BIM技术在建筑设计管理模式中的应用

顾澍雯

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司 广东 深圳 518000

1 BIM技术给建筑领域带来的变革

1.1 虚拟施工，有效协同

现代建筑物的建造程度越来越复杂，已大大超过了建设过程中参与人员本身的能力极限。借助BIM技术可根据施工的组织设计模拟实际施工情况，管理者通过模拟可直观地将施工计划与实际进展情况进行对比，便于设计方、监理方和施工方全面掌握工程建设全过程中出现的各种问题和情况，从而制定出合理的设计及施工方案，大大减少建筑质量问题、堵塞安全漏洞，减少返工，起到加强质量管控的目的。

1.2 三维渲染，动态展示

BIM技术实现了在原有平面图像的基础上对数据信息的立体化转变，是从平面到立体的突破，给人以三维的视觉体验，便于人们对建筑工程从整体上进行把控。这跟传统意义上借助于平面施工图纸对施工全过程进行管理的模式来说是一个全新的概念。BIM技术利用其所具有的渲染功能，可实现对将要建设的建筑物宏观方面的立体渲染功能，为专业人员制定科学合理的设计规划、精确可行的施工方案，并提供各环节全过程数据和技术支持[1]。

1.3 精确性高，减少浪费

传统的施工模式很难实现精细化管理，根本原因在于无法快速获取大量的工程数据，致使管理人员只能靠经验制定施工计划并进行施工管理。而BIM的出现可以让相关管理条线快速准确地获得工程基础数据，为施工方制定详细、可行的施工计划提供精确的数据支撑，极大减少仓储、物流、资源等环节以及人力、物料的浪费，从而达到节约成本的目的。

1.4 协调性强，避免碰撞

避免或减少冲突是建筑行业的重点协调内容，在共同设计建筑物时，常常出现因不同专业设计师之间的沟通不到位，而出现设计相互碰撞的状况，且大多设计上的问题都是等出现后才能进行解决。利用BIM的三维技术在前期就可以进行碰撞检查，通过碰撞检查优化工程设计方案，避免在建筑施工阶段可能存在的错误和返工的可能性[2]。在进场施工前，施工人员可以利用模拟优化后的管线方案，进行施工技术交底，通过施工三维模拟，对施工过程有一个直观印象，大幅降低施工过程中出现问题的概率，从而提高施工质量。

2 BIM技术支持下的建筑工程管理要点

2.1 成本管理

在建筑工程管理工作中，成本管理同样重要。管理人员借助BIM技术，能够明显提高成本管理效果。在项目开工前期，管理人员应用BIM技术建立项目三维模型，对工程量进行准确推算，掌握工程施工的材料用量，然后通过将其与计划方案的工程量、材料用量进行比对来把控材料的采购情况，从而实现成本有效管控。由此看来，有了BIM技术的支持，管理人员能够有效控制工程造价，避免不必要的经济损失，进而有效提高项目的经济效益。

2.2 安全管理

安全管理是建筑工程管理的基础。由于建筑工程施工需要大量的人员、机械设备等资源，并且会受到施工工艺、施工现场环境等因素的影响，所以安全管理风险始终存在。管理人员可应用BIM技术，将施工中可能出现的安全风险因素以可视化的形式展现出来，再按照危险程度对风险因素进行标记，从而提高施工项目管理安全性[3]。此外，管理人员还可借助BIM技术中的智能监控、定位、数据分析等功能，实现对施工全过程的安全管控。

2.3 施工进度管理

项目施工进度管理效果的高低直接决定项目能否按期完工。管理人员可借助BIM技术，基于建筑信息模型，查看项目的设计方案、资源等参数，然后按照施工时间顺序，推算出项目的完工日期，并以关键工序为节点安排施工进度。如果各节点的施工无法按时完成，那么系统就会发出预警，此时管理人员通过查看实际施工进度与预估施工进度的差异，找出原因，进而就能够进一步优化进度计划。可见，有了BIM技术的支持，施工进度管理将更加合理与协调，建筑工程项目能在规定时间内保质保量完工。

2.4 质量管理

建筑工程项目的质量管理效果，会直接影响建筑的使用价值。因此，管理人员要重视质量管理工作，并对质量管理工作的方式进行优化。一方面，管理人员要根据BIM系统中的固有信息与更新信息来了解项目的质量情况，处理潜在的不良因素，进而提高建筑工程质量；另一方面，管理人员应结合以往不同类型建筑项目的施工管理经验，找出质量问题高发环节，并将该环节设置为质量管理工作的关键点，在BIM模型中进行重点标记，进而有效保障工程的施工质量。

3 BIM技术支持下的建筑工程管理方法

3.1 勘测设计阶段的管理

在勘察设计阶段，管理人员需要完成大量与施工相关的基础性工作，涉及地基处理、施工组织方案制定、施工工艺选择等，这些工作大多由专业技术人员来开展。在开展工程项目勘察设计工作的过程中，管理人员需要收集施工场地的地质数据信息，并基于这些数据，应用BIM技术进行三维建模，然后基于三维模型推算出土层承重力，并依据推算结果优选夯实方法。而对于机电、暖通、水管网等设计工作，管理人员应基于三维模型对各类管道线路进行布局设计，在此过程中，一旦发现管线走位冲突问题，就要及时与其他环节的施工人员进行沟通，以避免后期施工中出现“碰撞”问题，从而降低施工设计变更风险发生的概率。

3.2 在计划决策阶段实施的管理办法

在规划决策阶段，管理人员通常会先收集地质勘探数据以及业主建设意图等信息，然后结合项目实际情况进行可行性分析，进而初步确定项目的投资规模，草拟项目建设方案。传统的可行性分析方法对各项数据的整合力度、利用效率都偏低，导致分析结果缺乏合理性。而管理人员通过应用BIM技术，能够快速且全面地分析收集到的数据信息，进而将其有效应用在项目规划当中。例如，在超高层建筑工程项目建设规划决策阶段，管理人员需要综合考虑项目施工所在区域的风力、风速等因素对建筑物的影响，尤其是在条形建筑工程项目中，更要着重考虑这些影响因素。在规划决策阶段，管理人员应用BIM技术时，可首先根据建筑物的规格、尺寸数据进行外观建模，其次把在施工现场监测到的风力、风速等参数输入到模型中，并分析建筑空气流动性能，最后通过模拟外界环境因素对建筑物的影响来检验建筑物的力学性能，进而初步判断其几何外形适应性[4]。

3.3 建设期管理办法

在施工阶段，管理人员要严格按照施工设计图纸开展作业，并且应用BIM技术实时完善三维模型。这样，施工过程中出现的施工变更能直接通过模型直观反映出来，从而保证管理的时效性。同时，管理人员也要基于模型对施工进度、计划进行对比，做好造价成本核算，辨别质量管理的风险关键点，从而制定相应的管理措施。例如，在某商场地下停车场项目的施工阶段，管理人员可借助BIM技术生成三维模型，直观呈现出停车库中承力柱的分布情况，并依据承力柱的布局合理划分停车位，将无法划出停车位的区域设计成自行车位、垃圾桶、消防栓等的放置区域，从而实现空间资源的高效利用。此外，管理人员还可通过BIM模型对排水管道进行合理布局，然后模拟不同降雨量对管道连接部位的冲击情况，进而优化防水措施，提高管道的防水能力，避免后期使用过程中出现明显渗漏。

3.4 工程竣工验收的管理

在竣工验收阶段，管理人员的主要工作是对项目的建设质量进行检查，重点检查施工质量、建设工期、造价成本控制等方面。一般情况下，建筑工程项目的外观建设质量、明装管线布局等方面的检查难度较小，但是地基处理质量、暗敷管线等方面的检查难度非常大。而管理人员应用BIM技术，就可以随时调出项目的施工三维模型，更直观地检查隐蔽工程的管线布局、地基处理质量等情况，从而全面掌握项目的建设情况，为竣工验收工作提供帮助。此外，在项目竣工后，管理人员还能应用BIM技术将所有的项目建设信息进行汇总，并上传至资源共享平台，为运维人员提供信息查询服务，这既能够提高使用业主的满意度，又能够对设备资产进行跟踪与维护。

4 BIM技术在建筑工程管理中的应用

4.1 BIM技术在建筑工程设计阶段的应用

（1）精确的设计视觉化

利用Revit建模生成的3D模型，予以视觉化表现，并能实现视图与实际尺寸一致。BIM技术的可视化功能可将审图工作前置，改变了传统二维平面图纸的抽象性不足。通过BIM技术建立三维模型，能让建筑工程的管理人员看清楚建筑实物的形状和尺寸，帮助工作人员在施工活动开展前即能够对建筑的整体效果与外部形态形成直观全面的了解，更加形象直观。

（2）模拟施工过程

BIM技术可随时显示建筑物和基地的样貌，通过可视化的三维立体模型。BIM工作小组依据BIM模型，对施工图进行审查，及时发现图纸绘制问题，并形成问题报告反馈给设计院。通过三维模型的展示，能直观表达会审意图，提高参与人员对讨论图纸的辨识度，从而提高图纸会审效率。在利用Revit的建模过程中，会对每一构件赋予楼栋号、楼层、构件类型及序号、截面尺寸、混凝土等级、标高等信息，模型使用者对构件的信息一目了然。

4.2 BIM技术在建筑工程施工阶段的应用

（1）加强精益建设技术的贯彻

BIM技术不单是三维建模技术，BIM信息也不仅是三维模型信息。而是利用三维信息+属性数据+管理数据的组合，起到将实体信息化、数字化，真正对应某一实体单元的作用。BIM技术利用程序对信息进行处理和管理，将信息化、数字化处理后的结果用于指导施工、服务施工，这样不仅可以降低现场物料库存的需求，避免不必要的精力浪费，并可确保施工人员、建筑材料和设备准时运达，优化时间成本。

（2）同步设计与建设的采购

完整的BIM模型会按设计要求提供所有（或大部分）物件和材料的准确数量，施工方可以此作为采购的依据发送给供应商和分包商。BIM技术的应用还可以做到分区域、分阶段统计材料和物件的用量，一次计算到位，一次运输到位，避免二次采购，节省运输成本，助力加快施工进度。

（3）优化安全文明施工方案

利用BIM技术中的施工进度仿真功能，将施工时间信息与空间信息进行整合优化，并与4D模型相融合，施工方即可从宏观层面直观地对建筑施工全过程进行观察与分析。利用BIM技术创建的模型，可在施工过程中的洞口、临边、电梯井等存在安全隐患的位置布置安全围栏，在进场施工前，对施工人员进行安全教育，形象又直观，加深施工人员对危险区域的印象，减少施工安全隐患。

4.3 为精确化施工提供数据支撑

基于建立的BIM三维模型及搭建的各种临时设施，可在进场施工前对施工场地进行优化布置，合理安排库房、塔吊、加工厂地和工人生活区等位置，使施工场地各区域划分更加合理、施工现场布置紧凑便利、施工道路畅通、从而达到场容整洁、文明施工及防火安全各项要求得到较好落实的目标。

（1）为解决对量过程中易漏项、查找难等问题，可利用BIM模型根据空间相对位置建立起对比关系，实现构件、楼层、图元等工程量对比，分析量差产生的原因，提高结算工作的效率。成本预算部利用已建好的Revit模型，结合Revit to GFC插件导出gfc格式文件，导入到广联达量筋合一软件中，减轻了预算员的重复建模的算量及工作量，使得预算员有更多的精力致力于现场成本管控，真正达到一模多用的效果。

（2）BIM5D砌体排砖限额领料，减少二次搬运，通过自动排砖功能，精确计算出每层砌块用量，可以精确到剩余砖量在5块以内。利用计算数据定点投放，根据墙面位置投放砌块，以节省砌筑时间。统筹砌筑，减少建筑废料，施工工人还可结合细分投料数据，合理安排砍刀数，增加建筑材料的利用率[5]。通过BIM排砖功能，形成从审核到砌筑再到检查的闭环式质量管控过程。提高信息化管理水平，可有效控制潜在风险，降低二次搬运风险，节约施工成本。

（3）利用BIM5D，对二次结构填充墙进行排砖及优化，输出排砖图纸指导施工，同时出具采购量清单，对施工全过程进行动态模拟。利用工程BIM模型，结合工程计划以及工程成本信息，可便捷掌握任意工程时间段的工程建造情况，以及物料和资金消耗情况，为施工过程中各个环节及时提供精确的进度、物资、成本等数据。

（4）总计划和月计划用斑马进度计划编制，通过关键线路进行总工期和月进度控制。

（5）模板和脚手架作为过程措施材料，具有周转性高的特点。“高效周转”“零库存”直接等同于高效益。模架软件提供了精确的材料统计用量，为项目部物资材料管理部门、商务部门以及现场管理部门解决库存积压、材料浪费现象提供统计工具和基础。洋房和叠墅客厅设计为中空，层高高达6.4m，属于较大危险源分部分项工程。利用广联达模架设计软件对客厅的模板脚手架方案进行安全验算，出具安全计算书，起到为现场施工提供安全技术保障的作用。

5 结束语

综上所述，目前，BIM技术因其具有可视化、灵活性等优点而被广泛地应用于施工现场。利用BIM技术，管理者可以建立起一个三维的立体模型，使施工过程中的各个环节都能以动态的方式呈现，便于管理者调整决策、设计、施工等方面的决策，并使各个部门共同努力，确保施工的顺利进行。