基于BIM 技术的建筑施工项目管理

赵 伟

（中核华泰建设有限公司，广东 深圳 518000）

0 引言

随着社会经济的快速发展，城市化进程加快，建筑工程项目的数量越来越多，规模越来越大，同时建设质量要求也进一步提高，给建筑企业带来了严峻的考验。BIM 技术的出现为建筑工程的规划设计、施工管理等提供了现代化技术支持，它贯穿建筑工程施工项目管理的图纸设计、施工组织、碰撞检查及运营维护的各个环节，能够直观呈现建筑物的结构、施工流程、配套设施与技术等，从而便于建设管理者进行项目施工的整体把控，有效降低施工管理难度，提高项目管理的科学性。陈晶晶等[1]认为BIM 技术具有提升建筑施工管理工作质量，简化施工管理作业流程的作用，但在实际应用中还存在一些细节性问题，制订科学的技术应用方案是关键。严晓红[2]指出，建筑信息化已经成为时代特征，他以某实验大楼为研究对象，具体分析了BIM 技术在施工管理阶段的机电深化、施工可视化管理、智慧工地等方面的应用方法。庄智严[3]以广州市国家档案馆为例，探讨了BIM 技术在该工程项目的主体结构施工、高支模施工、幕墙施工和机电施工等重点管理环节的应用。池亚徽[4]通过研究BIM技术在丁庄新村建筑项目施工管理中的应用，验证了BIM技术应用对提高预制装配式建筑施工效能具有重大价值。本文以某高校餐厅建筑项目为例，从BIM 团队组建、建筑模型创建、碰撞检查、虚拟施工等方面详细探讨了BIM 技术的应用。

1 BIM 技术概述

1.1 BIM 技术概念

BIM 技术（Building Information Modeling，建筑信息模型）是一种数字化的建筑设计和管理工具，它以建筑信息模型为核心，通过整合多种数据，实现建筑设计、施工、运营等环节的数字化协同工作。BIM 模型以三维模型为基础，是一个包含各种建筑材料、工艺、技术、设备、构件、工序等相关信息的组合体，在BIM 模型中建筑师、结构工程师、机械电气工程师、暖通工程师、消防工程师等可以进行自己的专业设计并汇总到一起，形成协同设计。

1.2 BIM 技术作用

BIM 技术在建筑施工和管理阶段发挥着重要作用。通过BIM 技术，施工团队可以对建筑模型进行全面性的预测和评估，包括材料选择、构造、防火、安全等要素。同时，BIM 技术还可以评估施工进度、现场安全风险等方面的数据，并提供更精细的质量和成本控制，以确保项目保质保量和项目目标的实现。除了在设计和施工中的应用，在建筑运营和维护阶段，BIM 技术也可以提供强有力的支持。建筑物信息管理系统（Building Information Management System，BIMs）可以利用BIM 技术数据库，自动更新建筑物资产管理数据，包括设备清单、保养计划、维修记录等，并提供可视化的运维管理，帮助各方面快速回应问题。

2 BIM 技术在建筑施工项目管理各阶段中的具体应用

BIM 技术在项目的初步设计、施工准备、施工以及安装验收阶段中均有广泛应用，它可以辅助管理人员有效地追踪工期，减少浪费和成本，并使项目进展更为精准、高效。BIM 技术的应用贯穿于建筑施工项目管理的各个阶段。

2.1 施工设计阶段

此阶段是施工方案设计和确立阶段，基于建设意图，结合各方数据信息，对建设项目的组织形式、管理方面、经济和技术等方面进行研究，最后得到科学、合理的项目建设方案。利用BIM 技术通过建立3D 模型来掌握工程项目的核心信息，包括项目所在区域的地形结构、周边环境等方面的信息。在该过程中，可以使用BIM 软件进行节点和任务分配，预测项目的成本、进度和资源需求等重要信息，以及进行场地分析，为建筑工程项目的总体规划提供支持；利用BIM 进行施工协同设计，所有设计人员在同一平台上，明确图层、颜色、线性、打印样式等的统一标准，同时还进行设计的冲突检查，由此提升设计的协调性，减少沟通障碍。

2.2 施工准备阶段

在该阶段，BIM 技术可以用来优化施工方案和计划，确定开工时间，工程周期，施工所需物料、人力、技术及设备等，按照计划进行合理配置。在BIM 模型中除了含有建筑的空间信息和构件的几何信息外，还能够反映出构件的材料属性，由此便于施工管理者预判工程的造价水平，为优化限额设计和价值工程提供必要支持。

2.3 施工建设阶段

在此阶段，BIM 技术通过对3D 模型的实时更新，可对工程进度进行跟踪和管理，然后可以检测到预计的问题并进行解决。还可以将BIM 模型集成到施工现场的人员或设备上，以实时上报数据并进行维护进行更精准的管理。按照前期规划，利用BIM 技术将建筑设计2D 图纸转化为三维和4D 模型，可以使用Revit 平台建立“实时模型”，对建筑物的建设全流程进行完整、直观的描述，包括建筑物的空间信息、造型结构及建设阶段性状态等。运用Microsoftproject 软件创建时间信息并导入进度管理系统，将其导入4D 平台同时关联建筑3D 模型，进而实现对整个建筑工程项目的虚拟施工管理，包括场地布设、专项施工模拟、土建主体施工模拟等；基于BIM-4D 模型建立总进度计划、二级进度计划、日常工作计划等对建筑工程项目的施工进度进行动态化跟踪和管理。

2.4 安装及验收阶段

在该阶段，BIM 技术可以用于管理安装流程，并降低成本和时间浪费，以便达到预算要求。同时，BIM 也可以辅助检测项目的质量和完整性，如利用BIM 进行施工碰撞检查、体量计算等，以确保建筑工程项目的顺利验收。

3 BIM 技术在建筑施工项目管理中的实践应用

BIM 技术具有较高的技术要求，适合一些大型、复杂的建筑工程项目，其应用价值也主要体现在施工阶段的模型构建、碰撞检查、虚拟施工等模拟管理方面。其应用流程如图1 所示。

图1 BIM 技术在施工项目管理阶段中的应用流程

为更加详细地阐述BIM 技术的应用价值，文章在此以某高校餐厅建设项目为例进行分析。

3.1 建筑项目简介

某高校餐厅规划建设面积共961.3m2，为地上两层建筑，每层高8.7m；建筑耐火等级为二级，设计使用年限为50 年。建筑物采用钢筋混凝土框架结构，抗震设计强度为7 度，建筑室内+0.000 标高相当于绝对标高17.45m。内外墙以混凝土砌块（200mm），外墙瓷砖贴面，内墙喷涂乳胶漆；楼板现浇钢筋混凝土（120mm）；门窗全部采用塑钢材质。该建筑2D 图纸一层平面图如图2 所示。

图2 某高校餐厅2d 图纸一层平面

3.2 组建项目BIM 团队

根据项目建设需要，整合BIM 技术及管理人员组成项目团队，主要包括：项目经理、项目总工，建筑、结构及机电方面的工程师等。团队明确分工，在项目经理的统领下，利用BIM技术进行工程建模及更新维护，负责项目的施工质量、施工安全、工程进度及成本等信息管理，保证整个工程项目施工各方的有效沟通，确保项目高度协同、统一。

3.3 BIM 模型构建

由BIM技术人员按照项目设计图纸分别建立建筑的土建、结构、机电等不同模型，各部分初始模型建成后交项目总工审查，确认无误后整理汇总。本项目利用Revit 软件来创建餐厅的平面图、立面图和结构图，其建模过程包括如下内容：首先创建建筑的标高和轴网，其次建立建筑物的结构基础，随后依次创建结构柱、结构梁、墙体、门窗、楼板和屋顶、楼梯和扶手、场地和RPC（混凝土），最终得到如图3 所示的餐厅三维模型。

图3 某高校餐厅三维模型图

根据BIM 模型可进行施工图纸检查，如果建模中发现图纸不符合实际情况，则需要与业主进行及时沟通，同时将问题与沟通结果反馈给建筑设计单位，实现对图纸的优化和补充。本项目中利用BIM 技术对图纸进行可视化会审，发现结施1 中的梁截面和板面厚度尺寸存在一些问题，遂将梁截面由200mm×600mm 改为200mm×800mm；将2F 板面厚度由100mm，增加到120mm，以此提高设计合理性，有效把控施工质量。

3.4 碰撞检查

使用以往的2D 图纸，难以准确发现和判断建筑各部位三维空间下的碰撞问题，这些问题的存在会导致施工中的返工和质量缺陷，不仅延误工期还增大成本和安全隐患，为避免出现设计上的结构性冲突，降低施工风险需要对相关部分的部件进行碰撞检查。利用BIM 进行专业化图纸查错，包括管线布设的碰撞检查，管线综合优化等内容。一般使用Navisworks 软件来检测建筑设计上的碰撞节点，确定碰撞部位并统计碰撞数量，便于管理人员在施工中进行对应的技术处理。

以本案暖通工程碰撞检查为例，结合现有结构和机电模型，在BIM 系统中先将已建成的Revit 餐厅模型导入到Navis works软件中，调用其中的Clash Detective 命令，添加检测项目，选中对话框测试信息并重命名“暖通与水”，实施碰撞检查。经检测共发现37 处各种类型的碰撞点，将得出的检测报告呈报给相关部门，针对性地进行施工调整和改进；再次对整改后的节点进行碰撞复查，确保相关碰撞点完全规避，由此可有效缩短施工周期，提升各专业之间的协调效果。本案的碰撞检查与整改情况见表1。

表1 某高校餐厅暖通部分的碰撞检查与整改情况

3.5 虚拟施工

BIM 技术可用于建筑工程施工阶段的虚拟仿真，实现对施工进度与施工质量的良好控制。将已经建立的建筑模型与施工进度计划等数据信息导入Autodesk 的Navis works 软件中，再调用该软件中的Time Line 模块，进行整个项目施工进度、流程的4D 施工模拟，模拟与真实的施工进度高度一致，可以便于项目管理者实时、全面地掌握工程项目主体部分的施工建设情况，对于存在的影响施工进度和质量的各类问题，进行针对性调整，以保证工期和工程质量[4]。图4 显示了本案部分BIM 施工进度管理情况。根据4D 施工进度模型能够掌握工程项目各部分的具体施工进度情况，通过与施工现场进行对比，准确发现二者之间存在的差异并对实际施工进度予以调整控制，确保项目按期竣工交付。

图4 BIM 施工进度管理情况

4 结论

BIM 技术的强大功能在建设工程施工阶段的应用方面具有较大优势，得到了项目方的高度认可。文章将BIM 技术应用到某高校餐厅的施工和管理中，通过组建BIM 技术团队，构建餐厅的三维模型，对其暖通设计进行碰撞检查并借助虚拟仿真，实现对整个项目施工过程中各环节的进度与质量的全面把控，以此有效提升施工管理效率及管理水平，既加强成本和风险控制，又保证建筑工程项目高质量开展和圆满竣工。