浅谈BIM技术在建筑工程施工中的应用

秦放

安徽大禹建设工程有限公司 安徽 蚌埠 233400

引言

BIM技术全称是建筑信息模型，是一种被广泛应用于建筑工程中辅助管理的软件，可以基于建筑工程项目的信息参数构建三维立体模型，改变传统的二维平面图纸模式。BIM技术在建筑施工全过程的应用有效提高了建筑施工管理效率，改变了传统的管理粗放、效率低下的状况。

1 BIM技术的特征

1.1 三维可视化

BIM技术具有建设结构强大的三维可视化，BIM技术主要体现在施工工程管理中。在传统的建设条件下，施工项目的后续设计以待处理的二维设计图为基础，因此容易遇到影响后续施工处理准确性的偏差，BIM技术具有三维可视化的特点[1]。

1.2 模拟性及执行性

BIM技术的高可模拟性和高可执行性主要广泛体现在城市建筑设计各个阶段。在设计传统的建筑设计方案过程中，设计管理人员往往只能通过依赖自身现有设计经验及具备个人较高职业技术素养等条件来重新完成对传统建筑设计方案的整体设计，而在BIM技术的综合辅助之下，设计管理人员将尽可能有效地针对传统建筑方案应用设计过程中极有可能出现的各种状况进行系统模拟。

2 BIM技术在建筑领域的应用价值

建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技术，是实现建筑业信息化、提高施工技术与管理效率的重要方法，有效解决建筑工程传统软件无法处理的问题。从建筑工程施工质量管理的角度出发，对BIM技术的应用展开分析。建筑工程施工是资金投入、资源消耗最大的阶段，质量因素众多，如建筑材料、设计方案、施工工艺、监督管理情况等。建筑工程整个施工质量管理处于动态状态，单个因素或不同因素的组合将带来不同程度的影响，导致施工质量管理相对复杂，协同管理难度大，一旦出现质量问题较难定责，引入新的管理方法与技术势在必行。将BIM技术结合其他新技术（如虚拟现实模拟、网络技术、人工智能等）应用于建筑工程施工质量管理中，可实现项目优化控制与可视化管理，如基于BIM模型实现可视化的图纸会审，有效控制施工图纸质量；通过BIM模型+物联网、移动应用等技术，采集施工现场信息，完成物料跟踪与质量跟踪工作[2]。

3 BIM技术创新应用

通过BIM技术的一般应用，BIM技术本身可以与工程合作，但因为其功能不全面。目前大规模开发的施工结构增加了大型梁板的数量，高模板支撑框架的数量增加，由于高载荷特性，框架变形控制比一般的支撑框架要求更严格。目前，BIM相关软件或辅助开发软件支持模板的框架研究开发，应用程序主要支持模板和支持框架的自动配置、每个节点模型的详细信息、支持框架布局卡等的自动配置，并支持跟踪点的自动位置、框架变形警告等框架变形监控功能。而且，为了监测高模板支撑框架变形，现有的施工技术，通常是实时现场跟踪手动记录数据，使用烦琐的工作过程，数据显示不够直观，监控精度和监控效率低[3]。

4 BIM技术在施工中应用的优势

4.1 提升精度施工准确

传统的建筑施工和设计图纸都采用二维平面模式，不能及时发现设计方案细节方面的漏洞或者缺陷，一般在施工过程中发现这些不合理的地方，或者施工人员因对图纸解读偏差造成失误等会导致工程返工和工期延误，以及施工成本增加。BIM技术的出现提高了设计和施工环节的精度，有利于施工现场的技术交底，避免出现返工现象。三维立体建筑模型能够实现对建筑各方面的直观性和细节化展示，避免了设计误差。

4.2 辅助施工提升效率

建筑项目投资量大属于资金密集型工程，施工过程的每天都会产生大量的人力费用、材料费用、设备租赁费用、贷款利息费用，同时，施工效率低下还有可能造成工期延误，产生索赔，因此，在确保工程质量的前提下，施工进度越快，建筑单位产值就越高，企业受益越大。施工企业会采取相关激励措施鼓励提高施工效率，但是在传统的建筑管理模式下，施工效率已经难以提高。通过采用BIM技术可以对施工过程进行模拟预演，施工单位可以了解施工阶段情况。

5 建筑工程施工中BIM技术的应用分析

5.1 BIM组织架构

面向错综复杂的工程组织架构，借助BIM技术的可视化功能，找出组织架构中的薄弱点并进行优化改进，便于显著提升施工效率。通过运用BIM技术，调整既有的组织架构，简化传统的工作流程，实施全过程施工管理，减少不规范施工行为及设备材料耗损现象，便于为项目决策提供科学依据，对提升项目经济效益也具有积极作用。该项目具有工期紧张、工艺复杂、品质要求高以及交叉作业多等难点，在施工阶段项目部专门设置BIM工作站，设立BIM技术创优办公室，牵头引领综合办公室、安装部门、技术部门、商务部门、安全部门、工程部以及物资设备部等部门，以便更好地组织BIM工作协调管理，统一BIM实施标准，分工落实相关任务，为后续BIM应用奠定良好基础。

5.2 全专业碰撞检查

汇总整合工程各专业BIM模型，在电脑软件中进行碰撞检查，找出不同碰撞点的对应位置与相关信息，从而形成碰撞报告。借助BIM技术分析各个专业管线的净高，确定真实可靠的现场安装数据，便于有效提高施工效率。此外，结合项目管线、设备以及墙体材料等具体情况，明确专业多和碰撞交叉严重的部分区域，实施碰撞检查，可避免因图纸设计失误造成的风险，消除碰撞对节约成本、缩短工期以及避免返工等也具有积极影响，便于确保施工方案的可行性与安全性。

5.3 场地资源优化

场地资源优化是建筑工程施工的重难点。由于本工程工作量相对较大，仅依靠人力进行场地布置所耗费的时间更多，施工周期可能会有所延长。在施工中应用BIM技术，查询相关施工方案与技术标准，据此完成数据采集和信息录入等任务，便于为解决施工现场的布置问题提供可靠依据。具体而言，借助BIM三维场布模型，以三维形式呈现传统平面场布图，直观地表达现场场地布置情况；通过优化场地资源配置，结合工程实际来合理安排施工场地，能够减少二次搬运现象；充分发挥BIM系列软件的优势，借助其场景漫游渲染功能，以图片与视频的形式输出并保存三维场地布置成果，标出易被遮挡的细节，直观展示场地总体的布置情况，以最快速度纠正检测出的问题，有助于提高施工整体质量，保障项目顺利开展。

5.4 施工过程协调性管控

在施工过程协调管理中，通过BIM系统管理平台，严格按照施工设计方案，可实现对各个施工环节、施工工序的协调管控。当前，建筑施工管理不断向精细化管理发展，在BIM系统中，通过模拟各个施工环节，能够实现各环节施工的有效衔接，并且根据施工技术要求协调各施工工序，降低施工作业风险，合理规划施工过程，提高施工全过程的协调性。

5.5 施工质量可靠性管控

BIM模型为施工质量管控提供了可靠依据。在建筑工程施工过程中，通过在BIM模型中对施工全过程进行动态可视化展示，能够为施工人员的实际施工提供可靠依据，包括精确定位建筑构件及预埋件的位置，科学构建各类支护结构，通过施工碰撞检测优化施工设计、施工结构等各项冲突问题等。

5.6 BIM应用体会与反思

通过对BIM技术在建筑施工中的应用分析可知，其在提高建筑工程施工整体效益方面具有显著作用。但是，由于目前我国对于BIM技术的应用起步较晚，经验欠缺，因此在实际应用中还可能出现一些问题，影响BIM技术的深度应用。从实际情况看，BIM技术在建筑工程施工应用中，在各种技术问题方面的应用已经相对较为深入，能够有效保障施工质量、进度及安全，实现施工效益最大化。然而，在建筑施工项目整体统筹管理方面的应用还相对薄弱。建筑工程施工过程涉及开发投资方、设计方、总承包、专业分包、监理方、政府及相关部门等等，各方在项目建设不同时期均承担重要角色。在建筑工程施工管理中，利用BIM实现各方的统筹管理，才能更好地实现BIM技术在建筑施工中的整体应用。

6 BIM技术应用到项目施工技术中的实践

6.1 施工前期

项目施工前期由建模团队、质量审核团队、设计院互相配合、协作，利用鲁班土建、钢筋、安装建模，约15d完成全专业BIM模型构建工作；通过LubanBE（鲁班BIM模型浏览器），实现现场数据与模型的关联。在整个模型构建过程中及时发现各种图纸问题，经统计，土建、安装专业设计缺陷问题分别为186个、50个；施工前完成碰撞检查，发现更多潜在图纸问题，及时完成设计变更，减少后期返工率。

6.2 施工预留孔洞检查

利用碰撞系统集成建筑全专业模型实施综合碰撞检查，定位碰撞点；根据施工图完成初步碰撞检查并输出碰撞报告，同时开展技术交底工作；初步碰撞后，筛选主体施工预留孔洞个数与位置，并输出预留洞报告；利用BIM三维模型对施工班组进行技术交底，明确预留孔洞详细信息与施工要求。

6.3 现场材料质量控制

项目现场施工人员素质参差不齐，导致钢筋施工水平不一，利用BIM技术进行钢筋施工跟踪与检查十分必要。BIM模型中详细记录钢筋信息，包括规格、根数、简图、搭接说明等，现场人员需对现场情况与模型中信息进行及时核对，保证施工质量。

6.4 进度控制

在高层建筑工程施工中，安全问题较为突出，施工风险相对较高，施工技术的科学化、高效化、严谨化应用至为关键。再加上建筑工程自身施工技术复杂，在建筑工程施工的过程中，尤其是大型公用建筑，往往存在阻碍施工进度的问题，导致整体项目的施工质量和施工效率下降。为科学保障建筑工程施工进度符合实际施工规划的要求，应依据具体施工技术原理，对存在的施工问题进行合理化调整，对施工中存在的各种影响因素进行科学把控。基于此，为了减少安全风险，可借助于云数据技术，将建筑工程的施工进度、施工具体计划展现在3D模型上，通过进度控制管理模式，实现对建筑工程施工进度数据的实时对比分析和优化，重点考虑施工进度中存在的延迟现象，不断提高施工技术，优化施工模式，为高效实现施工技术的应用奠定坚实理论基础。同时，在发现有进度延迟后，应及时监督管理，制定进度科学管理的有效措施，并强化督促和监督，促进项目按照原定计划目标顺利开展。结合BIM技术，对施工过程中存在的问题进行把控，如促进虚拟施工环境的优化。

6.5 安全管理中的应用

首先，施工技术人员依据3D模型对虚拟施工中存在的各个施工环节进行细化，加强质量控制，结合可视化管理模式，对施工项目的施工内容和施工技术进行有效还原，对施工项目内容进行优化，不仅有助于提高建筑项目设计质量，同时促进施工现场的安全管理。此外，在本项目建设的信息化管理交流过程中，不仅需要很多的单位参与，同时也可通过应用BIM技术，实现对施工技术的有效开展。

7 结束语

在新的科技时代，以BIM技术为代表的信息技术在建筑业中不断使用。BIM技术的实施可以促进创新的建设技术，降低建设成本，提高建筑效率。同时，建筑单位要有创新感，重视技术改革和创新建设，在建设过程中可以认真研究和学习BIM技术的具体应用，加快相关技术的利用，升级管理模式，通过BIM技术优化企业产业结构现代化，设计科学合理的建设方案，设计跨越式技术。今天，中国建筑产业还没有广泛使用BIM技术，其实施仍然是研究开发阶段，因此，建筑公司要改革和升级各种技术，以促进建筑产业的可持续发展。