BIM技术在大型建筑工程管理中的应用

张大德，谭政，刘峻余

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

计算机技术的不断发展使三维信息技术取得了突破，随着三维信息技术的不断发展，其应用领域也在不断增加。三维技术应用于建筑行业时，可通过对建筑进行三维建模展现建筑的结构参数、形状设计等信息，帮助工程完善项目计划，缩减项目成本，但随着信息技术的不断发展，三维技术不再局限于建立几何模型，展示建筑细节，三维信息技术的出现，使工程项目的规划、管理等任务变得更加的简洁高效，而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）就是三维信息技术在建筑行业应用的标志，该技术的出现，极大地提升了建筑行业的管理规划能力。建筑工程中存在着十分复杂的生产关系及管理关系，往往困扰着建筑工程的监控管理，因此，本文分析BIM 技术在大型建筑工程的施工管理中的应用。

2 BIM在施工安全管理中的应用

2.1 利用BIM技术减少施工安全事故

BIM 技术在施工安全管理中具有实时性较高、动态性较好的特点，不仅可以实现工程项目安全信息的可视化，还可以实现施工进度变化的动态追踪。项目施工的安全问题需要从问题的源头解决，本文对大型施工项目中常见的安全事故发生地点进行总结，如图1 所示。

图1 安全事故发生地总结

图1 中可以看到，目前安全事故发生地较为复杂多变，将BIM 技术与项目安全管控全时期结合可以更好地实现项目事故的预防。大型施工项目的安全管控因素可分为3 类，第一类是人为因素，项目施工中安全事故起因的70%是施工人员操作不当，因此，人为因素是安全管控中的主要因素，若提升施工人员的安全素质，可以极大地提升项目施工质量，并减小项目安全事故的发生概率，安全素质是指施工人员对事故危险的认知，及面对突发情况的处理能力。第二类是施工设备因素，科学技术的不断发展使项目施工设备日新月异，这些设备虽然提高了项目施工的效率，但若操作不当，也会导致安全事故的发生，因此，施工设备的安全管理也是项目施工安全管理的主要问题之一。第三类是安全管理因素，施工现场的安全管理对项目生产十分重要，需要各个项目部门的紧密配合，也是项目施工安全管控的问题之一。

BIM 技术在面对以上3 类问题时，相较于传统安全管理方式有以下4 个优势，可以提升施工安全管理效果。（1）可进行施工安全宣传教育。可利用BIM 技术建立的信息化模型对项目施工操作人员进行安全施工宣传教育，提高施工人员的安全素质以及安全意识，且利用三维信息化模型进行宣传教育可以增加学习的趣味性，避免太过枯燥导致宣传教育效果不佳。（2）便于制定合理的安全管理规范。利用BIM 技术可以针对不同的项目分别制定合理的施工安全管理规范，使安全管理人员可以更加有效地对施工安全进行管控。（3）可以进行施工方案的精细化布置，提过BIM 技术建立的信息化模型可以帮助工程人员完善项目施工布置，优化项目施工细节。（4）可有效提升一线工人的安全操作规范，通过BIM 信息技术平台，可以更好地完成一线工人的设备安全操作管理要求培训，以减少设备问题导致的安全事故[1]。

2.2 安全协调管理

项目施工过程中发生的安全事故种类较多，BIM 信息平台可以帮助解决部分问题，但面对生产人员主观因素造成的安全事故，BIM 信息平台仅能起到预防作用，若要切实有效地减少大型建筑工程中施工人员主观原因造成的安全施工，需要项目各个部门之间可以相互协调管理，促进项目工程信息的交流。大型建筑工程中分工层次、各个部门、一线施工人员数量较多，且施工较为复杂，因此，在项目施工中需要反复在各个部门之间进行信息传递，协调各部门的管理工作，提升部门的管理质量及管理效率。BIM 信息管理平台可以实现项目施工信息的整合及传递，实现各部门的信息共享，提高各工种之间的信息传递效率，从而提升各部门之间的协调管理能力，BIM 信息化技术可以有效提高项目施工现场的组织沟通能力，为各部门之间的协调管理提供技术支持。

3 BIM在施工质量管理中的应用

BIM 技术在施工质量管理中的应用体现在技术较交底、碰撞检测、质量检测、沟通机制、质量数据管理等方面[2]。采用BIM 技术进行交底，可令一线施工人员了解更多的建筑细节，提高交底效率。利用BIM 技术将项目信息整合，即可在施工前利用Navisworks 软件完成项目管道设备碰撞检测，并生成具体的碰撞检测报告。质量检测是将施工人员返回的施工项目图片与BIM 三维信息模型进行比对，并实时提出整顿意见。BIM 技术在建筑行业中应用的最大优势是信息共享、实时传递，采用BIM 技术后，技术人员可以随时查看工程质量状况，并进行整治或上传。大型建筑项目中包含的信息数据较多，这些信息是项目工程质量管理的重要依据，完成收集后，需及时对这些信息进行处理，做到施工前后质量信息一致，BIM 技术可帮助质量管理人员比较工程质量误差，及时提出修改意见或整改措施。

另外，BIM 技术在施工质量管理中的应用还包括以下方面。

3.1 利用BIM技术完善施工质量管控流程

大型建筑工程项目中，各领域的专业种类较多，一线施工人员的职业能力、安全素质等水平差距较大，因此，将BIM 技术引入施工企业，提升该企业的项目质量、项目安全管理能力是一个循序渐进的过程，需要逐步适应，为此，研究设计了基于BIM 技术的施工质量管控流程，如图2 所示。

图2 基于BIM技术的施工质量管理流程

BIM 技术的应用需要选择合适的工程项目，再分析该项目的质量需求，根据项目质量要求，选择合适的BIM 平台及应用，通过BIM 平台及应用建立项目的BIM 模型，之后要求项目主要管理团队在BIM 平台进行协同工作即可。

3.2 利用BIM技术分析施工质量影响因素

BIM 技术对项目施工质量管控的影响，主要是分析决定项目施工质量的主要因素，并对这些因素进行干预控制，从而实现对项目质量的管控。大型建筑施工项目中，影响施工质量的主要因素分为5 个方面。

1）施工人员。一线施工人员的生产质量及生产能力会直接影响项目质量，BIM 技术对施工人员的影响体现在一线施工人员是否可以熟练地应用BIM 信息化模型的各种功能，若一线工人可以充分利用BIM 技术，对施工现场进行完美的模拟，就可以充分发挥一线工人在项目生产中的质量管理作用。

2）对施工设备的影响。建筑施工现场离不开各类机械的使用，这些施工器械是项目进度的基本保证，BIM 技术可以实时检查施工设备操作是否规范，安装是否合理，为项目施工提供最基本的保障。

3）施工材料的影响。施工材料的质量是项目施工质量的基本保障，会决定整个项目的质量，BIM 技术应用于建筑项目后，可以帮助施工方建立直观明确的施工材料库存清单，准确计算各个阶段的材料消耗，在保证项目质量的前提下，最大限度地减少材料的浪费。

4）施工环境的影响。施工环境包括天然环境，作业环境及质量管控环境，应用BIM 技术可以对施工现场进行仿真模拟，预估自然环境及作业环境对施工质量管控的影响，使施工方可以发现潜在问题，并提前制订解决方案，达到有备无患，且BIM 三维信息化模型是具有动态漫游功能的，可以使施工人员了解工程中细节问题的处理方式，帮助一线施工人员更快地熟悉作业环境，制订完善的施工质量管理计划，提高施工质量管控的效率。

5）施工方法的影响。BIM 技术在目前为止，只是一种辅助管理的手段，可以提升管理效率及管理规范，但无法完全取代传统方法，施工方法是由多个流程组成的，BIM 技术可以通过建立施工现场的三维信息化模型，对施工方法进行仿真模拟，为施工方制定项目施工方法提供指导性意见，以提高项目质量的管控水平。

3.3 建立BIM质量管理信息平台

BIM 技术在质量管控中发挥作用时，需先建立建筑项目的三维信息化模型，完成三维信息化模型的建立后，可在项目施工期间进行信息的共享传递，即数据的交换，研究采用了国际协同联盟组织发布的IFC 标准，作为信息交换标准，IFC 标准分为4 个层次，即核心、领域、资源及交互，每一层均具有信息描述能力。基于BIM 技术的质量管理信息平台在工程质量的查询及控制表现在3 个方面，首先是建筑构件的质量管控，其次是施工工艺及施工方法的质量管理，最后是施工质量信息的整合[3]，建筑项目施工好自恋管控信息模型框架如图3所示。

图3 项目质量信息管理模型

建筑项目的质量控制由BIM 三维信息模型、进度计划及资源信息急性控制，建筑项目质量要求由设计要求、验收要求及企业要求共同形成。

4 结语

本文提出应用BIM 技术解决施工安全管理及施工质量管理中存在的问题，例如，利用BIM 技术提升一线施工人员的安全素质，从源头上降低施工安全事故的发生率；通过BIM三维信息化模型分析各因素对施工质量管理的影响，优化施工质量信息管理，提升施工质量管控效率等，可为BIM 技术在施工安全及质量管理中的应用提供借鉴。