浅谈BIM技术在建筑工程建设管理中的应用

□ 蔡铭榕

随着现代信息技术的高速发展和广泛应用，建筑行业的技术和管理方式也越来越复杂，尤其现代建筑工程项目全生命管理周期较长且建设内容繁杂，涉及建设环节众多，在不断增长的经济收入推动下，人们对居住环境和质量提出了更高的要求，为此，建筑工程项目建设管理需进一步的改进及提升。通过BIM技术的应用能够实现建筑工程项目的立体化和可视化，其运用工程项目设计的各项数据将工程项目完整地展现在施工人员、管理人员以及用户面前，进行建筑工程施工和管理的改进和调整，以低成本来保证工程质量。

1 BIM技术的特点

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling），是以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。BIM技术拥有传统工作模式不具备的优势特点，其打破传统粗放式施工的弊端，实现向先进集约型施工方式的转变。在工程进行施工前，利用BIM技术将各类结构、构件等进行深化设计，在深化的过程中，模拟施工，预先排查施工中可能出现的问题，对节点进行优化、整体调整，使得项目施工变得更加精细化、高效化和统一化，实现数据的动态变化和建筑施工状态的同步，最终实现建筑施工的全程控制。其具有以下几个特点：

1.1 立体性特点

BIM技术在建筑工程中的立体性特点可以表现在建设工程项目的管综设计方面。设计师在设计过程中需解决构件的碰撞问题，而在传统2D图纸上很难展现建筑工程的空间结构关系，无法充分反映建筑构件之间的碰撞或构件与建筑管综系统的碰撞情况，所以施工时常会出现各种各样的碰撞问题，给施工带来不便。BIM技术可建构高精度的三维建筑模型，应用仿真演示进行碰撞测验，使建筑碰撞问题一目了然，且也有助于帮助设计师进行项目优化。如在东瑶安居房（一期）地下室BIM成果中，针对地下室基坑支护格构柱的问题汇总、地下室整体问题报告、地下室柱位与柱墩偏位、地下室集水坑、地下室楼梯机房疏散路径、地下室门窗尺寸与门窗表不一致及与主体结构碰撞、地下室墙柱定位、坡道、地下室楼梯专项、地下室二次结构一次成型、地下室底板建筑高程分析等一系列的问题都运用BIM技术建立模型深入分析，在项目施工前进行优化变更及调整，减少施工过程中无谓的时间浪费，从而达到缩短工期的目的。

此外，BIM三维模型在工程设计中可实现建筑设计动态模拟分析，其可纠正工程设计中的错误，例如楼梯碰头、梁底、门窗洞口预留问题等。工程项目施工技术交底时也可以利用BIM技术三维模型进行动态推演分析，使参建各方管理人员充分掌握工程施工过程中的重难点问题，提高施工效率。

1.2 可视化特点

BIM技术能够营造直观可视化的工程管理环境。以东瑶安居房（一期）项目为例，在项目实施过程中，收集整合项目前期、设计、施工等信息，通过品茗技术管理平台的应用，现场可实时直观地针对项目前期既定的参数进行对比分析，如第一时间得出项目施工现状和设计施工图之间所存在的差异问题，为现场施工问题的变更提供参考依据；第一时间得出项目施工现状与施工总进度计划的吻合程度等。

1.3 协同性特点

协同管理既是建筑工程建设管理中的重点也是痛点。结合东瑶安居房（一期）项目实施过程中的整体情况来看，项目二维施工图的协同设计实际存在很多难点及阻力。由于项目规模大，前期工作要求的时间紧任务重，涉及跨专业和多点、多人协同设计，各自的专业特性和不同专业设计理念、要求存在差异化，在实际的设计过程中难免会出现设计错漏及碰缺，直接影响施工图的出图质量，进而间接影响现场的施工进度。在项目施工前，运用BIM技术，结合品茗技术管理平台的应用，通过数据整合分析，提前得出各专业图纸之间的错漏碰缺，并将有关信息汇总成专项报告，以直观的点对点的形式反馈给设计单位，使设计师最快速且全方位了解图纸存在问题，并进行修改和优化。对东瑶安居房（一期）项目进行从整体问题至专项问题的审查，整体问题中包含图纸图面问题的图纸之间轴号冲突、底板未注明结构标高、结构标高与建筑标高冲突、梁编号缺失、地下一层集水井大样缺失、楼梯大样图缺失、图面表达不清晰等的39个问题，建筑结构构件碰撞冲突问题的构件尺寸定位、结构柱与车位冲突、梯柱与防火门冲突、车位与车道冲突等的371个问题；专项问题中包含格构柱、柱位及柱墩偏位、集水井、门窗、楼梯、顶板洞口、坡道、楼梯专项、设计优化等总共有163个问题。

东瑶安居房（一期）工程项目竣工后，BIM技术建立的模型和实施过程中搜集的相关数据可以作为项目验收的参考数据和对比分析依据。同时品茗技术管理平台可将BIM技术数据进行存储，复制到项目运维阶段平台的数据库，一是为后续项目交付使用阶段的维护提供精确的数据，实现基础数据的二次开发和有效应用；二是为后续同类型的项目提供参考数据，以达到节约建筑工程项目的资金成本和时间成本的目的。

2 BIM技术在建筑工程建设管理中的应用价值

（1）BIM技术的应用能够最大限度降低工程项目建设过程中因施工图的错漏碰缺问题，而引发的例如工程变更和返工现象的发生概率。利用BIM技术的各方面优势，建立精细化的建筑模型，结合专业化的插件及工程管理平台的应用，清晰地展示建筑工程项目每一个实施环节及构建细部，包括施工上的重点难点，如此就能够最大限度确保参建各方管理人员及时发现建筑工程设计方案和施工图中存在的矛盾及不足之处，及时论证分析和商讨，采取有效的解决措施和办法予以完善，减少施工过程中产生的变更问题，降低施工现场发生返工的概率。

（2）模拟施工。BIM技术能够提前对建筑工程项目整体结构和每一个施工细节进行动态施工模拟，技术人员将施工图、与项目施工相关数据参数输入到建立的BIM模型中，实现各专业建筑三维立体模型的构建，可将每一个实际施工的环节进行动态模拟，并通过与实际施工操作相对比分析，及时发现施工当中所出现的不足和问题，并予以快速的解决[1]。

（3）BIM可提供先进的信息化拓展功能，其建立在计算机技术、信息技术、通信技术基础上所发展出的高新科技，本身具备较强的信息化特点，利用BIM技术通过建筑信息模型的建立使数字信息数据保持高度的统一性和一致性，为项目参建各方的管理和施工工作的开展提供最新最为全面的数据。

3 BIM技术在建筑工程建设管理中的应用

3.1 项目规划阶段

在项目规划阶段，通过BIM技术的应用优化整体目标，降低项目成本、提高效率，更好把握产品和市场的关系，实现市场收益的最大化。规划阶段的BIM应用有：

（1）用地情况数字化建模及评估，通过倾斜摄影技术仿真生成地块条件，提供规划作业所需现地信息。

（2）结合BIM模型展示容积率、绿化率、建筑密度等建筑控制条件创建工程的建筑体块各种方案，在三维可视化的环境下进行总图规划、道路交通规划、绿地景观规划、竖向规划以及管线综合规划。

（3）利用3D建置概念设计各方案的量体模型，进行方案比选。

（4）通过BIM规划模型输出工程量进行经费概算，辅助决策及决定经费预算。

（5）根据项目的经纬度，采集此地的太阳及气候数据，并基于BIM模型数据利用相关的分析软件进行气候分析，对方案进行环境影响评估，包括日照环境影响、风环境影响、热环境影响、声环境影响等评估。

3.2 施工管理阶段

以东瑶安居房（一期）工程为例，在项目施工准备阶段进行施工场地布置、可建造性分析及施工深化设计。由专业负责人与BIM工程师配合对施工现场合理动态布置，并利用三维可视化优势进行堆场及加工场移至地下室的可行性分析。可建造性分析是否对项目施工图及各版变更图纸做施工图审查工作前，建立施工图审查表，在建模过程中对图纸进行有针对性的核查；施工图审查表可作为BIM人员建模参考依据，也可作为施工方审查依据。

3.3 施工深化设计阶段

（1）机电管线综合优化。包含管线排布方案、电梯前室管线综合优化、地下室净高分析及管线综合出图。

（2）桩基工程深化。整合地质与桩基模型并分析，得出每根桩与地质层的关系，统计冲孔灌注桩桩长及混凝土体积，为实际施工过程中的冲孔灌注桩长度提供参考依据。

（3）土方开挖高程分析。地下室土方开挖高程复杂，为避免赶工疏忽导致图纸信息了解不细致而造成土方超挖、未挖到位等影响工期的现象发生，通过分区分色块的形式基于模型计算出具土方开挖高程深度的分析图。

（4）后浇带深化。原设计后浇带位置多处位于梁、柱节点位置，部分处于楼梯位置，给后续施工带来极大的困扰。经与技术负责人讨论，将后浇带进行深化，部分后浇带取消，进行跳仓法施工，模型重新优化后浇带及跳仓分缝位置并出图[2]。

（5）屋面工程深化。通过利用BIM技术的三维可视化，直观展示复杂节点的空间位置关系，大大提高了复杂节点的优化效率和方案交底的可靠性。在深化设计前，进行多专业协同检查，提前解决了设计中的冲突、碰撞问题，寻找各个施工问题发生的原因及解决办法，做出变更、相应补救措施等。在进行屋面工程深化设计中，优化并调整出最合理的地砖排布，提高屋面的外观艺术性。

（6）铝合金模板深化。BIM基础模型建立、铝模优化（外围飘窗、空调挑板、内墙过梁及门垛）、根据BIM深化模型与铝模分包及总包确定合理性及可施工性。

工程量统计及材料管理，利用BIM技术对二次结构进行深化，主要包含户型排砖、出图、工程量统计，对现场工人进行交底，减少材料、人工成本的浪费，分区域导出平面图及对应墙身立面图，张贴于现场指导施工，以提高现场精细化管理水平。

3.4 项目竣工阶段

工程项目竣工后，在进行项目后评估及整体效益分析前，对工程项目所有实施环节和信息进行汇总分析和整理。这是一项十分繁杂的工作，有着较多的工作量，而在这一过程中，容易发生数据信息丢失等问题。运用BIM技术结合工程管理平台的综合应用，实时搜集各方面数据，完善建筑信息模型，并以此为基础对工程项目建设期间所涉及的各项费用与成本支出进行精细的分析及梳理，帮助参建各方企业更好地掌握建筑工程项目的经济效益[3]。

4 结语

BIM技术在建筑工程项目建设管理当中的应用，凭借其自身所具有的可视化、全面性、立体性、可拓展性等特点的优势，不断对建筑工程项目进行完善管理，协调其中所涉及的各项管理环节，并对其存在的影响因素进行有针对性的分析，制订有效的解决方案。目前，BIM技术的应用仍然存在着一些不足，需要参建各方进一步重视BIM技术的研究和改进，拓宽BIM技术的应用，以此推动建筑行业的进一步发展。