BIM技术在建筑工程中的应用研究

陈艺锋

广州瀚华建筑设计有限公司 广东 广州 510655

城市现代化发展进程中，相应促进建筑产业发展，施工技术的创新与变革力度加大，能够为BIM技术使用奠定良好基础。BIM属于信息数据处理技术，能够应用到建筑工程全过程施工中。在数据支持下，BIM技术建立数据模型，传输信息数据，科学分析和处理数据。在建筑施工中应用BIM技术，可以共享信息数据，促进建筑工程流程的交流与连接，保证建筑施工的有序性。

1 BIM技术特征研究

BIM技术被称为信息模型，创建价值信息模型，通过互联网技术共享和传递信息。建立3D建筑模型，模拟建筑项目参数，优化价值设计目标。下图为BIM施工流程。第一，可视化特点，在虚拟空间实物中，展示出三维立体图形。虚拟空间涉及较多图层，且每个图层使用项目属性特征数据。因此，使用图层操作建筑模型，可以快速了解工程项目实况。BIM技术应用到建筑工程模拟中，不仅是模拟外观，也可以模拟内部设计，确保建筑产品清晰展示出来。第二，协调性特点：项目信息数据通过BIM技术，集中输入采集数据，不同专业与不同阶段，可以共享信息。箭镞工程改造修正后，可以及时展示相关联部位，便于优化协调设计[1]。建筑工程项目设计期间，涉及到多专业、多类别设计，比如土建设计、管道设计等，都必须由技术人员操作。然而，技术具备协调性特点，可以减少设计冲突问题，优化整个设计，缩短项目施工周期，降低工程成本。

图1 BIM施工流程图

2 建筑工程的各项施工技术分析

2.1 钢结构施工技术

从钢材采购、设计、切割与预拼装操作中，需要花费大量时间。土建工程对钢结构安装的影响大，吊装难度大，必须做好施工协调配合与组织。比如BIM技术，利用模块化、预拼装钢结构安装方式，能够模拟钢结构安装区域场景，以免钢结构安装碰撞，提升各环节质量效果，降低施工危险性。

2.2 管线综合技术

地下室机电系统分布多，管线种类复杂，机电管线安装空间小，导致管线存在局限性。机电专业图纸设计深度不足，施工企业不注重图纸深化设计与会审，导致管线布设混乱、交叉碰撞，安装高度不满足标准要求。应用BIM技术，可以提升管线综合效率。针对建筑与机电设备管线，实行三维建模，通过BIM技术的可视化、碰撞检测功能，可以检查现有模型碰撞情况。施工之前，发现管线综合问题，做好优化调整，减少返工现象。

2.3 施工管理信息技术

通过BIM技术、移动互联网技术，实现施工虚拟化、可视化的协同管理。施工环节，联合施工工艺、现场管理需求，添加和完善设计施工图模型，以满足施工模型需求。按照标准化项目管理流程，联合移动应用技术，深化设计施工模型，科学管理材料设备、竣工验收、质量安全等，实时共享、高效传递施工现场信息，提升施工管理水平。

3 BIM技术在建筑施工中的价值表现

3.1 提升算量速度与精度

BIM技术建立数据库，关联数据库，快速计算建筑工程量，有助于提升施工预算效率与精度。BIM数据库的数据精细度高，可以达到构件级，利用数据库提供项目管理的数据信息，可以提升施工管理效率。

3.2 精确施工计划，减少额外浪费

BIM技术具备三维可视化功能，可以实现虚拟施工。虚拟施工时，可以对比虚拟施工计划、实际施工进展，注重施工企业、建设单位、监理单位的协同工作，检测施工现场施工工序，减少建筑质量与安全隐患，降低施工浪费问题[2]。

3.3 多算对比，控制施工成本

建筑施工成本管理，多由数据支撑，可以及时掌握施工工程数据，属于施工成本控制的基础。BIM数据，能够快速收集建筑施工的各项数据，对比施工方案合同、实际施工消耗量数据，可以有效控制合格成本，科学管控项目成本风险。

3.4 实现碰撞检查，减少施工返工

BIM技术利用三维可视化特征，做好施工前期碰撞检查，优化设计施工工序，从而减少建筑施工的错误问题，以免产生返工现象。同时，注重设计方案优化，提升建设单位、施工企业的沟通能力。建筑工程施工期间，各专业工程遵循施工方案操作，施工现场出现多专业同时施工、交叉施工情况。由于各专业内容、作业目标不同，需要统筹安排施工。如果计划方式存在误差，则会加剧施工工序碰撞，配合作业产生矛盾等。同时，建立建筑信息模型之前，注重管线、墙体的碰撞检查，减少图纸错误率，维护施工质量效益。下图为BIM碰撞检查流程。

图2 BIM碰撞检查流程图

4 BIM技术在建筑工程施工中的应用问题

4.1 资金投入比例大

当前，施工团队应用BIM技术开展信息化建设，开发软件设施，研究硬件设备，资金投入量较大。通过改造机房、优化升级硬件设备、开发软件设施，可以发挥出施工企业的信息系统功能与价值。尽管施工企业的经济效益高，但是资产利润率、产值利润率较低，很少投入大量资金开展信息化建设。

4.2 信息化建设的认知不足

建筑企业信息化，属于建筑行业信息化的基础，能够帮助企业优化升级，加大施工管理力度。在BIM技术应用期间，企业决策部门、作业部门、管理部门的人员，对BIM技术的认知度不足，无法升级建筑工程的施工技术。

4.3 BIM技术人员短缺

在建筑工程施工期间，BIM技术人员的配置比较少，特别是深刻理解和掌握BIM技术的人员。由于BIM技术人员比较少，无法满足建筑企业的BIM建设需求。

5 BIM技术在建筑工程中的应用

5.1 施工组织管理中的应用

建筑项目施工过程中，优化施工组织，能够完善施工流程与步骤、施工工艺等。为了提升施工组织管理品质与水平，应当合理应用BIM技术，维护技术应用效率。第一，建筑项目施工过程中，通过BIM技术改善管理工作。建筑项目施工时，各项工序具备全面性与多样性特点，当某一工序流程出现问题，则会对建筑施工顺利性造成影响。通过BIM技术，利用3D图形模式呈现出施工环节与核心工序，模拟施工现场，通过不同颜色模拟施工区域，为组织管理提供可视化方案。通过信息化技术措施，能够全方位展示出各施工环节，便于现场人员优化配置资源，提升资源的有效利用率。第二，建筑施工过程中，为了合理应用BIM技术，需要完善施工工艺。施工工艺对施工品质的影响大，为了确保施工人员掌握工艺机理、施工方式，需要通过BIM技术，完善施工工艺内容，保证操作人员掌握施工技术要点与操作方式。

5.2 在进度控制管理中的应用

传统建筑工程的进度管理模式中，引入BIM技术后，可以建立进度控制分析系统、计划生产系统、虚拟系统，提升建筑项目进度管理效率。第一，制定建筑工程进度计划时，将时间参数引入到三维立体模型中，控制进度自动化生产系统。第二，四维数据模型，可以代替三维数据模型，联动修改进度，关联基础因素。第三，BIM技术的进度管理，需要多专业、多信息资源共享，才可以提升建筑工程进度管理成效。因此，为了发挥出BIM技术在建筑工程管理中的作用，需要注重多种软件、多种专业的信息转换。各部门参与到BIM技术进度管理平台中，加强建筑项目进度管理效果。对于内在问题，需要实行科学的指导措施，合理控制进度管理的成本计划，优化工程进度管理的安全性。第四，BIM技术，应用三维图像原理，相比于传统进度控制计划，有助于减少工程量，维护建筑施工的顺利性。同时，准确识别工程施工的不良问题，优化调整施工方案。在施工过程中，如果施工建设、设计图纸不相符，则要做好识别与调整工作，以免影响建筑工程施工进度，加强工程进度可控性。第五，建筑企业通过BIM技术，建立3D模型，为进度管理提供信息载体、信息数据支持，确保管理人员及时掌握影响因素。第六，确保管理人员及时调整施工工序，通过3D模型与信息数据分析技术，可以帮助管理人员确定影响因素。第七，建筑施工过程中，通过BIM技术完善成本支出管理。3D立体图形，能够明确施工区域的资源损失情况，遵循节约施工准则，加强施工人员的集体意识，科学把控建筑项目施工成本管理。

5.3 施工安全管理的应用

建筑工程属于综合、复杂工程，需要消耗大量人力、物力、财力资源。当某个环节出现问题，则会导致建筑工程存在质量隐患。为了加强建筑施工质量，必须注重建筑工程安全管理。在建筑施工中应用BIM技术，有助于提升建筑工程耐久性、安全性。BIM技术，模拟施工现场环境，减少作业现场安全隐患，模拟再现细小问题，检验施工方案，掌握作业现场的危险因素，制定应急预案，降低施工现场的安全事故率[3]。下图为BIM施工模拟流程。此外，BIM技术可以准确定位现场施工人员，监督施工状态，为管理团队提供可视化方案。

图3 BIM施工模拟流程图

5.4 竣工环节的应用

建筑工程竣工环节的工程量大，属于工程管理的重点，不仅要检测工程总体质量，还要审阅建筑工程材料。传统建筑工程，需要管理大量施工资料，耗费的人力、物力比较堵，还会影响建筑工程竣工核验。通过BIM技术，可以将竣工材料录入到材料库内，通过BIM技术查询工程资料，节省时间与精力。BIM技术联合建筑工程模型，可以动态化反映出建筑工程与模型关系，收录重要资料信息，便于检查建筑工程的缺陷问题，维护建筑工程有效性，确保工程竣工顺利性。

5.5 施工成本效益管控的应用

在BIM模型中，联合施工计划与进度，可以直观呈现构件的成本信息，联合施工进度、质量安全要求、构件工程量，制定科学的资金需求计划。其一，在BIM模型中，包括建筑数据信息，覆盖到项目全生命周期中，科学管控施工成本。利用模型的工程量信息、材料、价格等，实现智能化连接，无需人工核算成本，可以确保成本核算精确性。其二，在BIM模型中，成本管理系统借助成本信息，对接系统服务器，自动化整理和分析成本数据，建立成本参数库，为项目成本管理提供参考，优化施工成本，增加成本效益。

6 促进BIM技术在建筑施工中的应用发展要点

6.1 加大投资开发完善

现代科技快速发展，需要不断完善和升级BIM技术，从而适应建筑发展需求。BIM技术的成本高，人员素质能力高，具备建筑、设计、计算机知识，无法覆盖到建筑工程中。BIM技术推广应用到建筑领域，可以实现智能化发展，降低专业操作难度。技术研发与推广，需要获得资金支持，所以需要加大BIM技术开发投资力度，实现BIM技术的创新化发展。

6.2 普及BIM技术应用范围

对于传统建筑工程来说，BIM技术应用为深化改革表现，能够提升建筑管理效率。推广和应用BIM技术，能够及时发现漏洞与不足，提出优化完善措施。同时，BIM技术应用到工程项目中，能够处理大量建筑信息。利用大数据分析，为建筑工程提供大量辅助决策，完善和创新BIM技术。

6.3 BIM技术的协同应用性

建筑工程的建设周期长，涉及到角度施工环节。从项目设计到竣工运行，BIM需要应用BIM技术，多方面管理建筑工程。纵向指导，是将BIM技术应用到工程施工全过程中，提升建筑工程的施工与管理效率。横向指导，主要是借助BIM技术的信息处理能力，打破各专业施工壁垒，提升建筑工程参建方的信息沟通与交流效率。

7 结束语

综上所述，施工企业注重转变传统思想认知，充分应用国家政策，转变自身发展战略。组建高素质、精专业的BIM应用团队，可以加强市场竞争实力。当前时代背景下，建筑行业的发展速度加快，应当关注建筑项目质量的相关问题，优化建筑设计，将BIM技术应用到施工组织管理、进度控制管理、安全管理、竣工验收、成本效益管控中，能够提升建筑工程施工效率，增加施工企业的经济效益，从根本上推动建筑行业的发展。