BIM技术在智慧工地建设中的应用

夏 坚

项目进行时会产生用工、物资和资金等各方面的消耗，增加了工程成本，提高了材料损耗量，不利于企业获取施工收益。各类项目实践中，建筑功能、工程质量及施工安全逐渐成为施工管理的头号任务，要求相关组织主动进行现场管理，以便全面把控工程进展情况。在建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术的支持下，可有效建成智慧工地平台。

1 研究背景

当前环境中，新型技术得到了有序更新，应用于各个行业，表现出显著的技术优势。尤其在建筑领域，BIM 技术在近些年得到了全面的推广运用，行业也基于上述技术有效创建了智慧工地，从人员、设备、材料等多个方面实现了对工程数据的智慧化管理。基于BIM 技术创建的智慧工地，可有效落实前期准备、人员分配、物料需求等各项工作，形成完整的物料清单、工艺方案、进度数据等各类文件，切实提升各项管理的智慧化水平。此外，工程还可以利用BIM 技术从资金使用、材料消耗、设备调用以及人员分配等方面对工程进行有效监管，积极排查不良问题，全面提升整体的管理水平，从而极大提升建设的效率以及价值[1]。

2 智慧工地与BIM 技术

BIM 技术又称建筑信息模型，是一种新颖的技术类型。利用该技术可创建建筑的立体模型，有效展现数字技术的融合价值，精细分析各位置的工程参数，并从分支项目、工程预算、材料使用以及设备运维等方面逐一创建工程数据库，有序推进各项工程管理工作。在BIM 技术的支持下，可以全面整合各个专业的信息数据并实现信息方面的共享。BIM技术融入工程后可联合多个主体（如施工组织、设计团队等）创建协同体系，共同解决工艺方案问题，提高方案设计的合理性[2]。

智慧工地要求在工地现场进行信息化建设，基于三维平台的分析方式，对工程项目的各个环节开展针对性管理。运用互联网开展管理有助于构建一个智能化的管理、监控、安全施工等运维管理模式。现阶段，利用BIM 技术还能够实现对信息的采集以及对数据的针对性分析，帮助工作人员采集到更多的数据信息[3]。

在工程项目开展过程中，智慧工地的加入有助于优化成本及质量的控制效果。工程可在该技术的支持下，积极利用现场管理模式全面提升整体的建设水平，实现对工程建设过程中各个流程的管理，并制订完善的建设与管理计划，在施工过程、资源优化以及工作区域的布置中融入智慧工地技术，实现高质量、高品质、低成本的建设。任何工程项目的建设开展都需要格外关注全生命周期的建设模式，在使用BIM 技术进行建设时也需要基于全生命周期理论将技术与智慧工地相互结合，共同发挥两者的价值。

BIM 技术是较为先进的建设工具，虽然在使用过程中存在一定的技术局限性，但是依然能够为工程的顺利进行提供支持，并且助力项目构建出具有全生命周期的智慧工地。将BIM 技术与智慧工地融合能够有效推动我国建筑工程的可持续发展，智慧工地作为新的技术类型可以从全局性、全面性的角度出发帮助工程建设项目顺利开展。另外，在智慧工地的建设过程中，工程的施工管理水平也将进一步提升。基于上述优势，以BIM 技术为基础的智慧工地成为我国现阶段工程项目建设开展中十分重要的管理模式[4]。

3 BIM 技术在智慧工地建设中的应用

将BIM 技术应用到智慧工地中后，可以在施工的不同阶段发挥出优势。比如在设计阶段，通过应用BIM 技术可以实现图纸的可视化处理，基于专业性的分析检测建筑布线中存在的碰撞问题，并利用各类布线的避让规则进行智能化处理，同时出具可行性较高的工艺方案，提升建筑方案的优化效果，保证后续施工任务进展的顺畅性。另外，施工期间要合理利用BIM 布线优化功能，强化各部门布线协同管理秩序，创建多主体协同管理机制，并从建筑性能、成本控制以及现场调度等多个层面切实加强施工管控，构建工程管理运行能效较高、功能完善的操作平台，高效完成各项施工管理工作[5]。

3.1 设计阶段的应用

3.1.1 图纸可视化

创建智慧工地期间，由于原有的图纸方案具备二维设计特点，展示的工程信息有限，仅能够从结构性能、建筑平面等视角评价方案的可行性，从而降低了工艺方案的可读性，增加了方案审核时间，不利于高效落实工程管理，因此亟待引入先进技术来改变此种方案的审核形式，提升工艺方案校对的便捷性，优化图纸审核流程。

现阶段，在工程项目建设开展过程中融入BIM 技术有助于高效整合多个图纸文件，创建立体模型并给出更精细的工程方案，提升各组图纸方案的比对质量，以此选出性能较高、成本更低的工艺方案，切实增强智慧工地的工艺优化能力。例如，对比各类灯具节能性时，BIM 模型能够从照明程度、耗电等方面给出分析，提高各组方案的可读性。基于三维分析的方式，可在对数据信息进行处理的过程中提高工作效率，确保信息完善，从而为之后的技术交底提供便利，促使施工建设人员全面了解图纸中的信息。

在BIM 技术的使用过程中，工程可以对每一个构件的情况进行针对性监测和分析。例如在门窗建设过程中，工程可以利用BIM 技术对门窗构件的尺寸、建设方案及材料等进行评估，同时通过相应软件对信息进行处理，并将处理后的信息保存为BIM 信息模型，实现工程建设的可视化。

3.1.2 碰撞评估

在传统的施工方式下，工程施工过程会受到各种限制因素的影响，导致建设过程可能发生结构碰撞等异常，如工程结构可能与水电、暖通等工程管道发生冲突的问题。因此，为了保障工程项目顺利实施，避免出现构件间的碰撞问题，就要积极利用BIM 技术建设智慧工地，基于智慧工地中的三维功能对结构碰撞情况进行模拟，以此实现对各个建设环节的碰撞评估。另外，在利用上述技术的同时还要积极与设计单位进行沟通，充分保障整体建筑工程建设开展的安全性与合理性，确保工程有序完成，保证施工质量达标。

3.1.3 优化设计方案

工程可以利用BIM 技术建立建筑信息模型，然后对各个构建的属性及施工建设顺序进行工程量分析。在明确总工程量与各个施工环节的工程量后，需要确定工期，并在此基础上对设计方案进行优化，同时结合各个工序的工程量，充分融合多种信息数据，帮助工程项目进行成本和建设质量方面的控制。

3.1.4 属性分析

智慧工地建设过程中，利用BIM 技术可以实现对建筑项目模型属性的分析。相关人员可以基于不同的施工建设条件并结合项目施工的各方面标准和要求，对工程需求进行分析。首先，可对日照及照明情况进行模拟分析，确保项目建成后能够满足建筑对日照方面的需求，通过综合性的考量以及方案调整使建设更加合理。其次，可以对能源的使用需求进行分析，对建设各个环节的能源消耗情况进行系统性的统计，最大程度了解当下建筑工程的建设需求。最后，可以通过抗震模拟的方式，全面满足项目的建设实施需求。

3.2 BIM 在施工阶段的应用

3.2.1 施工模拟

在施工的早期阶段，可以基于施工模拟的方式对施工现场的实际情况进行针对性的模拟分析。工程可以利用BIM技术对施工现场进行建模，通过观察建筑三维模型实现对施工现场作业情况、现有设备以及设施实际使用情况进行针对性的模拟分析。同时，还可以在方案设计过程中通过软件对数据信息进行集中处理。

现阶段，对施工模拟进行分析的过程中，还可以对不同施工方案所形成的施工模型进行对比，从施工进度与成本等方面选出最优模型。通过对工程实际进度和设计进度的合理性分析，可以帮助工程全面提升建设的整体效果；通过对各种影响建设进度的因素进行集中分析，可以全面提升设计的合理性。另外，对于工程而言，使用BIM 技术也便于后期调整施工建设方案，实现对工程的动态化管理。

3.2.2 统计工程量

基于BIM 技术构建出的建筑模型可以得到后续不同工序、构件以及时间点中的实际信息，并对每一种材料的工程量做出较为清晰合理的处理。在传统的建设模式下，工程需要通过人工方式进行工程量的计算和分析，而现阶段则是利用信息技术的方式对施工建设所需的各种材料进行加工或者对实际使用的数量进行分析。在工序及时间点的处理上，利用定额分析的方法能够全面实现精细准确的成本控制。

3.2.3 复杂工艺模拟

现阶段，在工程建设过程中，异形钢结构数量明显增多。不同于传统结构形式，这种复杂的建设方式往往会受到传统建设模式弊端的影响，使得建设效率无法提升，同时在很多建设环节也会出现一些问题。使用BIM 技术后，工程可以对各种复杂的工艺和施工技术进行提前的演算与分析，确保最大程度发挥出工程建设方案的建设效果。同时，基于BIM 技术建立智慧工地还可以避免由于施工技术不完善而导致的建设返工问题，不仅浪费了大量的建设成本，而且延后了建设竣工时间。例如很多复杂的建设环节中，施工现场需要预留出孔洞，但是一些项目设计不合理导致预留的孔洞位置不准确，或者有些下料管线的施工安排上也存在一定的问题。因此，可以借助BIM 技术对各种预留和规划内容进行提前验算，以此判断出具体位置的合理性。

3.2.4 优化装饰方案

装饰工程项目的建设开展过程中，往往要基于业务的各方面要求进行工程项目的全面深化设计及分析。传统的装饰方案设计模式下，仅可以展示出建筑的效果图，而在使用BIM 技术后，则可以对建筑的整体情况进行建模分析，从更加直观的角度明确不同灯光、日照以及天气条件下的建设情况。上述方式往往更加具体，能够为建筑施工队伍选择装饰材料和类型时提供参考，能够清晰了解工程建设后的实际效果。此外，使用BIM 技术也便于建设队伍与业主间的沟通交流。

3.2.5 专业化协同管理

基于BIM 技术建设智慧工地能够让各个部门进行高效率的信息沟通与交流，可以确保施工人员在后续的碰撞检测过程中能够及时对信息数据进行集中处理和分析，最大程度避免信息沟通不畅所导致的信息内容问题。同时，利用BIM技术还能避免因专业方面的协同不当导致的建设漏洞。

3.3 BIM 技术在运维阶段的应用

3.3.1 空间管理

以往施工过程中，项目需要对各种建筑材料的编号进行整理，利用文字方式进行统计，以便于了解施工设备、材料空间等信息。但是这样的管理方式显然缺乏直观性和便捷性，管理效果不尽如人意。将BIM 技术运用到工程空间管理过程中，能够实现对消防、照明等系统的针对性分析，从空间角度出发，实现对疏散通道以及各种重要设备的全局掌握，提高管理水平。

3.3.2 设备管理

项目竣工后依然需要对建筑物中的水电暖设备进行定期维护以保障建筑的功能性。传统的设备管理工作需要由人工记录设备使用时间等信息，后期维护管理人员还要对记录的信息进行查询与分析。上述设备管理方式会形成大量的数据图表和文本，因此工作效率并不高。当前工程可以借助BIM 技术平台来弥补传统管理方法的缺陷，对工程进行设备信息的整合与分析，同时也在设备运营、能耗、合同等诸多方面充分保障设备的维护过程，从而实现可视化的管理效果。

3.3.3 隐蔽工程管理

现阶段，工程项目的设计与施工中对很多隐蔽管线的信息了解并不及时，导致在建设过程中影响地下隐蔽工程。因此，为了高效率地进行建筑工程项目建设，必须全面重视建筑工程地线管线的管理工作。例如，可以利用BIM 技术构建地下管线模型并明确具体的建设方式，充分保障在整体建设开展过程中建筑物的每一个建设环节都可以很好地对隐蔽工程进行管理。另外，在二次装修或者工程改进环节，则需要及时对构建的模型进行针对性分析和动态化管理。

3.3.4 节能减排管理

为了满足我国可持续发展的绿色环保建筑行业发展诉求，工程要做好节能减排管理，对各项建设环节的能源使用方面积极运用BIM 技术进行评估，避免造成资源浪费，提高节能减排水平。

4 结语

建筑工程项目开展过程中需要积极使用BIM 技术，建设智慧工地，提升施工建设的整体效率，进而全面提升智慧工地的智能化程度，使施工建设的每个环节得到优化。