BIM 技术在建筑施工中的应用研究

徐 伟 乐宁斌 、2

（1.同济大学 浙江省宁波市 315800 2.宁波经济技术开发区市政建设有限公司 浙江省宁波市 315800）

1 BIM技术概述

BIM是building information model的缩写，即“建筑信息模型”。BIM是指以建筑工程的项目信息为基础，构建出建筑的三维模型。BIM不单是一款建筑设计类软件，其作用也并不局限于建筑工程建模。在实际施工过程中，BIM应作为一种信息载体或信息利用方式，贯穿整个项目的始末。BIM有别于传统的管理模式或工作方式，是通过整合施工过程中的所有信息，将建筑施工过程推向统一、高效的精细化作业模式的一次变革。20世纪末美国最早提出BIM技术，近年的统计数据显示80%以上的美国建筑200强企业都已应用BIM技术。我国BIM技术的发展和应用都处于起步阶段，但在“十二五”规划期间，多项重点工程应用了这一技术，如上海的中心大厦、世博馆等，BIM技术已经得到国内诸多建筑企业的认可。

在施工阶段BIM技术可以实现三维渲染，形象、直观地在施工现场展示出施工计划中的场地布置情况；BIM技术能够对工程量进行快速计算，提高预算精度，有效预估成本造价，为施工企业提供合理的成本预算；BIM技术还能实现对施工过程的精细化管理，为管理人员提供准确的基础数据，同时制定合理的施工计划，减少物流、仓储等环节的资源浪费；BIM可以通过基础数据模拟施工过程，通过对比虚拟施工现场与实际施工状况进行工程监督，减少质量问题和安全问题；BIM技术的三维可视化功能能够在施工前期进行碰撞检查，降低施工过程中出现问题的几率，对设计方案进行优化，提供工程质量。

2 BIM技术在建筑施工中的应用程序

2.1 采集数据

应用BIM技术构建三维立体模型，需要大量数据信息作为支撑。设计人员需要亲自进入施工现场进行考察，采集有用信息。这些信息包括建筑面积、建筑高度、建筑供能、楼层间距等基础信息，施工人数、施工时间、建材运输和存放等施工信息，以及施工开始后不断更新的工程信息等。设计人员进入施工现场实际考察，要不断对数据进行对比、核实，确保设计的精准度。同时借助计算机技术和信息技术，将所有施工信息录入、储存到数据平台中，为BIM建模形成完整的数据库。

2.2 调整系统结构

建立BIM数据模型后，要不断根据实际施工情况及时更新模型数据，完善数据平台，形成建筑项目的动态模型。BIM数据模型主要包括三个方面的功能：监督、管理施工管理系统；建立施工组织明细表；构建建筑项目的3D模型。在建筑施工过程中，要想实现这三方面的功能还需要借助计算机系统的数据储存、统合和查询功能。施工企业不断将施工信息上传到数据系统中，再利用BIM技术对施工进度进行管理，确保BIM模型与实际施工进度保持一致。

2.3 细化应用流程

BIM数据模型的建立和更新都需要整合大量施工数据，但在应用BIM技术指导施工过程时，则需要将各项数据分离。通过详细分析每组数据，根据实际情况实现对施工过程的精细控制。首先将建材储存、施工工序和进度、人力资源配置等信息整合到BIM数据模型中，然后协调BIM系统通过对比分析施工状况，对每个单项施工过程进行科学安排，最终实现资源的优化配置。BIM数据模型通过设置管理权限来实现对施工过程的管理。要想在实际施工过程中发挥BIM模型的技术优势，相关管理人员必须具备较高的专业能力和综合素质。

3 实际应用案例

3.1 工程概述

本次工程的建筑施工面积为43.7万m2，建筑高度为528m，楼层数为115层，基埋深度为37.3m。建筑结构采用钢筋混凝土核心筒设计与巨型框架形结合的结构体系，钢材总用量为12万t。工程工期为36个月，施工设计变化较大，图纸量大，施工空间相对较小，需要考虑各类施工构建的进场安排。

3.2 钢结构三维模型构建

本次工程施工量大、工期较紧、标准较高，如果采用传统的二维图纸进行施工设计，难以形成有效管理，无法完全避免交叉施工影响，因此采用BIM技术对建筑项目进行三维建模。BIM模型能够将钢结构中各构件的尺寸、位置展现出来，并结合机电、土建等专业知识，对施工方式进行模拟分析。本次工程施工场地的空间狭小，会限制各类建筑材料的堆放。BIM模型提前对行车路线、施工区域、仓储区域等进行规划，并根据实际施工需求确定钢平台设计标准。初步规划完成后，再利用BIM技术将各区域模型进行合并，并模拟碰撞试验，寻找设计缺陷和漏洞。经过几次修改完善后，最大程度地优化了设计方案和施工管理方案，避免了交叉施工问题，最大程度地缩短了工期。

3.3 钢结构4D模拟施工

BIM模型能够清晰地表达出施工工序的顺序关系，有效控制施工进度。将BIM三维模型导入Naviswords系统中，在软件系统中可以通过移动建筑模型内各结构位置或调整相关参数，对模型进行分析、调整，再通过动画展示出施工过程，选择最合理的施工方案，优化实际施工过程中钢结构的安装细节。BIM模型还可以根据实际施工情况，以动画方式模拟钢板墙施工流程，避免施工错误，有效控制施工进度。

3.4 BIM组织架构

BIM组织架构是为发挥BIM技术优势而形成的以相关技术人员为核心的工程管理体系。本次工程的BIM的负责人同时担任项目管理总负责人，负责指导和协调团队工作。基于实际施工需要，下设一名协调负责人，负责协调各构架系统工作。BIM模型主要分为信息维护、模型整合与协调、施工进度与节点管理、BIM模型的深度设计等系统。在施工过程中，各系统相互协调、平衡发展，才能避免出现各类施工问题，保持BIM系统与实际施工过程的一致性。本次工程的BIM模型的深度设计系统在利用三维参数化模型进行可视性分析时，发现钢结构存在问题，并及时纠正，避免了施工错误造成材料和人力的损失。

4 结论

在建筑施工过程中，BIM模型可以模拟施工过程，及时协调施工进度与建筑材料和施工人员的安排，提高施工管理效率；通过对比方案计划与现场施工情况，能够有效控制进场异型构件的质量，及时发现施工错误、交叉施工等问题，节约施工成本，增加建筑施工企业的盈利空间。本文通过具体案例分析了BIM技术在实际施工过程中的应用方法，针对我国建筑施工管理的实际需求对BIM技术进行研究，验证了BIM技术的实用性。虽然目前国内BIM技术在建筑工程中的应用仍存在一些问题，配套软件不完整，无法将设计方案与实际施工过程进行完全比对；缺乏专业的数据处理和整合软件，难以构建完整的数据模型等，但是随着相关技术的发展和完善，BIM技术必然会成为建筑施工过程中一种重要的技术手段。

[1]王春涛，陈留兵.BIM技术在建筑工程施工中的应用[J].南通职业大学学报，2015（6）：81～85.

[2]许华春，庄国强.机电工程综合管线优化中BIM技术的应用[J].福建建设科技，2014（2）：54～55.