BIM技术在施工企业中的应用现状及价值分析

顾春鸣

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 BIM技术的应用现状

建筑信息模型（BIM）理念起源于20世纪70年代，它是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。

建设项目的各参与方可以通过模型提取各自所需的数据信息作为工程决策的依据，从而实现协同管理，提高项目管理的效率。

BIM理念于21世纪初传入国内，经过10余年的发展，BIM技术经历了从概念认识到快速发展的过程，但总的来说，BIM技术应用仍然处于初级阶段，无论在BIM相关标准、BIM应用模式、BIM人才储备上都还有很多问题需要不断摸索。

目前，BIM技术应用逐步从设计建模阶段向施工应用阶段转变，而施工过程中的业务远远比设计阶段复杂，参与单位杂、业务工种多、管理范围广、施工周期长、工程风险大等对BIM技术应用提出了更高的要求，需要在更广的范围内寻求统一方法，考虑更多因素的变化。

在过去几年的发展过程中，BIM技术在施工阶段的应用多体现在单点应用，诸如碰撞检查、工程量统计、施工模拟等，在项管部技术管理、成本管理、进度管理等方面发挥了一定的作用，但随着技术应用的不断深入，BIM应用的重心也从单点技术应用向项目管理综合应用方向逐步拓展，BIM应用领域也扩充至质量管理、安全管理、资源管理等[1-4]。

另外，随着物联网、云计算、移动应用等新型信息技术的迅速发展与普及，依托BIM与上述信息技术的集成应用，可满足施工现场数据和信息的实时采集、及时发布、随时获取，形成了对施工材料构件全过程跟踪管理，实现了施工阶段构件的多方协同管理，为装配式工程项目提供了网络化信息管理手段。

2 BIM应用案例

2.1 工程概况

澳门汤臣主教山壹号住宅项目位于澳门主教山学校巷7号及灰炉斜巷2号，工程总覆盖建筑楼面面积约24 410 m2，有4幢7～12层高住宅塔楼，地下4层停车场，会所位于B3层。

B5层层高3.20 m，B3层层高5 m，RC层层高3.40 m，标准层层高3.10 m，天面层层高3.15 m，建筑总高度64.95 m，工程结构为框架剪力墙结构，非承重结构采用砖砌块墙，外立面采用干挂石材及面砖贴面（图1）。

图1 项目BIM模型

2.2 工程特点

1）项目由台湾建筑师设计，澳门工程师负责审核管理，由上海建筑公司承建，是一个典型的“边设计、边变更、边施工”的“三边”工程，各类变更指令层出不穷，统计约有1 500个工作指令。

2）项目空间位置关系复杂，管线种类繁多，排布密集，管综布置要求高，设计变更频繁，专业综合深化协调工作量大，深化设计图理解偏差大，不利于工程质量和工期的控制。

3）本工程施工工期紧，工序间搭接较为紧凑，尤其是外墙金属格栅构件装配工序较为复杂，需明确该专项工程的装配条件和工艺流程，以确保工程实施顺利进行。

4）施工场地狭窄，材料堆场少，施工机械工作面紧张，且工程进出场地正处学校巷，学校巷为一条狭窄的单行道，施工交通组织较为困难。

2.3 机电深化设计

本项目通过Autodesk Revit创建给排水、暖通、消防以及电气等专业模型，进行三维可视化多专业协同深化设计，再基于BIM技术将机电专业模型与土建模型进行整合，根据各专业及净高要求，将综合模型导入Navisworks进行碰撞检查，根据碰撞报告结果对管线进行调整、避让，对设备和管线进行综合布置，再进一步进行竖向管井检查、结构预留孔洞核查等，制订优化方案，确保管线综合合理性，提高空间利用率（图2～图4）。

图2 项目B5层风管布置示意

图3 项目B4层消防水喉与风管布置检查复核

图4 项目B5层消防水喉与风管布置检查复核

2.4 BIM技术虚拟装配

本项目通过使用BIM技术对外墙金属格栅进行施工模拟，在设计的BIM模型中进行构配件的虚拟装配过程，从而提早发现制造、运输、安装中的问题，及时提交给设计方修改，避免因设计问题造成的工期滞后及材料浪费。在此基础上，借助BIM模型的三维可视化，优化施工方案和技术交底，确保工程的施工质量和安全。

在对RC层和B3层外墙金属格栅的深化设计和施工模拟过程中，BIM模型能较直观地表现设计达到的效果，也能展示该部位施工的详细过程。但在实际操作中，由于对BIM软件操作尚不熟练，BIM工作模式尚属探索阶段，耗费的时间和成本较多，因此在本项目的三维模型可视化工作中，采用BIM与CAD相结合的方式进行，发挥各自所长（图5、图6）。

图5 项目RC层外墙格栅

图6 项目B3层外墙格栅

2.5 BIM技术优化场布

运用BIM技术搭建现场场地模型，将场地内主体建筑、大临、材料堆场、施工便道、施工围墙、大门等施工设施通过三维模型的方式直观反映出来，便于项目部对不同施工阶段的场地布置方式进行调整优化。具体表现在利用原地基承包商搭设的临时钢平台作为临时施工、物料吊运、材料周转及混凝土泵车操作场地，施工至地面RC层后，拆除原有钢平台，利用RC层出入平台作为临时施工场地。

为确保工程车辆进出顺畅，项目部提前2个月向澳门治安警察局申请，提交具体操作时间，便于治安警察局安排警力控制社会车辆。

3 BIM技术价值

通过上述案例的BIM技术应用，BIM的价值主要体现在：

1）以BIM模型为基础的机电专业深化设计协同，使各专业设计人员协同配合更加紧密，形成了各专业协同交互的工作模式，提供了全面的信息沟通平台。较传统二维深化设计方法，更直观地反映了管线综合排布情况，有利于多专业管线综合协调，提高了深化设计的工作效率，更能合理优化管综排布，提高空间使用舒适性。

2）利用BIM进行施工工艺模拟，可以将重难点工艺直观展现，从而使项目管理人员在三维环境中查看施工作业，能够及时、有效地发现施工冲突以及潜在问题，更好地优化施工流程；同时，三维可视化交底可提前发现操作过程中重、难点和危险源，做好应对和防范措施，确保更精准、安全地完成施工作业。

3）借助BIM的三维模型进行场地布置调整，可清晰了解各施工阶段重点施工资源的需求，结合现场实际情况在模型中进行调整，优化大型机械、材料堆场、交通组织的布置，减少现场材料二次搬运和不必要的场地硬化，减少施工投入，节约施工成本。

4 结语

BIM技术的应用能提高工程项目的管理水平与生产效率，项目管理在沟通、协调、预控方面均有了显著的提升。但目前BIM技术在国内建筑业的发展还处于起步阶段，仍存在着全生命周期统一应用不足而导致BIM技术的价值发挥不足的问题，相信随着BIM技术的发展和市场的成熟，会进一步促进建筑业的技术升级和生产方式的改变，BIM技术在施工企业的应用必将具有广阔的前景。