关于BIM技术在房建工程施工中的应用

文／张雷 山东恒诺信工程咨询有限公司 山东济南 250000

引言：

BIM 是一个由二维模型到三维模型的转变过程，也是从传统施工中被动“遇到问题，解决问题”到主动“发现问题，解决问题”的一个转变过程。现阶段，房屋建筑工程管理实践中，开启了“智慧工地”时代，采用BIM 技术手段，能够为工地智慧化管理目标的实现，提供技术支持和保障，促使管理的精细化水平得到提高，达到降本增效的目的。未来，房屋建筑工程领域中BIM 技术的应用将会更加广泛，助力工程施工质量和安全以及进度等的管理，全面提高项目管理的水平。

1、BIM 技术的基本特点

数字化是一切信息化、数据化、智能化的基础，建筑行业的几大新技术，都是基于数据分析或者现场数据信息整合，最终发挥技术辅助管理的价值。其中，BIM技术的发展迅速，尤其是建筑行业数字化转型的背景下。实际应用中BIM 技术的特点可概括为以下几点：（1）精准统计工程量。根据房建工程的情况，搭建BIM 模型，通过模型的分析，可掌握各个流水段材料的需求量，例如，混凝土材料等，为项目质量管理和成本管理提供支持。再例如，钢结构中经过模型的分解，根据模型开展构件加工，可减少问题的产生。（2）模拟化。编制建筑施工进度计划后，使用BIM 软件，将工程进度计划和BIM 模型进行关联，可开展建筑施工模拟分析。通过实际进度和模拟进度的对比分析，能够掌握工程是否滞后，并且支持滞后原因的分析，进而保障房建工程按照计划完工。（3）可视化。房屋建筑三维模型，具有可视化特点，可实现对施工方案的模拟分析，并且进行3D 动画交底，增强交底的可行性，减少技术操作错误的发生，保障房建工程施工的质量目标实现。（4）节点化。经过设计图纸的解读，对建筑复杂节点开展建模，利用三维模型开展节点分析，可获得不错的成效。例如，复杂的钢筋节点。建立三维模型之后，观察建筑模型，能够找到钢筋碰撞点，实现对材料布置的优化。此外，也能够模拟模板支撑体系的受力情况，保障作业的安全。（5）碰撞检测。建筑工程施工中常见碰撞问题，例如预留孔洞未预留等，传统的处理方法为重新开凿施工，造成很大的损失。基于BIM 技术的碰撞检测功能，从设计环节进行检测分析，可事前发现问题，提出解决的措施，保障房建工程施工的质量和效益。

2、BIM 技术在房建工程施工中的应用实例分析

2.1 案例概述

以某房建工程为例，项目的基本情况如表1 所示。从建筑工程建设实际分析，抗震设防烈度为7 度，地下1 层框架和剪力墙结构抗震等级为3 级，地下1 层以上各层框架和剪力墙抗震等级为2 级。本次工程施工管理实践中，采用了BIM 技术，破解了传统管理模式的难题，提高了项目管理的水平。现结合工程实践，进行具体的分析。

表1 项目的基本情况

2.2 项目施工的重难点分析

根据房建工程情况分析，施工的重难点如下：（1）建筑规模大、建设周期长、造价高。房建工程的规模很大，与周围的环境联系就更加密切，若出现问题则会造成很大的损失。例如，设计变更。工程周期很长，整个过程潜在很多的风险，且风险集中，增加了管理的难度。（2）高层建筑潜在的施工安全风险大，对施工作业和设备安装的要求很高。与此同时，对防火设计的质量要求高。（3）工期紧张。作业期间人工作业强度大且进度计划必须科学合理，保证各个工序衔接有序，防范施工问题的产生。

对于上述问题，提出采用BIM 技术，围绕项目决策和设计以及施工等多个环节，进行流程再造与数据共享。项目施工管理实践中，采用BIM 技术，在决策环节辅助决策；在设计环节建设设计模型辅助概预算编制；在项目招投标环节，进行工程量清单的提取和投标报价编制；在项目施工环节利用BIM 模型+5D 施工管理模式，实现项目全过程的管理。采用BIM 技术的施工管理要求如下：（1）构建BIM 模型，在设计环节要充分了解业主的要求，要求保证业主能够线上从任意角度观看设计产品的构造，并且可以线上提出意见和建议，实现精细化设计。（2）对项目的投标书和结算书等，实施统一化管理，进行数据对比分析，同时对施工合同和施工变更等采取统一化管理。此外，对项目成本测算和招投标等全过程造价实现管理。（3）采用4D 虚拟建造技术，对房屋建筑施工阶段进行模拟分析，分析可能会产生的问题，并且做好修改，事前编制应对措施。基于虚拟现实技术，围绕施工和运行全过程实施控制，保障房建工程的施工效益目标实现。（4）对房建工程施工环节的突发事件，要求做到快速应变与处理，全面掌握建筑物的情况。例如，火灾和其他安全隐患，防范不必要的损失。采用BIM 模型，实时化掌握各类数据信息的情况，为项目施工质量和成本等的控制提供支持。

2.3 BIM 技术的应用思路

2.3.1 总体目标

房建工程项目管理实践中采用BIM 技术手段，设置的总体目标，影响到BIM 技术的应用深度与广度，可获得不错的成效，提高房建施工的效率，加速工作进度，同时降低工程成本，提高工程质量。围绕房建工程施工全过程，采用BIM 技术手段，构建完善的BIM 技术体系，助力项目招投标的开展，可获得不错的成效。在项目前期协助深化设计，项目施工环节协助管理和控制以及协调，全面提高精细化管理水平。此工程中BIM 技术目标设置情况如下：（1）项目准备阶段。采用BIM 技术手段，助力工程量清单和项目标书的编制，协助项目招投标工作的完成。利用三维软件技术，进行专业之间碰撞检测分析，以

能够更好地理解和掌握，做好安全防护，并且规范化施工，防范各类问题的发生。

其次，设计环节。在设计环节，利用三维模型技术对土建结构和管线综合进行深化设计，可以事前排除风险，减少施工变更的发生，保障项目造价管理目标的实现。其中，土建结构的优化，主要是利用三维模型对专业门窗预留孔洞和预埋件位置等展开相应的优化设计，对复杂部位和重点质量控制进行拆分，妥善解决钢筋绑扎和工序问题，防范问题的发生。本次项目安装分区和分系统精准定位，预留孔洞1457 个，经过项目评估确定，可以节约10 万余元。在管线综合优化设计方面，通过碰撞检查以及净高分析，解决了水暖电等各类管线的交叉问题。不仅减少了管线交叉问题，而且减少了管线的占用空间。本次工程中，地下车库机电安装方面经过管线优化，减少了支架的使用量，并且优化了管线的走向，节约了施工材料。

最后，施工环节。建筑工程施工环节采用三维建模技术，围绕建造阶段进行虚拟建造和动态模拟分析，实现了三维技术和施工方案以及进度计划的有效结合，辅助项目管理工作的开展。利用三维模型和搭建的各类临时设施，优化现场布置，结合施工图纸对现场的设备设施进行优化安排，例如塔吊、库房以及生活区等，妥善解决场地布置和功能划分的问题。在建筑施工作业前，利用三维模型进行技术交底，使得工作人员可以有效地掌握施工方法和要点，避免出现技术操作失误的问题。通过事前的图纸审查和碰撞检测，形成高质量的施工方案，指导作业规范化开展，避免了各类问题的发生。除此之外，为了实现对现场安全、质量、进度等各类目标的有效控制，结合运用智慧工地系统。将BIM 与其他技术进行结合，能够实现对数据信息的全面采集，为项目管理提供支持，实现动态化管控。在安全管理方面，能够实现可视化监控，及时掌握现场环境、人员以及设备等的安全状态。在质量管理方面，结合利用各类检测技术，强化原材料和工程的质量控制。在进度管理方面，利用各类数据信息进行对比分析，可以实现有效的跟踪和控制。除此之外，还为造价管理提供了技术支持。

3、BIM 技术在房建工程施工中的应用策略

3.1 完善BIM 技术的功能

房建工程施工实践中采用BIM 技术手段，当前侧重于设计和前期阶段，缺少对施工阶段的管控，技术的应用价值尚未得到有效挖掘。为了更好的推广BIM 技术，需结合施工管理阶段的需求，例如造价管理等，进行相应的分析，了解管理的需求，进行BIM 软件功能的开发和完善，提出优化软件的措施，完善各项功能，助力相关工作的开展。

3.2 结合其他系统共同使用

房建工程管理数字化和智慧化的发展，需要BIM 技术和其他技术手段的支持，实现对各类技术的结合运用，进而强化项目管理。目前，很多工程中都基于BIM 构建了智慧工地系统，结合运用现场的环境监控系统和设备智能化控制系统等，形成完善的项目管理系统，进而对各类数据信息有效搜集和应用，全面提高项目管理的水平。从房建工程管理的实际出发，根据具体的需求，合理运用各类系统，促使管理的智慧化目标实现，获得更多的效益和价值。在造价、质量、安全等管理方面，合理挖掘BIM 技术的应用价值，全面提高工程管理的效率和水平，创造更多的价值，创造更多的管理效益，助力房建工程现代化发展。

结语：

综上所述，BIM 技术在房建工程施工中的应用，通过搭建三维建模，围绕设计和施工等全方面，深度挖掘数据信息的价值，辅助工程设计优化和施工全过程管理，强化对质量和安全等的控制，保障项目管理目标实现。目前，BIM 技术的应用侧重于设计和前期准备，在施工环节的应用价值尚未有效挖掘，需加大BIM 技术的功能完善，辅助项目全过程管理，提高管理的效率和质量，创造更多的效益。