BIM技术在建筑工程管理中的应用

2022-11-26王

科技创新与应用 2022年12期

王译

（哈尔滨工程大学后勤基建处，黑龙江哈尔滨 150001）

同国际工程管理进行比较，可以看出我国工程管理的发展是相对较晚的，所以还存在一定的滞后性。伴随信息化深入发展，促使信息在各个行业中都获得了广泛的运用，比如航空航天及汽车等，都发挥着极大的促进作用，这在很大程度上增加了社会生产效率，然而信息技术在工程管理中的运用，还有待完善。基于这样的背景，提出了信息模型技术，我们也将其称之为BIM技术，借助BIM技术开展全生命周期管理，有助于全面增强施工效率，减少施工工期，极大地降低建筑成本，还能帮助工程管理作出科学决策，有效确保建筑设计质量。对此，文章围绕建筑工程管理，对BIM技术的运用展开了分析，希望可以为有关人员提供参考。

1 BIM技术概况

1.1 BIM技术定义

针对BIM技术来说，一般情况下包含两方面，一方面是信息模型，另一方面是数字模型。就信息模型来说，一般是借助计算机信息技术，贯穿于建筑全生命周期，具体来说包含建筑设计及施工等建筑环节，有利于开展全方位的管理。基于科技的进一步发展，促使BIM技术获得了普遍的运用，包括在设计阶段及施工阶段的运用。

早在20世纪70年代就有了BIM技术定义，借助计算机技术，对建筑工程管理中包含的一系列信息模型开展总结，如几何特性及功能等，把所有的信息模型归为单一的信息模型，同时想要进一步保证建筑工程管理，在该单一模型中，还结合了施工进度及造价等信息。伴随科技的进步，促使BIM技术也越来越完善，在这之后，也产生了多种定义。在建筑工程中引入BIM技术，可以构建相应的数字信息模型，在这之中，涉及建筑各环节的管理过程。具体而言，一般是借助信息化技术，对建筑施工中产生的一系列信息开展数字化模型建设，在数字模型建完之后，还可以实现建筑设计等多方面信息的管理。总之，就是构建信息化数字模型，同时把数字模型及信息运用在全生命周期管理中。该定义是现阶段相对完善的定义。

1.2 全建筑生命周期

针对全建筑生命周期而言，首先是开展建筑设计规划，然后开展建筑施工及运用，最后实现建筑拆除过程。在建筑工程项目中，对技术含量的要求是非常高的，且施工周期一般都很长，还需要投入很多资金，有着较高的风险性，参与的单位和人员也比较多，所以需要对建筑生命周期开展划分，这一点十分关键。在我国通常将其划分成四部分，一是规划环节，二是设计环节，三是施工环节，四是运营环节。

1.3 建筑设计规划

就建筑设计规划来看，一般是基于建筑项目定位之上，对建筑功能等开展设计定位；针对建筑设计而言，需要先明确建筑功能风格，以此为前提，让专业的设计单位完成结构设计，在全面确保结构安全的前提下，应最大限度地实现美观性的需要；对于建筑施工环节来说，一般是施工单位按照有关的设计图纸，完成改建等活动；在建筑运营环节，一般是对竣工完成的建筑开展维护的过程。基于建筑工程管理，在其中引入BIM技术，能够促使全生命周期管理发生较大的变化，还能进一步促进建筑协作方式的变革。基于BIM技术的运用，对于建筑全生命周期的每一个环节都发挥着关键性的作用[1]。就规划阶段来看，BIM技术可以用在多个方面的管理中，如成本预算等；就建筑设计阶段来看，BIM技术一般是对方案设计及工程可行性分析开展管理；针对建筑施工阶段来说，BIM技术一般用在数字化加工及三维控制等的管理工作中；对于建筑运营环节而言，BIM技术一般用在维护计划及资产的制定过程中，也能用在空间的管理方面。

2 BIM技术应用价值

2.1 工程设计智能化

根据有关的实践可知，基于建筑工程管理，引入BIM技术可以发挥很大的优势作用。借助BIM技术，能够充分反映三维设计效果，帮助设计工作者及3D模型的构建奠定基础，自动形成有关的图形，并将原有的模型保存下来。若是模型产生了变化，还需要对图形及文档开展优化升级，这样就能进一步增强建筑设计中各个专业之间的协同性。比如，在对某专业设计对象开展修改的过程中，和它相对应的其他专业对象也将出现一定的变化。

2.2 项目管理信息化

立足于现代建筑企业方面来看，实际进行工程项目管理时，若是信息交流还是运用之前的纸质媒介，将极大可能出现信息断层现象，在各个应用系统中也有可能发生信息孤岛现象。基于BIM技术的使用，可以很好地处理该问题。这是因为利用BIM技术，能够对工程数据开展集中管理，全面确保各参与方信息可靠性及有效性，从而促进信息的交流及共享，充分发挥信息的优势作用。

2.3 施工管理可视化

借助BIM技术，能够更好地开展建筑虚拟设计及建造等工作，推动管理可视化。在工程管理中引入BIM技术，可以把建筑物同3D模型等结合起来，与此同时，还能集成一系列信息，如施工资源信息，从而形成4D信息模型，以达到虚拟施工效果。就BIM技术来看，通常是借助计算机来实现，对建筑工程开展施工建设，针对工程施工中极易产生的问题开展预测，同时探讨有关的施工方法，对施工过程开展模拟，进一步完善施工方案。另外，针对建筑运营阶段来看，可以对能耗进行科学分析，有效开展节能控制，充分发挥BIM技术的优势作用，对运营阶段的一系列环境因素加以融合，开展有效性分析，同时对结构及材料等导致的破坏问题开展预测，为工程管理者提供针对性的措施，全面确保建筑结构安全，为其奠定夯实基础。

3 BIM技术的运用分析

3.1 运用于项目规划阶段管理

开展建筑工程规划，最为关键的是应为客户明确建筑产品同该地区市场的关系，BIM技术在项目规划管理的运用，能够发挥至关重要的作用。借助BIM技术，可以为客户作出科学的规划，从而获得最大化效益。不但可以在规划阶段获得市场收益，还可以帮助工程的技术及经济方面建设，奠定夯实的技术基础，从而全面确保项目的技术及经济效果。从传统的建筑规划来看，若是业主想对项目的技术及经济可行性开展论证，并且还要确保建筑功能及质量满足设计的相关标准，要求业主应加大人力及物力方面的投入，以此来掌握多方面的数据信息，同时对一系列数据开展计算，进一步增强论证结果的科学性[2]。借助BIM技术，能够帮助业主完成建筑建模，利用建筑方案分析及模拟过程，能够获得相应的论证结果，有助于全面确保论证结果的准确性，帮助项目建设奠定夯实基础，从而极大地减少设计成本及建筑工期。

在建筑规划过程中引入BIM技术，以某一工程实例为例，对综合体育馆进行建设，其定位是打造成典型卫星城，在规划的初期阶段，就把它的服务区域设置在京津冀地区和环渤海地区。其建设规划应在体育建设基础上完成，借助体育促进生态旅游业的开发，推动房地产的进一步发展等，另外综合体育馆的建设重点，还应放在生态环境上，在开展体育产业开发的过程中，应致力于休闲度假生态城市的建设。

由于卫星城在环境方面有着很高的要求，这对建筑工程管理来说，将面临严峻的挑战。对此，有关建筑设计师借助BIM技术开展整体规划工作时，应对环境因素加以重视，借助BIM技术，对卫星城功能及定位开展控制，立足于多个方面，把卫星城建设成体育休闲同自然有机融合的建筑。基于这样的建设，有助于更好地确保卫星城整体环境，保持清新自然的特色，最大限度地展示其生态环境，针对中心体育馆开展建设时，应保证其结构为环带状，在对游泳馆顶部进行建设时，可通过采光屋顶来实现，全面确保体育馆中的亮度。就环带体育馆来看，应基于环状体育馆的建设，确保同附近的环境形成一致，以达到人和自然的和谐共处。在开展巨型环带体育馆施工时，应全面落实BIM技术，只有引入BIM技术，才能保证建设的可能性，这也全面反映出了BIM技术对于建筑规划的重要作用。

3.2 运用于建筑设计环节管理

就传统设计阶段来看，在工程管理中还涉及复杂的CAD图纸，还有着很高的错误率等一系列问题。在过去就很难对CAD进行管理，同时还要对设计图纸加以修改，所以在设计阶段，因为变更越来越频繁，常常会导致沟通方面存在一定的困难。而目前的设计阶段，在开展建筑工程管理的过程中，能够有效利用BIM技术来处理，所以BIM技术在这一阶段的管理工作中，有着关键性的作用。基于BIM技术的运用，让建筑设计开始步入三维，这也在很大程度上促进了设计环节管理的变革，增加了方案的可行性，为其带来了更多的经济效益[3]。借助BIM软件开展建模，能够构建三维效果图，原有的CAD制图呈现的都为二维效果图。根据有关的对比，可以得知，在设计阶段，借助BIM技术能够更加直观地反映出设计方案的效果，帮助最终方案的敲定奠定数据基础，提供切实可行的对策。

在建筑设计阶段，因为建筑自身的特征，在进行建筑施工时会有多方单位参与，所以实际开展设计时，会有很多专业人士开展设计，若是没有对这个环节开展科学控制，加强相关的交流及沟通，将极易导致该环节出现摩擦，从而极大地增加该环节的工期。特别是设计图纸不能直观体现的情况下，将很难及时找出存在的安全隐患问题。针对上述问题，借助BIM技术就可以有效处理。基于BIM的三维创作，能够帮助设计人员构建科学的设计平台，通过三维设计模型，有利于更好地找出二维中的安全问题，进一步降低设计过程中的安全问题。另外，在设计环节中引入BIM技术，能够获得科学的信息交流方式，强化设计人员之间的交流，从而促进项目有序开展。

建筑编制及勘察阶段引入BIM技术，可以全面降低传统设计阶段存在的空间碰撞现象。在社会的持续发展下，促使建筑配套设施逐渐成熟，比如通风及消防等专业设施以及管线，都应通过有效的设计来实现。若是管道系统比较复杂，各个专业的设计工作者借助传统设计软件开展设计时，将无法有效防止管线之间的碰撞。实际进行施工时，还要开展调整，这样将在一定程度上延长工期，提高施工成本。借助BIM软件开展管线碰撞试验，能够事先找出设计中的问题，帮助后期施工奠定夯实基础。针对有的线缆同管道之间的碰撞现象，实际进行设计的过程中，应第一时间开展调整，以减少传统设计存在的施工问题，避免产生返工现象[4]。与此同时，在设计阶段运用BIM技术，可以充分发挥其协调能力，对复杂的设计过程进行简化，帮助各专业设计工作者更好地开展设计，从而推动工程施工的有序开展。

3.3 运用于建筑施工环节管理

就施工环节来看，一般是按照设计图纸的要求，将其建设为实际的建筑物。就传统的施工环节来看，应由建设及监理单位等一起开展设计图纸审查，这样才能有效保证勘察资料的全面性，同时还应明确设计图纸的内容，最大限度地简化设计图纸，让相关施工人员可以更好地明白图纸内容，并结合设计图纸要求开展工程施工。在这一过程中，对重要部位开展施工建设时，应开展有效的技术控制。然而，具体进行施工的过程中，传统的管理方法还是相对抽象的，没有结合具体状况，对施工的细节部分，未作出详细的说明，极易导致工程施工存在安全问题。利用BIM技术开展管理工作，能够充分利用其三维模型优势，把二维模型不能呈现的内容展示出来，有利于事先了解施工中极易产生的问题并加以解决，有利于全面降低建筑安全隐患问题。

BIM技术的运用，有助于更好地掌控施工进度。针对施工现场来看，不管是建筑原材料管理，还是人员配置工作，都是十分关键的。就建筑工程管理而言，应全面落实有关的施工进度管理工作，这就需要对以下4点开展控制：一是对施工进度计划开展科学控制；二是对施工进度的具体执行状况开展有效控制；三是对施工进度计划开展比较分析；四是对施工进度开展调整。针对施工计划来说，通常是按照项目的需要，联系施工具体状况，来制定科学的施工进度计划；接下来要对项目开展实施，这需要按照有关的施工进度计划，以及具体的实施状况进行；检查指的是对施工具体执行状况开展检查，同时对施工进度及计划开展比较；所谓的调整控制，是按照检查结果，对实际执行结果和计划工期之间存在的偏差开展计算，运用针对性的措施，最大限度地减少由于外界因素导致的施工工期延长问题，从而全面确保工程项目在规定时间内完成，接着再对整个工程管理中持续循环该管理过程，持续到项目竣工完成为止[5]。就施工进度计划来看，引入BIM技术不但能够借助传统的横道图来体现进度情况，还能对施工状况开展动态监控，进一步形成数字进度模型。对实际的施工进度开展模拟，然后将其标示出来，让有关管理者开展科学控制，从而全面降低外界因素导致的不良影响。

3.4 运用于建筑竣工环节管理

针对建筑项目而言，实际开展项目建设时，会涉及大量的信息，要求项目管理者应第一时间获取准确的信息，所以在开展管理工作的过程中，常常会借助主观经验开展项目管理。BIM技术的应用，就能很好地解决该问题，有助于相关建筑管理者第一时间获取建筑项目信息，为管理者提供切实可行的施工计划，减少公司投资成本，缩减人力及物力。在降低成本的过程中，借助BIM技术，还可以有效降低物流及仓储方面的消耗，减少原材料浪费问题。针对竣工阶段来看，BIM技术的运用可以帮助有关管理者获取一系列的项目信息，帮助后期项目管理奠定技术及信息基础。该阶段的管理工作，决定着项目后续是否可以使用，想要更好地实现管理的科学性，应对工程信息开展全面判断，以此来增强管理工作质量。借助BIM数据库，提供所需的项目信息，根据信息分析计算结果，可以获取项目的盈亏情况，掌握每种材料的使用情况，进而对成本风险开展科学控制。