BIM在建筑工程管理中的应用研究

文／乔耀飞 南通洋吕铁路开发建设有限公司 江苏南通 226000

引言：

随着科学技术的不断发展，建筑工程施工及管理水平日益提升，BIM 技术作为一种较为典型的信息技术类型，也被应用于工程的精细化管理，对于提高工程施工效率及经济效益具有重要作用。本文就此展开探究，对BIM 技术的应用进行分析。首先，阐述BIM 技术的内涵及特点，其次对BIM技术在施工管理中的应用进行总结，然后结合实例论证BIM技术的应用价值[1]。

1、BIM 的概念

BIM，即建筑领域的信息架构模型，主要指一个完整而具体的信息模型。它可以集成设计工程的整个过程周期，可以使管理的方法更加简单直接，对工程的各个阶段与过程进行整合。特别是利用三维数字技术，模拟建筑中不同的真实数据和信息，为以后的建设和施工创造更加协调统一的信息模型，全面实现设计和施工工作的统一形式，这种形式可以大大降低项目的投资成本，全面保证建设项目的整体质量和进度。此外，在实际应用过程中，BIM 技术主要采用当今时代最新、最现代的IT 技术。基于此技术形式，IT 处理和处理土木工程中使用的数据和信息，并最终创建能够全方面把控土木工程施工全过程的数据模型[2]。

2、在建筑工程管理中应用BIM 技术的特点

2.1 可视化特点

可视化是将BIM 技术应用于建筑工程管理最为突出的特点。可视化就是指建筑工程管理者，通过运用BIM 技术，能够将建筑工程项目的全部信息，以图形、图像的形式在计算机屏幕上显示出来，展现建筑工程在全周期、各个阶段中的数据，进而为工程项目管理工作提供支持。相较于以往的二维建筑工程管理形式，BIM 技术能够显著降低建筑工程管理人员的工作难度，能够以更直观的数据信息，提升建筑工程管理工作的准确性与时效性。在一些较为复杂的工程环节中，BIM 技术的作用发挥得尤为显著，对保证建筑工程管理顺利进行而言具有重要作用。

2.2 模拟性特点

BIM 技术在建筑工程管理中的应用，还具有突出的模拟性特点。具体而言，运用BIM 技术模拟工程施工，能够保证施工者在后期施工中准确、安全地完成操作，让施工人员的操作过程更加顺利，实现对一些会干扰工程顺利施工的问题的提前预知、主动规避，这对于提升工程施工的效率与质量而言具有重要意义。

2.3 协调性特点

BIM 技术在建筑工程管理中的应用，还具有一定的协调性特点。这里的协调性指的主要就是能够对工程项目在现场的施工过程实施预先的调节，运用BIM 技术，完成对建筑项目的提前监测，模拟建筑施工的多种情况，得到工程项目模型。目前，我国建筑工程的规模越来越大，在多种高新的科学技术被引入后，工程的复杂程度越发提升，建筑企业为保证每个部门与工作人员的工作价值能够最大化发挥，就应当重视应用BIM 技术提升工程管理的协调性，实现对工程管理中可能存在的冲突与矛盾的预先控制，让不同部门的工作人员能够通力合作，进而提升工程建设的效率与质量。

3、BIM 技术用于建设工程管理中的应用价值

现阶段，建设工程项目管理主要基于建设过程的全生命周期开展，将工程项目建设过程划分为决策规划、勘察设计、施工和竣工验收等关键环节，针对每一环节分析管理风险并制定具体的管理措施，在项目实施过程中逐一落实。传统的建设工程项目管理主要基于二维施工设计方案和图纸开展。BIM 技术最主要的特点是摆脱了几何模型束缚，在模型中承载更多的非几何信息，如材料耐火等级、构件造价、采购信息、质量等一系列扩展信息；可以模拟建筑设施的一些非几何属性，如能耗分析、照明分析、冲突检查等；可以基于时间维度利用施工数据对工程项目甚至整个建设过程进行三维可视化建模，通过对模型的分析和演算实现项目建设风险分析，进行有效控制和管理。利用BIM 技术进行工程项目建设全周期过程管理，可以在决策阶段计算整个项目的工程量，为最优施工方案的选择提供支持。在设计阶段，可以利用三维模型科学分析工序技术的可行性，开展仿真验证工作；在施工阶段，可以对施工过程中出现的问题在数字化模型中进行推演，针对影响因素逐一进行排查，确定工程项目建设质量的影响因素；在竣工阶段，可以快速获取工程技术数据，为进度、成本和质量控制以及验收管理提供技术支撑。

4、存在的缺陷及不足

BIM技术的使用尽管为建筑工程施工管理带来很多便利，但仍存在不足，主要表现为信息存储占用空间大和信息安全两个方面。（1）BIM 虽然功能多，但同时占用存储空间大，仅是施工阶段产生的数据量就可以达到十几甚至上百吉字节，这对计算机的选择和使用也产生了一定要求，要想运行BIM软件，必须选择高配置高效能的计算机。在同一台计算机上打开多个BIM 文件也会产生很多问题。（2）在信息数据泄露屡见不鲜的今天，BIM 技术的信息存储是否安全也是值得重视的问题。

5、建筑工程管理中BIM 的应用要点分析

5.1 安全管理方面的应用

建筑工程安全的管理状况，决定着人员安全、设备安全和工程管理水平等。因此，在对建筑工程安全方面进行科学管理的同时，仍然需要重视BIM 技术的应用。以此来促使管理过程中技术的发展，从而达到计划有效的实施效果。具体表现为以下方面。（1）为了降低作业计划中的安全事故发生率，达到建筑工程安全的管理要求，需要在BIM 的支持下，通过对建筑工程现场施工的情况去进行安全，管理等方便的综合考虑，通过构建数据模型来对工程建设全过程进行科学分析，从而找出安全隐患。（2）通过对作业人员的区域定位分析，实时实地监督工作人员的操作行为，避免安全事故发生，由此也可以丰富安全管理中所需要的参考信息。

5.2 在场地分析中的应用

在实际的建筑工程建设中，对工程方案的设计，以及工程的施工质量通常都会受到施工现场情况的影响，因此有必要在工程建设的前期环节，完成对施工场地的勘察与分析，而这是一项相对复杂、涉及技术繁多，对工作人员的专业素质具有一定要求的工作。例如在对施工现场的参数展开分析的时候，如果工作人员的专业素质不高，就有可能出现重视定性分析、忽视定量分析的情况，为后续的工程建设带来一定的问题。而应用BIM 技术就能够将上述问题有效避免。具体而言，将BIM 技术应用到场地分析阶段，能够将定性分析与定量分析结合在一起，通过定位系统将施工场地模拟化，进而为工作人员分析各项场地数据提供一定的支持，提升工程施工规划设计的合理性。

5.3 在方案设计中的应用

运用BIM 技术不仅能够模拟出建筑工程的模型，还能够反馈出建筑工程的施工效果，因此在建筑工程方案设计环节中，设计人员可以运用BIM 技术模拟建筑工程的施工情况，调整设计参数，让建筑工程方案设计更加科学合理。特别是对于那些施工环境较为复杂的建筑工程项目，工作人员可借助BIM 技术，以及建筑物的形态，设计出多种不同的施工方案，通过几种不同施工方案的对比，得出最优化的方案，这能够提升建筑工程方案设计的科学性与合理性，为后续的工程施工工作带来有力的参考。

5.4 BIM 技术在工程造价中的使用

BIM 技术之所以能在工程造价中被广泛使用，主要是基于其信息共享和透明。在项目施工中各建筑主体都共用同一个BIM 建筑模型，很容易获得建筑的各类数据，拥有工程造价中需要的建材信息、构建信息等。除此之外，还可以采用线条式对构建信息进行信息化管理，通过三维建模可以将各个单元的造价信息展现出来。BIM 软件计算的造价和手工运算方式结合可以准确预估建筑建设完成时所需要的造价，也容易中标，值得在工程造价中广泛运用。比如，使用BIM 土建模型算量对建筑进行造价预估之前，可以先新建一个单位工程，根据图纸信息将工程中的建筑面积、地面标高、地震等级等基本信息输入软件，接下来处理具体图纸，将标准层、底层和顶层的梁板柱等构件按照构建要求进行绘制，再将全部构件绘制完成后重新检查自己的模型是否与图纸要求相符。没问题后可以直接进行软件的造价计算，软件算好后将计算稿导出与自己的人工计算稿进行核对，可以很快发现计算中存在的问题，及时进行调整，保证预估造价的准确性。不仅是土建软件，在钢筋算量中也同样适用。

5.5 在物料控制方面的应用

在建筑工程管理中，建筑材料不仅决定着工程的成本，也决定着建筑工程的质量。从资金成本的角度来看，BIM 技术可以对项目的各种材料数据信息进行分类归档，而源自BIM 平台软件的材料控制系统可以自动同步材料成本、规格、质量等信息。确保材料的基本质量符合施工要求，避免因成本投入过多造成资金浪费。从建设工程质量的角度来看，BIM 技术对不同类型的材料采取不同的管理和维护方式，以减少因储存不当造成的材料损坏，而BIM 平台软件则可以不断完善材料管理的相关控制流程，进一步减少了施工过程中的经济损失。

5.6 在进度管理方面的应用

在建设项目管理中如何处理好施工质量与施工进度的关系，是所有管理者面临的重大课题。BIM 技术通过监督和管理两个方面有效防止工期延误的施工事故。首先，BIM 技术可以及时监控施工现场所有施工人员的工作状态，从而划分清晰的施工责任区间，合理拆解整个环节的所有施工项目，不仅消除了工人的问题，又能够对施工进度进行调整优化；其次是为了提高施工方的施工效率，BIM 平台软件对所有施工信息数据进行研究分析，当施工过程中发生事故时，BIM平台软件还可以根据施工计划及时调整，大大减少工期延误的发生。

5.7 质量管理方面的应用

建筑工程质量问题是否有效取决于其潜在应用价值和寿命是否延长等方面。因此，在加强其质量管理，优化及管理工作方式的过程中，需要对BIM 的应用过程中的因素进行全面考虑。对此，要做到以下几点。（1）通过对材料设备等要素信息的采集及整合利用等去了解工程质量状况，并处理其中的不良因素，保证建筑工程的质量，进一步提升科学管理的技术水平，从而完成BIM 支持下的建筑工程质量管理。（2）工程管理人员需要对BIM 科学运用方面进行深入思考，通过到对信息的高效利用，实时监督和管理工程进度，对建筑工程质量进行高效管理，以避免其发生质量问题，从而达到长效发展的目的。

5.8 BIM 技术在项目勘察设计阶段的应用

勘察设计阶段包含工程项目建设的较多基础性工作，如地基处理、施工方法选择、施工初步设计等。这一阶段的工作内容多由专业技术人员完成，BIM 技术可以为其沟通、交流、协调提供便捷。进行工程项目勘察设计时，地质勘察单位提供基础的地理构型数据信息，建设方基于此对整个工程项目的建设情况进行初步三维建模，地基设计人员可以利用三维模型计算土层的承重力，根据计算结果选择夯实方法。机电、水暖专业人员可以在三维模型中进行各种管道线路的布局，发现管线走向或者位置发生冲突时，及时进行沟通协调，避免在施工过程中发生“碰撞”问题，降低重复建设的风险隐患。

5.9 BIM 技术在项目施工阶段的应用

项目施工阶段主要是根据施工图纸进行工序实施，传统的施工图纸是二维的，只有建筑物的数字信息，使用不便，实时更新性不强。在施工过程中发现设计偏差时，需要出具施工技术更改通知单进行单独修正，不便于在施工原图上进行修订。建设方利用BIM 技术构建的三维模型可以在施工过程中根据工序进展顺序和完成程度进行补充和完善，始终确保BIM 模型对未完成工作具有指导性、对已完成工作具有数字复现性。参建各方可以根据模型进行施工进度与计划的对比，进行施工成本核算，提前辨析质量控制风险点，制定应急预案。

6、在竣工管理中的应用

在工程竣工环节中应用BIM 技术，也是将BIM 技术应用到工程管理中的一个重要方面，能够实现对工程竣工中各项内容的可靠分析，例如能够解决工程的遗留缺陷、能够优化工程的验收流程、能够以信息化的数据呈现工程项目，等等，以此实现对竣工验收内容的全方位控制，有助于工程竣工阶段效益的进一步优化。甚至对于工程在后期阶段中的维修、运营，应用BIM 技术也具有一定的优势，能够让维修工作更加准确、可靠，让建筑工程的运营更加稳定。

7、智能化对BIM 技术的改进分析

BIM 技术与传统工程项目管理技术相融合，在建设过程的质量、工期和成本管理中取得良好的应用效果，提高全寿命周期管理的效果，大幅度提高施工效率。智能化是当今时代发展的主题，各种先进智能算法最大限度发挥了硬件系统的功能，也能够对BIM 技术以及工程项目建设管理产生促进作用。（1）可以利用智能控制算法的预测功能对BIM 技术进行改进。智能算法的理论基础是大数据分析，可以根据当前采样点获取的数据对特征进行分析、聚类，对后续发展趋势进行预测。利用BIM 技术可以对建筑工程项目进行三维建模，基于模型可以预判质量风险隐患，根据智能算法的预测功能，可以对辨识的风险隐患发展趋势进行预测。根据预测结果制定风险隐患消除措施，减少消除措施中的冗余项目和风险防范开支进而降低工程项目建设成本。（2）在BIM 模型中嵌入硬件设备可以增强施工过程的演示效果[3]。

结语：

综上所述，在BIM 技术的支持下，通过科学管理，不仅能够全面提高相应管理工作的效率和质量，还能够实现成本最低化和效益最大化，从而为建筑工程的科学管理提供专业保障，因此，未来应给予BIM 技术更多的关注，在提升管理水平和管理方式的过程中，确保相应管理计划实施的有效性，在其技术手段的基础上，可以使建筑工程处于良好的建设状态，有利于扩宽其科学管理方面的工作思路。因此，为了更好地运用BIM 技术，政府有必要制定统一的标准和指南，实现数据和信息的互联，逐步完善BIM 信息平台，保证BIM信息的安全。同时，高校也应该开展BIM 相关课程，培养专业人才，实现校企的有利结合[4-5]。