BIM 技术在建筑工程施工中的应用研究

施文君

（青海建筑职业技术学院，青海 西宁 810012）

一、引言

BIM（Building Information Modeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计、施工、以及包括运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM 技术是三维参数数字模型，其主要应用到建筑工程的全生命周期，通过建立数据信息库，实现信息在建筑工程各个阶段的集成和共享。

二、BIM 技术在建筑施工中的应用

（一）BIM 技术在施工设计阶段的应用

在建筑工程设计阶段，可以应用BIM 技术将传统的二维图纸进行建模形成三维空间模型。将建筑工程项目的场地模型、设备模型和土建模型在三位模型中全面体现出来，并将三者整合在一起，形成一个整体的建筑模型。平面、立面和剖面图是二维方向上的剖切图，实现了三维设备的布置，能够进行多角度的精确定位[1]。利用BIM技术，可将建筑的外立面造型、结构柱梁结构中的梁、板、柱、墙体以及设备中的管道都以三维方式体现在BIM 模型中，这种模型有了三位空间模型，各个专业的技术人员更方便所有人员之间的进行沟通和交流。跟传统的二维图纸相比，在三维模型中，可以针对梁柱复杂节点处的钢筋由于布置较多，能够实现对复杂钢筋节点的可视化观察。但是对于二维的图纸来说，图中复杂的钢筋节点，一般的工人是很形成一个三维空间立体模型，甚至在进行钢筋绑扎过程中出现节点钢筋加工错误的情况，因此需要通过多个方向的详细剖面图才能够清晰表达钢筋节点。但是采用BIM 技术的应用，可以通过建立三维空间模型，能够通过立体化的空间比例关系将钢筋节点清晰的呈现出来，即使是再复杂的钢筋节点，都能够被人们用各个视角辨别出来，所以，通过BIM 技术的设计，能够比较容易地开展下一步的施工工作。

（二）BIM 技术在施工现场的应用

在建筑工程施工现场采用BIM 技术手段进行施工模拟，主要是利用BIM 技术进行三维空间立体建模。根据工程所提供的数据信息，在软件中进行参数的设置，形成的三维空间模型能够反映出建筑工程的实际情况，同时也增强了施工作业问题的可预见性以及有效应对。建筑工程施工作业中现场的布置和技术的应用效果，直接影响着施工的安全性与质量。采用BIM 技术手段进行建筑工程项目场地布置的可视化模拟，根据工程施工的实际需求，比如材料的堆放、机械设备的安装等，为其进行合理的布置分布，以可视化形式展现指导作业现场的施工组织与布置工作开展，确保工程施工有序开展，提高组织效率[2]。传统建筑工程施工技术交底，采用的是二维图纸。应用BIM 技术后，通过三维空间模拟技术交底,切实提高了交底的水平与质量。利用BIM 形成的三维图纸，施工人员能够清晰掌握各个部位施工工艺和其他部分的结合，技术人员掌握技术要点的能力最大程度上保障，施工的质量得到了保证。技术人员可调取工程作业位置的相关信息，像三维施工图以及BIM 建模形成的动画模拟视频等。通过现场讲解分析，使得工程人员掌握作业工具以及材料型号等要求，促使工程施工作业效率得到提高[2]。

（三）BIM 技术在施工矛盾冲突中的应用

传统的施工图纸中，将建筑工程的信息用二维图纸表达出来，所包含的信息并不全面，要从图纸上发现施工过程中所隐含的问题变得有一定的难度。尤其是在大型复杂建筑工程项目中，想要全面发现设备专业与结构专业之间的矛盾碰撞之处更加困难。然而，将BIM 技术应用于建筑施工中，就能够通多三维米星的建立完成之后对其进行空间立体的碰撞检查，若发现设备专业与结构专业冲突或者构件之间空间距离不到位等的问题，通过调整和碰撞检查来解决以上出现的问题。

对于现代建筑工程，由于建筑物功能的完善及要求的提高，施工趋于复杂化、多元化。建筑施工项目需要应用多种功能的机械设备，在施工现场，机械设备与生产施工人员混杂在一起，存在很多安全隐患。其中，机械设备的不规范管理成为了安全管理的重点[3]。施工机械设备在安装和使用中如果不能规范化，再加上施工现场环境的复杂性，存在交叉作业，人员的流动，导致安全管理难度增大。而通过BIM 技术可以实现施工现场的规范化管理，提前解决施工冲突问题。BIM 技术作为信息集成平台，可以保持施工现场的动态性，施工中的危险源将被安全管理人员及时地辨识。利用BIM 技术可以进行相关的碰撞检测，借助模拟对施工方案进行优化，施工资源实现了优化配置，可以消除由于施工碰撞引发的安全隐患[3]。除了机械设备的规范化外，在建筑施工中，材料的安全管理也需要重视。材料在运输、装卸中存在安全问题，如施工现场材料堆放的不合理、不规范，装卸都会引发安全隐患。BIM 技术的可视化优势，施工现场的材料信息变得三维可见，材料的存储与装卸情况就能被施工管理人员直接掌握，有利于及时消除安全隐患。利用BIM 技术三维空间模型可以体现施工现场的很多信息，使施工人员与管理人员更方便获取信息，消除信息不对称引发的安全问题。

（四）BIM 技术在施工安全管理的应用

在建筑工程施工中，识别风险因素是安全管理的前提。安全是各项工作的中心，识别是辨析施工中存在的危险源与难以确定的危险因素，BIM 的强大功能可以辅助建设项目保障工程的安全进行。在传统模式下，针对风险因素的识别依靠了个人的经验，识别过程虽然简单，易受经验主义的束缚，风险因素是会存在漏洞、盲区[3]。对于识别安全风险因素方面，应用BIM 技术可以起到很好的辅助作用，安全风险因素的分类变化会更加全面。通过对施工中三维模型信息的提取，能识别施工中存在的风险因素。利用BIM 技术，工程的结构关系可以更清晰明确，很多细节可以得到展现，因此有利于施工中的安全隐患被预先识别。

BIM 技术的应用在建筑工程施工环节，更多体现在项目管理方面。在生产安全方面采取的施工工艺具有复杂性，现场作业环境具有恶劣性，施工现场布置的机械设备增加了建筑工程的安全风险，很容易引发安全隐患，给现场的人员造成安全威胁。利用BIM 平台运行动态化监测系统，安全隐患能够被系统分析，并能提出预防和控制措施，确保工程安全管理到位。具体来说，结构施工作业环节,在前期结构搭建数据信息输入系统后进入正式操作环节，此时后台可以利用监控设备或者传感器等进行安全生产状态分析，判断结构施工是否存在安全风险，提示施工人员进行处理，以免发生断裂或者塌陷事故，引发安全事故[2]。完成隐患处理后，利用BIM 技术进行再次核查检查，当达到安全生产作业要求后再组织施工作业。通过BIM 三维建模进行信息标注，安全的动态管理得到了保证，与传统模式相比管理的广度和深度更优。BIM 技术应用安全风险管理还可以实现信息共享。建筑工程项涉及到多个专业，传统模式下的技术人员、施工人员以及安全管理人员的信息传递不及时，沟通效率受到了影响，安全管理很难以预先对施工风险的到判断。安全信息利用BIM 技术将及时共享，能促进安全的动态化管理。BIM 技术的建筑施工模拟，施工存在的安全问题和风险因素能被安全管理人员预先了解，安全风险因素可以有效识别，提前采取控制措施，实现了提前预防。施工过程中如出现危险，可以及时止损，保障施工人员工的安全。

（五） BIM 技术在施工质量管理的应用

BIM 软件的很多功能都是基于提高工程质量水平而开发的，BIM 技术的应用，打破了传统建筑工程质量管理模式，促使工程建设质量水平得到提高[2]。创新应用BIM技术，可以应用到建筑工程质量管理措施中，工程建设的质量可以有效保障。整个工程质量控制的全过程中，BIM 技术的应用能够扩大质量管理覆盖面。

三、结束语

综上所述，BIM 技术在建筑工程中的应用，整合了建筑的生命周期，能够为每一个施工过程提供全方位的信息支持，在施工可视化方面有着显著的优势，有效实现了各个施工阶段的工作效率，为各个施工阶段注入新鲜元素，有利于工程项目各个施工参与方之间的协同合作，实现信息资源的共享。在建筑工程施工中，规范、合理、高效的利用BIM 技术，将实现不可估量的庞大的价值，而这项技术的运用推广，又会推动建筑行业的发展，进而提升我国经济水平，达到一个良性循环。BIM 技术的推广与应用，将会对推动建筑工程施工全面发展产生深远意义[1]。