BIM技术在工程施工控制中的应用

张新梁

(眉山职业技术学院， 四川 眉山 620010)

0 引言

BIM技术指利用计算机信息化技术仿真模拟建筑模型，通过直观可视化的方式还原真实的模型数据信息库。将BIM技术灵活运用到建筑工程项目施工控制中，既有助于保障整个工程项目的施工质量和安全性，又能严格把控各个施工阶段中的成本损耗，使BIM技术的应用价值在建筑工程施工中得以有效发挥。此外，借助BIM技术还能完成三维建模、碰撞检查、施工模拟、项目数据管理等工作内容，有效促进了建筑工程项目的高效化和标准化施工。

1 BIM技术概述

BIM技术最早出现在美国，作为一项新型技术手段为建筑行业带来了全新的发展机遇。将BIM技术应用到建筑工程项目有助于奠定良好的3D模型基础，而工程项目管理人员也可以利用获得的数据信息仿真模拟建筑物的真实状态。依托于BIM技术下的信息共享平台，还能为参与到建筑工程项目的设计单位、材料供应商提供良好的沟通交流平台，真正将各参与方进行了紧密关联，为其协调合作带来了极大的便利，同时有效提高了数据信息传输的准确性和时效性[1]。

在建筑工程项目施工过程中，各利益方还可以结合自身实际需求和权限设置对BIM技术信息共享平台中的数字信息进行提取、修改、加工、更新等处理。尽管相比于发达国家，BIM技术在我国发展中的起步时间相对较晚，但在我国现代建筑水平不断提升的背景下，建筑行业逐渐对BIM技术进行了深入研究与分析，在实际应用过程中还取得了明显发展成效。如将BIM技术应用到上海白玉兰广场、杭州奥体中心体育馆等工程项目施工中就获得了可观的经济效益。

2 BIM技术的特点

2.1 可视化

BIM技术最鲜明的特点在于其具有良好的可视化优势，利用建模软件构建3D模型时，业主可以直观清晰地看到整个模拟建筑物的原始状态，还可以在此基础上科学规划漫游路线，同时沿着路线实时浏览工程内部结构[2]。依托于BIM技术的可视化特点，还有助于推动图纸会审工作的顺利开展，使参与到建筑工程项目施工的各方力量共同审核模型设计中不合理的地方，并由设计单位进行科学调整与优化施工图纸，从源头上避免后续施工中发生变更问题，真正为建筑施工企业节约了大量经济成本。另一方面，在工程项目招投标环节应用BIM技术，还能为施工企业提供良好的导向性作用，通过潜移默化的方式提高施工企业的核心竞争力。此外，在技术交底过程中应用BIM技术中的可视化功能，还能使相关工作人员第一时间明确自身工作范围及相关技术要求，极大地提高了整个技术交底工作的可靠性。

2.2 协调性

在工程项目管理过程中，通常需要将各参建方进行统筹规划，尤其是在施工设计环节，从属于建筑、结构、机电等专业的设计师普遍都是独立完成整个设计工作，各方之间不但缺乏良好的沟通交流平台，其在后续施工过程中还可能发生各种碰撞问题。但利用BIM技术的协调性功能可以将施工环节从事后处理过渡转变为事前控制，也就是在施工前期准备阶段将后续可能发生的冲突碰撞问题进行有效控制，以此为后续工程项目的施工质量和施工成本提供基本保障。

2.3 优化性

在传统建筑工程项目施工过程中，各施工图纸中隐含的碰撞点通常只能在实际施工过程中发现，这也是导致后续施工中发生各种变更和返工现象的主要原因。但利用BIM技术不断优化施工图纸，就能将各专业模型进行有效整合，并在碰撞软件的支持下实时检测碰撞点，从而对各碰撞点进行逐一排查，极大的降低了工程变更的几率，还有效规避了返工现象带来的消极影响，在保证工程施工进度的同时节约了大量经济成本。

2.4 模拟性

BIM软件可以对建筑工程项目的全过程进行仿真模拟，如在设计阶段分析日照、光污染、碰撞检测等问题；在施工前期准备阶段还能模拟现场布局，统筹规划施工现场中可能出现的各项事务，实现资源合理化配置[3]。基于3D模型引入时间信息，还能模拟4D施工进度模型，从而严格把控整个施工项目的全生命周期；在施工过程中，将成本信息融入到4D模型而构成5D模型，进而有效控制各施工环节的成本核算；在运营阶段使用BIM模型，还能有效规避地震、火灾等自然灾害带来的威胁。

3 BIM技术在工程施工控制中的具体应用

3.1 在4D施工模拟方案中的应用

在建筑工程施工过程中，必须严格把控整个工程项目的施工进度，这也是施工过程中必须予以高度重视的环节。实际上施工进度控制的科学性、资源配置的合理性、技术手段的先进性、施工方案的完整性、现场气候条件的预测情况以及建筑材料的运输方式都会直接影响建筑工程项目的施工进度。与此同时，在实际施工过程中，必须严格遵循特定的施工流程，这也意味着施工顺序具有一定的不可逆性。因此，一旦工程项目施工发生各种错误问题，就必须重新建造。这不但会造成大量人力、物力以及财力资源损耗，还可能对最终的施工质量和工程项目的安全性造成不同程度的影响。但将BIM技术应用到整个工程项目施工的全过程，就能对施工中的建筑物、施工现场模型、施工进度、施工资源进行模拟，并将各施工阶段中的数据信息进行有效整合，同时按照时间维度构建完整的施工信息模型。在此过程中，工程项目管理人员可以通过直观立体的施工模型了解各个阶段中涉及到的数据信息，有效降低了施工协调、管理工作的难度系数，还能将四维施工模型和具体的施工方案进行有机结合，从而实现设备、材料、劳动力、机械应用等资源的合理化配置，切实提高各项资源运用的经济性和适用性[4]。最后，利用施工模拟技术追踪与管控工程项目的施工进度，还能为工程施工进度安排的合理性与实效性提供基本保障，精准识别工程项目的施工进度是提前还是滞后，进而推动整个工程项目施工的顺利进行。

3.2 在三维碰撞检查中的应用

在建筑工程项目正式施工前，相关设计人员需要结合工程项目的实际情况进行管线设计，并在此基础上解决各种可能发生的构件碰撞问题。但在传统2D图纸的局限性影响下，通常无法直观清晰的了解个体及系统之间的碰撞问题，究其根本原因在于这种离散行为在不可预见性层面具有较高的可能性，由此导致设计人员极容易忽视后续施工中的碰撞问题。但将BIM技术有效应用到建筑工程施工中，就可以通过三维碰撞检测的方式排查后续施工过程中出现的硬碰撞或软碰撞问题，同时不断优化工程项目设计，真正意义上避免了后续工程施工中可能发生的返工现象或变更现象。此外，建筑工程施工人员还可以借助BIM技术更深层次地优化碰撞后的3D结构设计，从而起到良好的施工模拟和交底模拟效果，真正为整个工程项目的施工质量提供基本保障（见图1）。

图1 二维CAD图形与BIM模型的对比

3.3 在现场质量管理中的应用

对建筑工程项目的施工质量进行管控时，可以借助质量数据信息进行全方位展示，并将其作为参建方控制建筑质量的重要参考依据。大部分工程项目的施工周期长、施工难度高，其中还涉及了技术手段、参建方、人力资源、结构设计等方面的变更问题，因此在实际施工过程中通常需要汇总大量数据信息。在传统数据统计模式下，项目管理人员通常很难实时掌控施工现场中的动态化质量管理信息，无论是数据汇总还是数据传输都需要耗费庞大的工作量，即便是指派专门的工作人员进行专项处理也会造成人力资源大量损耗。但在项目数据管理过程中科学融入BIM技术就能有效解决以上问题，切实提高整个项目数据管理阶段的工作效率，还能保证整个数据信息传输的真实性和可靠性[5]。最后，将这些数据信息上传到指定的云平台后，还可以将其与BIM模型进行有机结合，以此达到数据传输、存储以及共享的目的（见图2）。

图2 施工现场中的工程质量信息管理流程

3.4 在项目数据管理中的应用

在工程项目实际施工过程中通常会涉及到大量数据信息，而大多工程项目原本就具有一定的复杂性和庞大的系统功能，无形中增加了建筑工程项目施工的难度。在工程项目施工控制中灵活运用BIM技术可以构建良好的信息交流平台，使各参建方在此平台支持下实现资源、信息共享，真正为其带来了良好的沟通交流便利，切实提高整个工程项目的管理效率。与此同时，应用BIM技术还能导出相关数据信息，极大的减轻了相关工作人员检测现场数据信息的负担，并在模块化、集成化管理模式的支持下有效降低施工现场管理难度。另外，BIM技术还能创建出工程项目的造价信息，使施工中涉及的成本和风险得以有效控制，切实提高工程造价信息的流通性和时效性，而相关工作人员在核对工程项目施工中涉及到的数据信息时，还能第一时间处理施工中存在的问题，并为其提供了良好的信息查阅便利。

4 结束语

将BIM技术广泛应用到建筑行业具有重要现实意义，这也是推动建筑工程项目实现三维化、信息化、智能化建设的重要举措。依托于完善的信息模型，项目工程管理人员可以直观清晰的把握整个工程项目施工中出现的数据信息，同时督促相关工作人员严格按照施工图纸设计完成自身工作任务，有效避免了各种人力资源和物理资源的损耗，还能为工程项目最终的施工质量和安全性提供基本保障，使各参建方获得可观的经济效益的同时，进一步推动建筑行业的长远发展。