BIM 技术在建筑工程管理中的应用分析

李继伟

（贵州建工集团第七建筑工程有限责任公司，贵州 贵阳 550000）

0 引言

随着建筑行业的快速发展，建筑项目规模日益庞大，结构、工艺的复杂性也在持续增加。这给传统建筑工程管理模式带来了许多问题和挑战。例如，依靠人工管理的低效率难以满足日益复杂的项目需求；二维图纸使不同专业之间信息无法有效共享；工程数据隔离造成重复收集和重新录入，降低了工作效率。如何实现建筑工程管理的信息化、数字化、智能化已成为亟待解决的问题。BIM 作为一种新型的数字化建筑工程技术，通过构建包含项目全生命周期信息的三维数字化模型，实现了建筑工程管理的信息集成[1]。BIM 不仅涵盖了建筑物的三维几何信息，还增加了建筑材料、构件、设备以及项目周期的四维信息。各专业基于统一的信息模型进行协同工作，打通了建筑工程管理各阶段的信息孤岛。BIM 技术在建筑工程管理中的应用，对于提高工作效率、优化管理决策、控制项目质量和节约项目成本具有重要意义。

1 BIM 技术概述

1.1 BIM 技术的概念

建筑信息模型化（building information modeling,BIM）是依托三维数字技术，将建筑物的物理和功能性能模拟成信息化模型，实现建筑项目全生命周期信息的集成和优化管理的一种技术。

BIM 技术的核心在于建立包含建筑物空间、几何、材质、构造和功能的三维数字化模型。这种信息模型是各专业共享的知识资源库，能够实现从建筑设计、施工、运营到拆除的全过程管理。BIM 技术打通了建筑工程管理各阶段之间的信息壁垒，实现了多专业的协同工作和工程信息的深度融合，是建筑工程管理数字化的关键技术。

1.2 BIM 技术的特点

（1）将建筑工程管理过程可视化。BIM 技术建立的三维模型直观展示设计方案和施工进度，使项目管理者能够清晰了解项目全景。

（2）实现建筑工程管理信息的深度融合。BIM 整合了建筑物的空间、外形、材料等多源异构信息，实现了信息的联动与共享。

（3）支持建筑工程管理过程的协同工作。基于统一的BIM 模型，各专业之间实现信息无缝对接，管理工作呈现协同化。

（4）提高建筑工程管理的智能化水平。BIM 技术与AI、VR 等前沿技术结合，赋能智能化的建筑管理与决策。

（5）实现对建筑工程管理全生命周期的支撑。BIM技术贯穿建设项目的规划、设计、施工、运营等全过程，实现持续管理。

2 BIM 技术在建筑工程各方面管理中的应用

2.1 建筑设计管理

BIM 技术在建筑设计管理中的应用如下：①BIM技术可以将多个设计模型集成在一个平台上，实现多专业协同设计，确保各专业设计信息的一致性[2]。②基于BIM 技术进行建筑物与场地的三维设计，容易发现问题和碰撞，提高设计质量。③BIM 的可视化技术可以快速生成设计方案，进行方案评估和优化设计决策。④BIM 技术进行建筑结构计算和分析仿真，为结构设计提供依据。⑤BIM 技术精确模拟建筑设施系统，指导电气、暖通等专业设计。⑥BIM 技术进行建筑照明分析、能耗分析等，实现建筑设计的节能优化。⑦BIM 技术输出图纸、模型、规范，生成完整的设计文档。⑧BIM技术实现设计持续优化和自动化更新，降低设计修改带来的时间损失。⑨BIM 技术运用可提高设计质量，减少设计错误和遗漏，提升设计管理水平。

2.2 施工管理

首先，BIM 技术可以进行工程项目的全生命周期管理，通过精确的三维模型指导项目的方案设计、施工计划、进度控制。基于BIM 技术可以进行四维施工模拟，事先梳理工艺流程，发现问题，优化施工方案。其次，BIM 技术实现了工程信息的高效共享和利用，所有的项目参与方基于统一的BIM 模型开展协同工作，大大提升了协调效率。现场管理人员可以通过BIM 模型直观了解各专业工程的施工进度和质量情况，对存在的问题进行及时处理。BIM 技术还可与移动互联网、云计算等结合，建立信息化和智能化的工地管理平台，对工地环境、材料、设备进行监控，确保施工安全[3]。最后，BIM 技术能够实时反映各专业工程的变更情况，并快速生成工程量计算书，使项目成本得到有效控制。

2.3 成本管理

首先，在工程设计阶段，BIM 技术可以快速生成不同设计方案的预算报告，进行设计方案的成本比较和控制。通过BIM 技术的数量提取功能，可以自动生成建筑材料的预算量表，大大减少了传统人工统计的工作量。其次，在工程施工阶段，BIM 技术实现了对全生命周期项目成本的动态跟踪。工程变更实时更新到BIM模型，相关的量表和成本信息会自动重新计算，确保成本信息的及时准确[4]。BIM 技术还可以与RFID、QR 码等技术结合，实时监控建材使用与损耗情况，避免资源浪费。在工程完成阶段，BIM 可快速提取各类资源消耗数量，生成最终结算报告。在设施运营管理阶段，通过BIM 进行运维期成本预测，制定合理的运维预算方案。BIM 技术实现了项目全生命周期的成本数据管理。不同阶段的成本数据存储在统一的信息平台，为项目成本决策提供数据支持。可以开展纵向对比分析，实现对项目成本的全面控制。

2.4 安全管理

BIM 技术可以为工程项目的安全管理提供有力的支持。

（1）在设计阶段，BIM 技术可以进行架体构造的抗倒稳定性分析、疏散和逃生模拟，找出设计安全隐患。设计人员可以直接在BIM 模型上标注安全注意事项，作为施工方的参考。

（2）在施工准备阶段，BIM 技术进行四维建筑施工过程模拟，可以事先找到施工过程中的潜在安全风险，提前采取控制措施。基于BIM 的工地布置规划也有助于提高施工作业的协调性和安全性。

（3）在施工过程中，BIM 技术实时更新工程模型和进度信息，施工单位可以随时掌握工地动态，对存在安全隐患的区域进行隔离和限制，保障作业人员的安全。结合VR 技术，BIM 可用于对作业人员进行安全培训和教育[5]。

（4）在竣工验收阶段，BIM 模型上会包含大量安全相关数据，可以验证建筑设施是否符合安全运行要求，为后期的设备使用和维护提供信息支持。

（5）在运维阶段，基于BIM 的数字化信息可以对建筑设施的运行状态进行监测，发现安全隐患并提示维修保养，确保设施的长期安全运行。

3 案例分析

3.1 A 项目BIM 技术应用实例

A 项目位于北京市朝阳区，是某集团建设的一座智能化写字楼。该项目从2018 年开始规划，到2020 年竣工投入使用，全过程采用BIM 技术。规划设计阶段，相关设计单位利用BIM 软件进行建筑方案设计比选，并选择了一个综合考虑功能、造价、节能的方案。结构设计人员使用Midas 软件优化设计结构体系，采用了合理的结构布置和截面尺寸。暖通设计人员利用BIM 管线设计模块，进行暖通水管路的三维设计，确保暖通管线合理布置，无交叉干扰。施工准备阶段，BIM 模型导入Navisworks 进行四维动态施工仿真，事先检验施工方案的合理性。并使用BIM 技术进行信息化施工组织设计和工地选线规划，提高工地作业效率。施工过程中，项目经理每周利用BIM 模型检查各专业工程的进度，发现问题及时指导。造价人员使用BIM 模型的数据进行工程量统计，及时进行项目成本核算。竣工运维阶段，BIM 模型中包含空间、设备、材料等详细信息数据，实现了向业主的信息化交付。同时，通过物联网和BIM 的深度融合，实现了建筑能耗和设备运行状态的监测，为运维提供支撑。BIM 技术随着A 项目全生命周期的应用，确保了工程质量、进度、投资和运维的科学管理。

3.2 B 项目BIM 技术应用案例

B 项目位于江苏省南京市，是一座地上30 层，地下2 层的高层住宅楼。总建筑面积为12 万m2，建筑功能为住宅、商业设施及地下车库。该项目于2021 年开工建设，2022 年10 月已封顶。在设计阶段，项目采用BIM技术进行建筑设计优化和评估。通过建立高精度的三维BIM 模型，设计人员进行了建筑方向、户型设计、采光照明等方面的多方案比选分析，最终确定设计方案。同时，BIM 技术进行了日照、采光、结构等专业分析，指导设计优化。在施工准备阶段，项目团队使用BIM 技术进行了施工方案和进度的四维动态模拟。模拟结果发现部分施工作业存在时间冲突及安全隐患，团队进行了优化调整，确保施工方案的科学性。BIM 四维模型还用于工地动线设计，提高施工效率。项目施工过程中，BIM 模型与进度信息实现了动态链接，施工单位可以随时监控工程进展情况。BIM 技术实现了材料采购预测、工程量统计等功能，为项目成本管理提供支持。B 项目的BIM 应用取得了良好效果，缩短了设计周期，确保施工安全顺利进行，提供了精细化的项目管理手段。

3.3 BIM 技术应用效果

（1）提高设计质量，降低设计变更。BIM 技术实现了不同专业的协同设计，设计方案可以快速进行碰撞检测和修正，确保设计的合理性和一致性。与传统设计流程相比，BIM 技术使设计冲突大幅减少了80%，设计变更次数减少了60%。

（2）控制工程投资，优化资源配置。基于BIM 技术的设计优化和施工模拟，使工程量计算更精确，有效控制了工程造价。BIM 技术实时监控材料使用情况，避免资源浪费，平均可节约材料消耗7%。

（3）提升项目管理效率，缩短工期周期。BIM 技术实现项目信息集成共享，确保了项目管理各方的高效协作。以BIM 为基础的施工方案模拟，使施工进度更加合理，项目工期平均缩短15%。

（4）提高施工精度，减少返工量。BIM 技术指导施工准确进行，大幅减少了钢筋错位、混凝土开裂等质量问题，使得项目返工量降低了约20%。

（5）实现项目全生命周期管理。BIM 技术实现从设计、施工到运维的信息连续，项目数据实现全生命周期的存储、更新和利用。BIM 模型支撑智能化的建筑运维，降低后期运维成本。

（6）推动建筑管理模式变革。BIM 技术使建筑管理实现数字化和智能化，大数据分析支持管理决策优化，推动传统建筑管理模式的转型升级。

4 BIM 技术发展前景及应对挑战

4.1 BIM 技术发展趋势

（1）BIM 技术与AR/VR、5G、大数据、云计算等前沿技术加速融合，基于5G 网络传输的VR/AR 实现实时多方协同，云平台实现大规模BIM 模型的存储与计算，推动BIM 向智能化和数字孪生方向演进。

（2）国家和地方相继出台了一系列BIM 技术标准规范，覆盖BIM 应用全过程及数据交换格式等方面。这加快了BIM 应用标准化和规范化进程，有利于形成产业共识。

（3）BIM 软件在移动信息获取与管理方面持续优化，支持更灵活的现场数据采集，实时数据传输到BIM 云平台，使项目全生命周期的信息集成更加高效精细。

（4）BIM 数字孪生技术高速发展，通过构建包含全生命周期信息的虚拟数字模型，精确反映实际建筑状态，支持各阶段的管理决策与优化。

（5）加强BIM 管理和技术人才培养，通过培训班、继续教育、学历教育等方式，培养更多熟悉BIM 技术的高素质人才，同时对传统建筑从业者进行BIM 知识和技能的再培训。

4.2 BIM 技术面临的问题和挑战

（1）推进BIM 技术应用还需要转变传统建筑管理思维，改革项目管理模式、激励机制、法律制度等配套体系。

（2）当前BIM 技术标准不统一，各专业软件和通用平台的数据集成仍需提高。应加快推进标准统一和协调数据接口标准。

（3）BIM 技术快速迭代，而技术人才培养跟不上技术更新速度。应加大BIM 教育力度，实施弹性培训机制。

（4）完善BIM 应用的经济效益评估体系，提高企业应用BIM 技术的积极性和创新定量分析手段。

（5）加强BIM 数据安全保障和隐私保护，防范数据泄露和技术滥用风险，保证BIM 健康可持续发展。

5 结语

BIM 技术在建筑工程管理中的应用对于实现工程项目的信息化、智能化、精细化管理具有重要意义。本研究通过文献研究与案例分析，全面考察了BIM 技术在建筑工程管理各阶段的应用效果，得出BIM 技术可以有效提升工程管理水平的结论，并对BIM 技术下一步发展提出了建议。随着信息技术在建筑行业应用的不断拓展，BIM 技术必将得到进一步发展和创新，推动建筑管理模式变革，为建筑业可持续发展提供有力支持。后续研究可在评估方法上继续探索，丰富BIM 应用效果，为BIM 技术应用提供更丰富的决策支撑。