BIM在建筑工程管理中的应用研究

2023-12-19吴晨光

建材发展导向 2023年21期

吴晨光

(山西西山金城建筑有限公司，山西太原 030000)

现代化科技的发展促进了各行业的发展，BIM技术作为现代信息技术发展的代表技术，在建筑行业应用普遍且广泛，可以对建筑功工程建设全过程进行合理的监管和指导，在建筑工程管理中也具有很好的应用效果。BIM是一种建筑信息模型，会根据具体的工程信息建立各专业、各分项目的模型，可以全面收集数据，形成数据库，也可以合理利用数据，对数据处理后转化为可视化的图像、动画、模型等。

1 BIM在建筑工程管理中的应用优势

1.1 BIM技术的概述

BIM技术是信息技术高度发展的新产物，是数字化的创新型技术。该技术是数据信息优化利用的表现，它以真实的工程相关信息为依据，并通过对数据分析处理，转化为建模参数，进而得到对应的三维虚拟模型。这些不可视的文字、数据、二维图形便可经计算机、软件系统处理后易被理解的动态化、可视化信息。依据这种应用原理和功能特性，BIM技术能够应用于工程建设的全部阶段，在全面收集数据信息，高度利用且直观表达的情况下，为管理工作的高效开展提供技术支持以及数据保障[1]。

1.2 应用优势

1.2.1 技术优势

利用BIM技术后，可以根据工程实际情况建立数据库，工程所有相关的有用信息都被有效收集，并且在对应的阶段，在工程管理人员需要时，可以较为方便进行查看、修改等处理工作。同时借助BIM可以提供信息化管理平台，建立该工程对应管理内容的三维模型，使工程建设内容可视化，以方便参建单位、工作人员进行交流，促进工程管理能够实现协同操作，使工程管理达到新的技术水平。

1.2.2 运行优势

BIM所集合的信息类型较多，包括设计、施工、管理多方面的内容，这使得设计与施工的关系更为密切，也使得工程管理人员可以进行更为全面细致的管控，使工程各专业、各环节之间更为协调，展现出BIM技术较高的运行优势。如在施工环节，发现需要进行设计变更时，施工方、业主与设计放对变更内容的讨论和确定会更为方便，依据模型能确定最为合适的变更方案，且修改也十分快速，可以自动进行关联性修正。

1.2.3 整合优势

BIM技术在建筑工程管理中的应用需要借助相应的软件和硬件系统，需要进行编程，利用计算机建立协作互助的交流平台。其整合优势体现在利用BIM技术建立的数据库和管理平台具有分享性和交互性，具有权限的工作人员可以进入统系统，利用BIM进行互动，实现交互式操作[2]。

2 BIM在建筑工程管理中的应用流程

2.1 基于BIM建立知识库

为了利用BIM技术实现对建筑工程的全面化、高效化管理，需要有充分的依据。因此需要先收集管理过程中所需要的信息，包括项目决策阶段的工程基本信息，设计阶段图纸和设计说明，施工阶段有关机械，设备、人员等方面配制情况。并且在工程推进过程中，还需根据实际施工情况进行信息完善和修改，以模块化的形式存储各类数据，数据的存储均以IFC为标准，知识数据库采用开放式IFCXML格式，以方便对数据进行处理和利用。

2.2 基于BIM建立模型

为了方便相关单位利用知识数据库进行工程管理，需要先移交数据，检查所有的建筑信息是否准确完整，然后准备BIM模型，识别基础的建筑要素，建立物料层，并定义工作区的构造。如对于施工单位来说，需要获取包含施工要求、施工组织设计、施工材料等相关的知识数据库，以便利用数据库进行自动统计计算，确定工程量、材料用量等重要信息，并能对设计与施工中的误差进行适当的修正，以确保施工指导可靠。

模型的建立需要大量的几何信息、材料信息、构件属性信息等信息，在确认所有信息正确后，将信息进行连接，然后利用Revit Architecture来建立工程管理时需要的模型。工程建设的不同阶段，建立的模型类型和完整度都会有一些差异，方案模型、总体模型和施工图模型对工程管理具有不同的指导作用，且互相之间也具有相互促进和完善作用，可以利用一个模型完成模型变更与深化，进而实现对各种施工和管理活动的模拟，并且可以根据管理需要，以各种角度的视图来展现具体的建筑结构情况、施工进展等内容[3]。

2.3 基于BIM建立协同管理平台

利用BIM建立虚拟建筑模型后，可在该模型的基础上来改进以往的工程管理技术手段，建立信息化的工程管理系统，可以方便进行线上化、智能化管理。如可以分别对不同专业建立对应的模型，建筑中各个专业、各个构件都是以各自特征形式存在，且这些信息都会保存到BIM中心的数据库中，以建立一个专业协同模型。基于此，可以构建建筑工程协同作业平台，建立起不同单位和专业班组之间的联系，以便进行各专业的协同管理，避免各专业之间出现冲突矛盾。

3 BIM在建筑工程管理中的应用方向

3.1 在建筑工程质量管理中的应用

质量是工程管理的重要目标之一，而对于建筑工程质量产生影响的因素较多。工程质量管理是一项复杂且劳累的工作，管理人员在实际实施过程中很容易出现漏洞。引入BIM技术，建立数据库和相应的模型，可以为工程所有相关人员提供良好沟通的平台，在高度的信息分享下，可以促成协同施工，提高合作质量，进行促使施工顺利进行。此外也可通过 BIM 技术平台来优化施工方案，模拟施工。如在构件装配前，可以利用模型进行预拼装，以了解构件设计是否合理，安装方案是否合理，并协助进行调整，以促使构件装配能更加顺利、准确，为建筑工程施工提供质量保障[4]。

3.2 在建筑工程成本管理中的应用

BIM技术不仅能以3D模型进行施工模拟，还能融入时间因素，以5D模型形式进行更为针对性的工程管理。如以时间节点来掌控工序，进而对施工成本进行全周期管控。在工程建设初期，可以在工程投资和决策阶段对施工成本进行准确的预测；在设计阶段可以从提高设计质量来控制成本；在正式施工阶段，也能通过促进各专业协调施工，减少施工问题的出现来避免经济损失。因此，借助BIM技术可以极大地提高成本管控力度，使工程成本消耗合理且最小化。

3.3 在建筑工程安全管理中的应用

以往很多建筑企业都过分看重工程经济效益，忽视了安全问题对工程整体效益的影响，进而导致安全管理不够全面和高效，管理漏洞较多。而现今的建筑行业对于安全目标要求较为严格，促使管理人员必须要正视安全问题。为此，将BIM与安全管理相结合，由于BIM技术可以在建筑工程全生命周期应用，可以借此对施工进行动态化监测，了解实际施工情况。同时由于存储的信息丰富且完整，不仅可以建立对应的模型，还能通过施工模拟帮助管理人员提前预测和识别风险、确定风险等级，并协助编制合理的风险防控、应急预案，以便能有效防范安全问题发生，及时有效解决安全问题，确保施工安全顺利进行。

4 BIM在建筑工程管理中的具体应用方式

4.1 在工程质量管理中的应用方式

4.1.1 协助进行方案优化

一方面利用BIM技术可以高度整合数据，确保掌握的工程相关数据信息全面有效，还能对数据进行分类整理和合理化利用。另一方面，各专业数据被分类后可以建立对应的模型。如建立结构模型，可以清楚地反映建筑结构组成、空间分布情况、相互之间的关系等。如建立施工模型，可以清楚地展示施工操作过程，施工后的效果。这样在设计阶段借助这种可视化功能，设计人员可以进行自检，提出更好的设计想法。相关设计审核人员也可以更好地考察方案，分析各种功能结构的布置，提出合理的设计修改意见。此外可以通过碰撞检测软件来自动化检测管线设计矛盾，由此确定各专业管线冲突之处，冲突的具体类型，并出具详细的检测分析报告，以方便设计人员、机电专业人员协同进行管线综合设计，对管线布局进行管线修正和复检，确保设计合理[5]。

4.1.2 实现可视化技术交底

借助BIM进行模型渲染，可以较为真实地展现纸质化的内容，将工程设计情况，施工内容进行更为直观的展示，为各方参建人员清楚、准确地了解项目以及建筑内容提供支持。如在设计图纸交底环节，由于现今的建筑工程规模不断扩大，设计越来越复杂，而设计图纸又是以二维平面形式存在，无法直观反映建筑结构和内部空间的具体情况，如果施工人员无法准确掌握设计意图，施工时就无法保障达到设计预期效果，双方也很容易产生纠纷。运用BIM技术进行图纸解释，将结构设计要点通过三维立体模型展现出来，可以帮助相关管理人员、技术人员、施工人员更好地掌握结构关键信息，全面地了解各类构件信息。

4.1.3 促进各专业协同合作

建筑工程中包括建筑、机电、装饰等多个专业施工内容，同一专业的施工人员、不同专业的施工班组之间要共同为工程质量目标努力，方向一致才能切实保障工程质量达标，因此，要对专业内以及多专业进行BIM协同管理。如在专业内进行协同管理，利用构件的BIM平台协助设计方完善图纸，检查模型与图纸、各层平面图、平面图与大样图是否一致，以确保该专业的图纸完整正确，可以用于进行施工指导；如促进机电专业与建筑专业协同施工，由于模型可以清楚展示结构、节点，可以方便机电与建筑专业沟通确认预埋预留问题，建筑专业在施工图上标注洞口及预埋件的位置，并在模型中进行检验和确认，以优化布置机电设备和管线，确保在后续安装环节的可实现性。

4.2 在工程成本管理中的应用方式

4.2.1 使工程现场布置更为合理

1)在现场物料管理中的应用：物料及时运送到现场可以避免工期延后，避免材料受损严重出现较大的经济损失。为了使物料运输顺利，也为了降低运输成本，运用 BIM 技术采集多项建筑信息和现场信息，建立施工现场三维模型，可以快速计算分析出最佳的机械放置位置、机械组合类型和最佳的物料施工运输线路，使物料能快速到达需要的施工位置。通过缩短运输路线，简化运输过程来降低物料运输成本。

2)在临时设施布置中的应用：施工现场空间有限，合理布置现场的物料存放点，设备安装位置，施工作业范围等可以保障现场良好的施工环境和施工秩序，进而促使施工资源高效利用，避免浪费。还能减少施工质量与安全问题的出现，也有助于控制施工成本。而在BIM数据库中可以轻松调取出机械、材料、加工厂、仓库的位置，并对这些数据进行处理后得到现场临时设施布置三维模型，借助此模型可以全面优化临时设施，使现场各部分设施搭配合理，和谐共存。

4.2.2 使工程量等统计更为准确

1)借助BIM技术可以快速处理数据，在建筑工程信息全面存储的前提下，利用对应的计算软件，可以快速获取工程材料用量、设备需求等方面的统计表，以便采购人员按需购买，避免出现数量、种类方面的差错而导致材料过剩。也可以方便物资管理人员对材料进行管理，结合施工进度建立5D模型，实时掌控材料存储量、使用情况，避免材料滥用，避免材料供应不及时。

2)在款项结算环节，借助BIM可以清楚了解实际施工情况，并与预期进行对比，以了解具体的差异，避免出现弄虚作假的情况。同时由于工程各阶段的信息被全面收录，结合实际施工情况进行了调整，从而可以确保工程量统计更为准确，不会出现人为计算时的漏算、重复计算等情况，可以依据最真实的工程量进行最准确的结算。

4.3 在工程安全管理中的应用方式

4.3.1 危险源识别

基于BIM模型进行施工活动、施工现场、施工环境模拟，可以尽早发现来自于多方面的施工安全隐患。如在高空作业环节，可以模拟脚手架搭设施工方案，以了解脚手架的稳定性，通过调整方案进行强化处理。这种准确识别、提前预测的功能，为施工安全管理方案提供了有力的参考。

4.3.2 施工安全检查

所谓的施工安全检查，不仅是在施工活动开展过程中进行巡查，也包括完善设计方案，剔除安全漏洞。而利用BIM技术就可以实现这种全程化的安全管理，通过对地基处理、主体结构、机电等分部分项工程进行施工深化设计，同时整合各专业深化设计BIM 成果进行综合协调碰撞调整，形成施工模型及深化设计综合图纸，经过模型碰撞检测能够发现潜在的多种施工隐患，从而对其进行全面优化，降低施工意外事故发生率。