BIM技术在工程施工中的应用分析

庄春燕

（厦门中联永亨建设集团有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

国家大力推动数字化建设过程中，建筑施工行业也面临数字化转型，BIM 技术可为施工企业转型提供技术支撑。BIM 技术作为新型数据处理技术，在强化施工管理，提高施工质量，降低成本投入方面发挥了重要作用。其图纸会审、场地布置、深化设计等相关功能为当前工程施工过程中的技术管理及质量控制提供强有力的支撑。因此，为全面提升工程施工质量及效率，强化成本控制效果，对BIM 技术在工程施工中的应用作进一步的研究是十分有必要的。

1 BIM技术优势

1.1 三维可视化

BIM 技术提供了可视化的呈现方式，将以往平面的对象以立体的方式展示，尤其对于复杂的构件更易于表达。可视化的结果可以让项目在工程建设的各个阶段包括施工阶段的沟通更加有效，沟通过程更加清晰。

1.2 协调性

科学利用BIM 技术的碰撞检测功能，能够及时发现各专业之间存在的碰撞问题，协调各专业之间的不匹配或不合理之处。

1.3 信息集成

BIM 技术能够将几何信息与非几何信息集成完整的信息模型，如把材料的检验信息和耐火等级，构件的采购和造价信息等赋予相关联的三维模型中，且能够在各方单位共享传递，为项目施工管理与决策提供很大便利，提升数据资料管理能效。

1.4 可模拟性

可针对施工规划、施工方案或复杂工序进行预先模拟，科学合理的选择最优或适用的方案。

1.5 工程量计算

通过模型自动计算工程量，提高了工程量计算、成本核算等相关工作的便利性和准确性[1]，能够有效加强对于施工过程中材料、人员、设备等方面的管理，实现资源合理分配。

1.6 可出图性

BIM 技术除了可以进行传统的平、立、剖及详图的输出外，还可以输出BIM 应用方面的图纸，例如：碰撞检查后出具不同专业间的碰撞检查报告，碰撞检查修改完毕后出具管线综合排布图，砌体深化设计后出具排砖图。

2 BIM技术在施工应用中的主要问题

2.1 BIM相关标准规范尚未完善

近几年，国内及地方虽然已发布一些BIM 技术相关标准，但对参与各方的权利及义务尚未有明确界定，标准的实用性及可操作性还有待验证和考究，BIM 技术相关法律法规系统还未完善。

BIM 技术标准是让信息与数据在项目施工的各个环节、各专业、各单位之间，顺利、高效地传递的关键。要有全面的、可靠的、相互关联的BIM 技术标准体系，这样才能发挥BIM技术的最大价值。

2.2 BIM技术人员缺乏

BIM 技术人员需要两方面的素质：一方面，对BIM软件能熟练应用，另一方面，需要自身有一定的工程经验。能够快速掌握软件的技术人员有很大一部分缺乏现场工程经验，而工程经验丰富的技术人员往往软件操作能力较弱，兼具两方面素质的BIM 技术人员明显不足。

现阶段许多施工企业对于BIM 技术仍持观望态度，这也导致BIM技术学习的能动性不足。

2.3 BIM软件成熟度不够

目前国内BIM 软件公司通过对国产化产品的支持和配套技术服务，取得了良好的效果，但由于软件研发所需投入巨大，软件研发深度不够，部分应用还难以达到预期效果。在各个阶段中，针对各种应用点，采用多种不同BIM 软件,如Revit、Tekla structure、Navisworks、Civil 3D、ArchiCAD 等等，各种软件数据格式不同，软件之间转换互通性较差，加大了BIM技术的应用难度。

3 BIM技术在工程施工中的应用分析

3.1 图纸会审

传统的图纸会审往往需要各相关单位花费大量时间及精力研读各专业的平面图纸，而BIM 技术的科学运用能够实现对设计方案的可视化展现，建模过程中便于发现如结构图与建筑图中构建位置不一致等问题；并可通过碰撞检测进行全面审查，各专业之间存在的不匹配问题能够一目了然，碰撞检测出的问题分为两类，如表1所示。

表1 碰撞分类

运用BIM 技术能够更加快速、准确去识别图纸中的问题，有效规避实际施工过程中的问题，从而避免返工，以此确保施工过程顺利，最大程度上强化施工质量控制，这对现场施工有着很重要的意义。

3.2 场地布置

采用平面布置，容易忽略三维空间上的问题，如塔吊吊运路线与其他塔吊、在建工程与周边环境等的冲突。在项目建设之前，根据场地的特点和施工所需，提前建好场地的BIM 模型，对场地进行合理的布置，避免施工后由于场地布置不当而引起的交通堵塞和施工不畅等问题。

运用BIM 技术可以快速计算出施工作业面积，合理规划现场材料运输空间，准确模拟临时性建筑物位置，细化交通线路和管线安置，提高施工场地利用率，在保证现场作业安全进行的同时，避免不合理因素的出现，降低了现场交叉作业的负面影响[2]。

3.3 深化设计

运用BIM 技术结合设计图纸及施工现场实际情况进行深化设计，更合理地指导现场施工，降低施工难度。深化设计主要包括土建结构工程、钢结构工程、幕墙工程、精装修、管线综合排布等等，表2 以某工程钢结构深化设计及幕墙深化设计成果为例进行说明。

表2 深化设计成果

通过BIM 技术对复杂节点进行深化设计，提前对重要部位的安装进行动态展示、施工方案预演和比选，从而更加直观地展示施工意图，避免返工。

3.4 工程量统计

在实际应用BIM 技术的过程中，系统可根据三维模型，自动展开工程量统计以及施工材料数据的提取，将工程施工所用的材料快捷地统计出来，并通过可视化图表的方式输出展示，为后续材料的采购、成本的核算等提供便利，有效提高工程量统计和计算分析的效率。同时也避免传统人工计算模式下，可能带来的数据准确性、完整性不足，计算失误等方面的问题，提升工程量统计的全面性以及可靠性。

此外，BIM 技术的工程量统计功能还能够有效解决工程施工过程中材料监管不足的问题。在实际工程施工时，通过BIM 技术能够对施工材料用量、剩余情况等进行实时统计，帮助管理人员充分了解施工材料消耗情况，同时将施工进度与材料消耗量有机融合，为后续材料的采购和存储管理提供可靠数据支持，在保障材料供应及时的基础上，最大程度上减少材料积压，减轻工程施工成本压力。

3.5 可视化交底

交底环节是工程施工中的关键步骤，对于工程建设效果、施工质量等有着直接的影响。通过BIM 技术中的三维模型，为施工人员全方位展示设计内容以及相关标准要求，明确不同环节应用的技术手段，确保设计意图能够充分传达给施工方，保障技术交底效果。尤其是针对新技术的应用，传统二维交底方式难以达到良好效果，BIM 技术下的可视化交底，为施工人员模拟施工工艺流程，展示技术操作动画，促使施工人员更好地学习，了解相应技术措施，既能够提升实际施工效率，保障交底效果，还能够促使施工人员更好地按照相应技术规范和要求实施作业，有助于提高施工过程的规范性，在保障施工质量效果方面有着良好的作用。

3.6 施工工序管理

施工过程中，难以避免会出现交叉施工情况，BIM技术的应用能够将施工工序之间的关系和影响充分展示出来，有助于管理人员合理进行施工安排，强化进度控制，实现不同专业之间相互协调，同时还有助于规范施工过程，最大程度上规避各类施工问题[3]。

3.7 三维扫描

BIM 技术运用高速激光测距，能够得到瞬时空间三维坐标，然后通过空间点云数据的获取，可进行三维模型的构建。相较于传统测绘技术而言，三维扫描技术的主要特点和应用优势就是快捷、简便，而且测得的结果更为精准真实，能够为后续工作的开展提供可靠数据信息，在提高工作效率，保障工作质量方面有着良好的效果。此外，三维扫描建模技术的科学应用，能够在工程施工建设的全周期范围内，得到精准的数据信息，并能够以此构建相应数字模型，实现工程实施过程中数据信息的同步采集和归档处理，可用于图纸设计、施工协同以及现场管理等多个方面。

4 结束语

虽然目前BIM 技术在实际应用中仍存在不足，但不可否认，其在工程施工中逐渐发挥着不可替代的作用。BIM 技术在工程施工中的应用主要体现在图纸会审、场地布置、深化设计、工程量统计、可视化交底、施工工序管理、三维扫描等方面，不仅能够为各参与方之间的沟通交流提供良好平台，实现数据信息的共享，更全面审查图纸问题，合理进行场地布置，提升图纸深化设计效果，而且还能够自动进行工程量的统计和运算。此外，在可视化交底以及工序管理方面也发挥着重要作用，对于提高工程施工质量、效率，强化成本控制等方面都有着积极意义。