BIM技术在建筑工程管理中的应用研究

刘倩，詹吾娇，杨迁，缪楚程

（三峡大学 水利与环境学院，湖北宜昌 443002）

0 引言

在建筑工程行业的发展过程中，建设工程项目由于政治、经济、地理和环境条件等众多因素，其复杂性和不确定性程度也越来越深，对项目的总体管控和把握要求也就越来越高。我国工程项目管理的发展尚处于起步阶段，还没有系统地对其开展研究，因此在实际管理中能够采用的理论知识还很有限。

建设项目的有效管控决定着项目是否能够成功。我国以往采用的方式并没有将整个建筑工程有机地结合，因此难以对建筑工程展开有效的控制。然而，近年来BIM技术的出现和实际应用为这一难题带来了根本性的改变。

BIM即建筑信息模型[1]，是在三维技术的支持下进行建筑数据收录与展示的平台，保证了数据的可靠性与流通性。由于BIM所采取的特殊数据库形式，能够帮助建设项目管理企业在管理的过程中建立起完善的信息共享平台，有利于规避建设项目当中的风险，因此在我国建筑市场中的应用也越来越广泛。

1 BIM用于建设工程管理中的适用性分析

对于一个建设工程来说，其全寿命周期中必将面临各种各样的问题，而BIM技术能有效控制风险。本文结合实际工程中出现的风险问题，对采用BIM信息技术解决建设工程风险的可能性进行了探讨，最终认为灵活使用BIM技术确实能够提升建设工程风险管理的质量与效率（见表1）。

表1 BIM特性可解决的实际工程中的问题

2 BIM在建设工程各阶段的实践应用作用分析

BIM技术在建设工程项目管理中，相对于其他单独的管理应用方法最明显的特点是全寿命周期管理模式的成熟应用。作为建设项目管理中的重要组成部分，BIM主要承担的是决策工作，对控制建设项目的整体把握和管控起到了决定性作用。随着“工程项目全寿命周期”理念的提出，建设公司也开始以该理念作为自己提升工程质量与工程效率的主要手段。但随着社会的发展，风险的增加，无信息共享的全寿命周期风险管理却很难落到实处[2]。而BIM技术刚好解决了这一难题。本文主要研究了BIM信息技术是如何在各个阶段发挥其独特的价值效用。

2.1 立项决策阶段的作用分析

项目的立项决策阶段是十分重要的，该阶段旨在探究项目的可行性并探讨最佳投资方案。在BIM技术的帮助下，能够得到更加满意并且可靠的研究结论。

项目决策过程中，建筑物的地理位置、地形地貌、环境气候和与周围建筑的协调都对项目的最终结果产生不可忽视的影响。而传统模式下的场地分析方式存在诸如掌握信息量有限、处理相关数据困难等弊端，会给项目后期带来大量风险。很多建设单位通过BIM技术与Revit[3]的结合来保证得到最为满意的解决方案，避免传统模式下的许多问题，使分析结果更加科学合理，减少不必要的风险。

实例：某生态新城低碳体验馆，高度12.7m，总建筑面积约15000m2。在工程项目决策阶段，通过初步模拟计算，条形建筑这样的不恰当结构容易导致建筑周边风速的突变和局部死区，不利于形成良好的室外风环境。于是建筑屋顶设计为随地形起伏的双曲面，将双曲面屋顶导入Revit搭建初步的建筑结构模型，再对其进行室外风环境模拟分析，优化建筑形体结构（如图1），能改善室外行人区的空气流场，提升处于建筑物群中的人们的生活质量。

图1 风环境模拟分析模型

立项决策阶段作为项目进程之首，其重要性和关键性不言而喻。应用BIM所承载的完善精准的信息，以及BIM的三维建模、可视性和BIM与其他技术的有效结合，可对拟建项目进行评选和优化，并以此确保决策的准确性与完整性，是项目投资后满足需求的关键方式之一。

2.2 编制勘察设计文件阶段的作用分析

编制勘察设计文件阶段是对拟建项目的功能需求转化为可以实施的模型，是工程建设的灵魂，是保证建设项目质量和控制建设项目造价的关键性阶段。将BIM技术运用到该阶段，可保证设计方案技术可行、经济合理等问题。

（1）碰撞检测。设计工作是由不同专业人士独立完成，由于设计过程中各专业缺少协调与沟通，碰撞问题不可避免。我国长时间采用的CAD图纸设计由于不直观等缺点，设计中存在的隐患难以发现，以致提高整个项目的风险。而利用BIM技术的可视功能，通过三维模型的建立，给各设计方提供了良好的交流平台，轻松快捷地解决了传统二维模式下不可避免的碰撞问题，提前反映施工设计问题，有效地管控了设计风险。

实例：综合体项目管线的布置尤为复杂，将机电各专业的模型按施工图建立，借助BIM的三维可视化，可以发现大量碰撞，进而及时地对管线的布局进行优化与调整，降低由于布局不当而引起的风险（如图2）。

图2 各专业、管线综合碰撞检测

（2）信息实时更新共享。在一个建设项目过程中，信息所起到的作用是不言而喻的，要想保证建设项目的顺利高效进行，就必须要提升对信息的管理力度。在传统的项目管理工作中，由于不同阶段的信息之间缺乏相互联系，因此很容易流失掉很多信息[4]，这样的现状对生命周期管理工作起不到任何帮助。而用了BIM技术的建设项目能够快速高效地对信息进行管理与修改，最终达到较为满意的信息更新速度，节省了大量的人力、财力和物力，为后续建设目标的实现提供保证（如图3）。

图3 工程项目信息的集成与共享

在项目的编制勘察设计文件阶段，充分运用BIM技术可有效地避免空间碰撞问题，尽可能地将设计风险消除在设计阶段，避免后期返工；同时，BIM的协同设计能够在设计阶段发挥巨大作用，把相互专业设计工作的繁杂过程简化为各自专业水平上的可行性工作。

2.3 建筑施工安装阶段的作用分析

所谓的施工阶段，就是在工程设计文件的指导下，完成文件中所要求的施工目标的阶段。由于需要进行系统性的施工管理，因此BIM技术的加入正好给施工目标的实现提供了可能性[5]。

（1）实现质量风险管控。传统的质量管控方式较为抽象，没有将问题具体细化，给后期的施工埋下了质量隐患。但是有了BIM技术之后，就能通过三维表达方式实现以往二维表达无法准确表达的内容，将施工当中可能出现的问题细致地表达出来，最终起到降低工程质量风险的作用。

（2）严谨安排进度计划。建筑施工的进度管理一直是保证工程质量的关键因素之一，严谨的进度计划有利于工程总体经济效益的充分发挥。传统模式下用来描述项目进度的图很难清晰地演绎实际中的施工进度。我们通过将BIM与施工进度计划相结合，建立3D+时间进度要求的信息模型，模拟项目施工动态过程，并标记出施工进程与时间。在实际施工中严格按照模拟施工进度施工，及时调整误差，实现工程进度的精准控制，降低工期延期风险。

实例：某客站站前广场的地下工程利用了BIM技术的4D漫游模拟施工技术(如图4），对关键建筑部分进行了动画模拟施工进程，避免关键部位施工质量得不到保证而影响进度计划安排。4D施工模拟不仅为建设单位提供可靠的进度计划安排，而且在施工的过程中，可视化的施工模拟可以避免施工过程中出现突发性问题而拖延工期，从而达到优化进度、缩短工期的效果。

图4 4D漫游模拟施工

（3）严格控制工程成本。随着改革开放的深入，建筑行业的竞争也变得越来越激烈，企业要想在复杂的市场中尽可能地提升自己的利润空间，就必须要提升内部成本控制的水平。结合BIM技术，可以自动生成所需材料订单，不会出现像以往的材料费用难以管控。并且BIM还可以为企业提供更多的施工方案选择，进而找到最适合企业、最为经济的施工方案。

2.4 竣工验收交付使用阶段的作用分析

在完成了施工之后，一般就要进行竣工验收了。竣工验收是业主检查所建工程是否达到了设计需求，保证整个项目及时发挥作用的关键工作，同时，也有利于企业的长远发展，对企业的总体提升作用是十分明显的[6]。BIM能在工程验收前检测指标，避免因不符合要求而另增费用、耽误工期。

（1）科学人性化检测。在工程竣工之后，业主方在验收阶段会对整个工程建筑的绿化面积/建筑物的采光性能和保温隔热性能进行测试检验。对于大多数承包方来说，在竣工验收阶段难以满足建筑项目的科学人性化建设，而被要求继续完成相应指标，达到标准后才会被业主方验收成功。在BIM软件的应用下承包方能够对建筑结构的绿化、隔热、采光、保温的性能在工程项目验收前做好指标检测，避免在验收阶段被业主方做不合格处理而延误工期增加额外损失。

（2）信息资源共享管理。在工程验收完成之后，BIM集合的所有工程信息形成一个信息资源共享系统，给试用阶段的后期管理提供丰富的信息资源，为后期的管理提供第一手建筑结构信息。

3 结束语

本文着重关注了BIM在建设工程中的作用，讨论了数据库系统对管理工作发挥的效用。BIM技术具有可行性，在许多项目中得到了检验，虽然短期内可能会面临许多难题和挑战，但从长远来看，BIM技术必将以其独特的优越性改变建设项目的管理方式，进一步促进我国建筑行业向更好更快的方向发展。

[1]李建成.建筑信息模型与建筑设计无纸化[J].建筑学报，2009（11）:100-101.

[2]魏亮华.基于BIM技术的全寿命周期风险管理实践研究[D].南昌：南昌大学，2013

[3]杨珊珊，刘勤.由Revit软件初体验到BIM三维模式的思考[J].山西建筑，2011,37（18）.

[4]孙悦.基于BIM的建设项目全生命周期信息管理研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.

[5]王代兵，谢吉勇.BIM在施工管理中的应用研究[J].建筑与预算，2014（4）：5-7.

[6]李建军.工程建设管理透明度的系统方法研究[D].上海：上海交通大学，2007.