工地上，无论是材料的管理，还是人力的调配，都非常重要。在建设项目管理方面，要全面实施相关的项目进度管理，必须做到以下几点：1）对项目进度进行科学的控制；2）行工程进度的调整。就施工方案而言，一般是根据工程需求，结合施工的特殊情况，制订科学的工程进度计划；下一步要执行该工程，这要根据相关的建设进度和执行情况执行；检查是对工程的具体实施情况进行检查，并进行工程进度和计划的对比；所谓的“调整”，就是根据验收的结果，对进度和进度的偏差进行计算，并采取相应的措施，将因外部因素造成的工期延误降至最低，以保证项目在预定的时间内完工，然后继续实施。在工程进度规划方面，BIM技术的应用不仅可以通过传统的横道图来反映工程进度，而且可以实时监测施工状态，从而形成一个数字化的进度模型。对工程的实际进展进行仿真，并将其标注出来，由相关负责人进行科学的控制，以减少外部环境的负面影响。

2.4 在施工过程中的应用

由于工程项目的实施，涉及到的信息很多，需要管理者在最短的时间内获得正确的信息，因此，在进行工程管理的时候，往往会利用自己的主观经验进行管理。BIM技术可以有效地解决这一问题，使有关部门能够在最短的时间内获得建设工程的相关资料，从而为管理者制定合理的建设方案，从而降低企业的投入和人力、物力。通过BIM技术，在节约生产成本的同时，也能有效地降低物流和仓储的损耗，减少原料的浪费。从完工阶段来看，BIM技术能够为相关主管提供一系列的工程资料，为后期的工程管理打下技术和信息基础。这一时期的管理工作关系到以后能否继续投入使用，为了提高管理的科学化，必须对工程信息进行全面的评价，从而提高管理工作的质量。通过BIM数据库，可以为企业提供所需要的工程资料，通过对工程信息的分析和计算，可以了解工程的盈亏状况，了解各种物料的用量，从而实现对工程造价风险的科学控制。

3 案例分析

某城市的住宅小区，周边已经有了配套的公共设施，方便快捷。该工程由4幢住宅建筑组成，全部采用水泥框架结构。以9#楼为例，地面15层，地下1层，底层为1层，底层为筏式，地基为浅基，BIM建模见附图1。工程占地18000m，工程完成时间38个月。

图1 工程项目BIM模型效果图

项目利用AutodeskRevit的三维BIM技术，建立了一个基于BIM的三维实体模型，可以在该模型库中定义材料的属性、尺寸、功能等，并通过广联达BIM-5D软件建立项目成本信息，将项目的成本信息导入BIM平台，从而实现项目的质量、进度、成本的多目标管理。

3.1 项目建设计划的比较

通常情况下，在工程设计阶段完成后，施工与设计的各个环节互相割裂，信息交流不顺畅。由于传统的平面图存在一定的缺陷，使得施工人员在进行设计之前要花很多的时间来熟悉图纸，造成了计划安排上的偏差，项目的进度追踪能力较差，从而造成了后期变更的难度，以及提高了项目的调度协调开会次数，降低了决策的效率。施工进度管理一直是一个动态的过程，工程材料、设备、人员等的错综复杂，在获得工程进度的精确资料后，由于工程进度的庞大，工程进度分析的成果与管理者的工程经验、管理水平密切相关，因此，在编制、调整进度计划的时候，若不能充分考虑到工程的各个环节，会造成工程进度的错乱，从而提高工程造价，并造成工程工期的延迟。

因此，将BIM技术引入项目施工管理中，可以实现施工、设计、监理、供应商、施工单位等各方的沟通与协调，实现平行进行、同步推进施工进度的目标。有别于传统的施工进度管理（甘特图和网络图），BIM技术可以通过工程动态仿真，对关键线路进行可视化的求解和分析，并对不利的施工节点进行调整、纠正、四维空间内的施工逻辑关系、分析施工方案的可行性、进度规划是否能达到。

3.2 工程质量的比较

施工工程施工中专业众多，施工过程复杂，施工进度快，交叉专业冲突较多，施工质量管理十分必要。在BIM技术引进之前，管理、设计、施工技术人员的交流多以CAD图纸、纸质资料和会议记录为基础，图纸中的错误、缺、漏等问题不能在视觉上解决，造成了复杂节点的施工交底困难，或交底深度不够，造成工程质量缺陷。在施工质量管理方面，施工工程包括基础、基坑等隐蔽工程，还包括模板工程、混凝土结构等危险工程，施工质量控制主要由质量负责人确定，现场施工人员施作，现场监理全程监控，最后由质量部门进行检验、检验、存档。因而，在管理过程与管理接口方面存在着交叉、混淆等问题，从而造成了提高质量管理的费用。

BIM技术的引入，使工程质量的控制得以有效、高质量的提升。对同一施工工况下的工程质量问题进行了统计，结果显示，工程质量问题发生的概率和频率大大减少。

3.3 工程造价的比较

工程造价控制包括材料和投资费用的输入，对建筑材料的消耗进行统计与分析，是一项耗时耗力的工程管理工作。为节约物料，优化资源配置，在工程建设之前，必须先确定各工序的物料需求，再由物料部门进行采购，而在输出方，必须建立定额领料制度，严格控制领料质量，以提高物料的利用率，降低物料的损失。工程成本管理涉及到许多不同的管理部门，各个部门间的沟通与沟通，都涉及到进度、成本、质量和成本。

BIM技术在工程造价管理中的运用，使工程造价得以精益化。通过BIM三维集成平台，将BIM的三维建模与工程进度、成本等数据结合起来，根据BIM的施工内容，对物料的需求进行规划和组织，实现对物料的成本控制和成本核算，并通过平台的高效协同功能，实现清单的数字化、可视化，为管理者查看和比较成本与实际成本提供了有效的方法。