建筑建设智能化工程BIM技术的应用

李军

神州瑞宸建设集团有限公司 山东 济南 250000

引言

BIM技术以计算机3D数字技术为基础，通过数据建模技术实现建筑工程建设信息传递，在现代建筑智能化工程中得到十分广泛的应用。将BIM技术引入建筑建设智能化工程中可以对建设项目全生命周期进行综合管理，同时为信息实时共享与多方专业协作提供保障，有利于提供建筑工程项目的质量、效率及效益。基于此，本文对BIM技术在建筑建设智能化工程中的应用展开深入研究，实现工程项目管理模式的优化。

1 基于BIM技术的建筑建设智能化工程实现路径

1.1 建筑实体的数字化

对于建筑建设智能化工程来说，实现建筑实体数字化是实现智能化管理的关键，其中最关键的内容在于完成建筑实体的模型化。在进行项目施工之前，技术人员可借助计算机软件对建造施工过程进行模拟，直观展现各施工流程，针对其中存在的问题与不合理之处进行优化调整，为正式施工提供数据支持，起到提高施工有效性、降低返工概率的作用[1]。例如，通过构建建筑实体模型可以有效反映建筑内部的构件、管线关系，若存在碰撞冲突情况可第一时间进行调整，避免对后续施工造成影响。

1.2 要素对象的数字化

建筑建设智能化工程以人员、设备、原理、方法、环境等要素为核心，在BIM技术的支持下可以有效实现要素对象的数字化。随着要素数字化的实现，有利于提高建筑建设智能化工程标准化水平，为建设施工的高效推进提供保障。与此同时，要素对象的数字化还可以生成更完善的数据资料，为施工管理决策提供保障。

1.3 施工过程的数字化

在建筑实体及要素对象数字化的基础上，可进一步引入“PM+”，实现施工过程的数字化，即根据BIM技术思路构建效率闭环，实现对工程质量、效率、效益、安全等基础目标的全覆盖，针对性实现数字化处理。在此过程中，BIM模型可作为施工过程数字化的数据载体，有效获取各项建筑工程要素相关数据，为数字化管理工作提供指导与支持，提高管理工作的准确性与合理性，同时获得更突出的管理效果。

1.4 管理决策的数字化

完成对建筑实体、关键要素以及施工过程的数字化处理后，可在此基础上完成智能化工程数据库的构建，实现高效的数据共享功能，为建筑工程提供指导。基于BIM技术可以有效实现可视化协作方式，既有利于促进管理方法升级，又可以保持各部门之间的密切联系，构建良好的施工管理氛围。与此同时，建筑工程推进期间会产生一系列数据且具有较高的参考价值，施工单位在针对某些问题进行决策时，就可以以相关数据为依据，有效满足施工管理要求。此外，借助人工智能、大数据等技术还可以进一步对相关工程数据资源进行深度发掘，真正意义上实现建筑工程的智能化决策。

2 BIM技术的应用特点

随着智能化要求的落实，BIM技术在建筑工程中获得更广阔的应用空间，其应用特点主要体现在以下几方面。①利用BIM技术的可视化功能可以将传统模糊的设计图纸转化为三维实体，各部门都可以在可视化背景下实现沟通决策，为各环节工作推进提供便利。②通过BIM技术可以在项目初始阶段发现并解决碰撞问题，提高施工质量与效率，同时减少时间及成本投入。例如，建筑工程的管线布置往往比较复杂，进而导致管线碰撞问题的出现。借助BIM模型的实时定位功能可以帮助相关人员获知管线碰撞情况，避免图纸设计中存在管线碰撞问题，减少了不必要的变更成本。③在BIM技术的支持下，可以对一些复杂操作进行模拟，包括节能模拟、日照模拟等，同时构建相应的三维模拟模型确定最佳施工方案[2]。值得注意的是，在三维模拟模型基础上还可以进一步增加时间、造价等维度实现四维、五维模拟，为建筑建设智能化工程进度、造价管理提供便利。④BIM技术可以针对项目工程的实际情况提供相关项目信息，帮助技术人员了解施工规则及构件基本属性[3]。随着建筑智能化管理的应用，其复杂程度也在逐渐升高，而借助BIM技术可以使项目优化成为可能。例如，通过BIM技术获取项目投资与回报信息，在此基础上选择最佳设计方案并对施工方案进行针对性优化，达到降低项目成本的作用。⑤BIM技术的应用可以为建筑工程制图提供便利，在完成模型构建后可根据要求导出立面图及平面图。⑥BIM技术不仅可以实现三维模型展示，还可以对相关工程信息加以描述，包括材料规格、生产厂商等；还可以将建筑工程实际进度情况同进度计划之间进行对比，分析存在差异的原因[4]。⑦对建筑工程项目全寿命周期来说，BIM技术可以确保各阶段的建筑信息保持一致，同时可以根据项目推进情况对相关信息进行自动实时更新。⑧BIM模型中各构件都具有一定的参数限制，技术人员可通过模型获取各构件之间的逻辑关系，若对某一构件参数进行修改，BIM模型可自动实现其他构件对应参数的调整。这不仅可以提高建筑工程设计整体效果，还可以减少设计人员工作量。

3 BIM技术在建筑建设智能化工程中的应用实践

3.1 工程概况

某大型公用事业建筑工程项目位于市中心，占地面积为82000m2，建筑高度为60m，工程施工周期为660d。本项目施工内容包括地上13层以及地下3层，涉及配套商业建筑、办公区域、车库设备间等。本工程规模较大、工期计划紧张，且施工现场具有大量的机械装备，为达到相应的质量控制目标，决定通过BIM技术实现智能化工程管理，通过先进的技术手段为建筑内部质量与后期维护效率提供保障。

3.2 设计阶段应用

站在整体角度来说，BIM技术在工程设计阶段具有显著优势。首先，通过BIM技术的可视化功能可以直观地将建筑工程外观与内部结构进行展示，设计人员可在第一时间针对管线碰撞等问题进行调整；其次，相较于以往的静态效果图，BIM技术可通过立体模型实现场地分析，帮助设计人员对施工现场进行实地勘察，建立三维模型对地质、交通、环境资料进行统计分析，实现对施工场地的科学规划与布局；再次，考虑到建筑工程结构的复杂性，通过BIM技术可实现参数化设计方法对设计方案进行辅助设计，通过对建筑形体进行参数修改来加强建筑结构把控，提升设计方案的科学性与合理性；最后，可以通过BIM技术进行建筑工程性能分析，控制安全、布局等参数对建筑工程性能的影响，进而在BIM技术支持下对相关参数进行综合系统分析，并及时对与施工要求不符的参数进行修改，提高设计方案质量。

结合本工程的实际情况来看，由于部分施工应用了铝模板支撑技术，完成构件、模板生产后设计变更成本较高，因此借助BIM技术可视化功能进行设计分析，对不合理节点进行有效调整。具体来看，BIM技术针对铝模板支撑技术的应用主要包括以下几方面：①预制构件设计。设计人员根据设计图纸进行单元模块BIM建模，围绕预制构件安装与拆分要求，借助BIM技术进行过程模拟并对预制构件类别加以优化，实现标准化模块生产，避免后期产生不必要的设计变更导致成本增加。②铝模板设计。完成预制构件设计后，设计人员可通过BIM模型对支模体系进行确认并实施铝模板深化设计，有序完成墙体、门垛、过梁等部分的施工工序，并同主体结构一起进行整体浇筑。③管线综合。通过BIM技术的可视化功能可以直观展示管道类型及空间排布情况，还可以借助BIM防碰撞检测功能对管线交叉碰撞问题进行检测并修正图纸，减少返工现象的出现。

3.3 施工阶段应用

施工阶段可通过BIM技术搭建BIM协同平台，为技术交底、进度管理、质量管理、安全管理、成本管理等提供技术支持。

3.3.1 可视化技术交底。利用BIM技术的可视化特性，可将其应用于复杂技术交底中，通过BIM模型完成建筑工程整体的动态展示。相较于传统图纸设计，设计人员与施工人员可以更直观地了解关键工序与施工方法，避免出现技术交底不清晰等问题。

3.3.2 工程进度管理。将BIM技术应用于工程进度管理中是将施工进度计划与BIM模型关联，对工程进度模拟展示。在此基础上，在进行智能化工程施工过程中，还可以通过BIM技术对各部门进行合理协调，实现对施工进度的动态管理。通过BIM协同平台可以查询材料、人员、设备等资源配置信息，以更好地实现施工进度管控[5]。

3.3.3 工程质量管理。建筑建设智能化工程质量管理可划分为以下几方面：①数字化施工。施工期间，借助BIM技术进行精准的管线及设备定位放样，并对结构完成面进行复核。②可视化测量放线。基于BIM技术精准确认土建结构，减少返工问题的出现。③施工验收辅助。对管线、设备安装的水平度、垂直度等进行检查，借助BIM测量机器人对墙体平整度、垂直度等参数进行测量验收。

3.3.4 工程安全管理。在开展建筑建设智能化工程施工期间，应确定明确的安全施工指标，确保施工管理工作的有序推进。在此期间，施工单位可以BIM技术为基础创建施工安全指标，掌握各项信息数据之间的密切联系。通过BIM技术创建建筑三维模型可实现对各项数据的优化改良，明确施工过程中可能出现的风险，若一项数据出现变动，其他数据也可以实现对应调整。

3.3.5 工程成本管理。利用BIM技术进行成本管理也就是将成本管理数据输入到BIM模型中实现协同管理。与建筑工程成本相关的数据信息包括施工图纸、进度方案、预算文件等，进而通过BIM模型围绕各施工范围及对应施工进度进行多维度计算，将数据从系统中提取出来得到具体的工程量，并充分发挥BIM技术优势实现成本优化控制[6]。

3.4 交付阶段应用

智能化工程竣工后，交付环节中也可以应用BIM技术。交付阶段需要进行交付文件编制、工程质量检测等工作，运用BIM技术有利于为相关工作提供便利，提高建筑交付环节效率。与此同时，在BIM技术的应用下，可以对智能化建筑相关数据进行采集，并作为建筑工程质量检测的依据，更直观地将整体建筑结构及建设状况展现出来。值得注意的是，通过计算机技术取代以往的人工计算，可以大大提高计算效率与精确性，避免计算失误。给建筑交付阶段带来不利影响。

4 结束语

综上所述，BIM技术已经成为建筑建设智能化工程管理的重要组成部分，对提高管理质量与效率起到积极作用。在工程实践中，技术人员及管理人员应增强对BIM技术的重视，将其应用到设计、施工、交付等各个环节中，充分发挥技术优势，不断提高建筑工程智能化管理水平。借助BIM技术的可视化协同功能，可为工程质量、进度、成本、安全管理提供支持，为经济效益与社会效益的有机结合提供保障。