BIM 技术在建筑工程管理中的应用探讨

原俊强

（山西五建集团有限公司，山西太原 030000）

0 引言

BIM 技术作为建筑工程管理中的常用工具，能够通过三维形式展现整个施工图，辅助项目设计、施工、管理，支持科学施工决策，保障整个工程顺利实施。BIM技术的有效应用能够促进工程建设实现数字化和信息化发展，促进工程管理转型，为此需要深入研究BIM 技术在工程管理中的应用规律，总结BIM 技术应用特征，提高工程管理水平。

1 工程概况

潇河国际会展中心北侧组团项目分布于山西综合改革示范区潇河产业园区，整个建筑工程通过七个独立展厅构成，整个建筑面积为113756.68m2，建筑宽度为172.65m，建筑长度为630.6m，建筑高度为29.5m，此工程用钢量达到2.5 万多t，此项工程在2021 年2 月正式开工，并在2022 年9 月完工。单独展厅结构宽为72m，长为172m，工程通过中部管桁架主展厅结构和南北钢框架辅房等部分构成，主展厅通过七榀大跨空间悬链管桁架、两端桁架、系杆、钢拉杆等部分构成相对稳定屋面结构体系。

2 BIM 技术模型构建

传统二维软件属于静态绘图，会影响工程数据动态管理，例如建筑工程的数量、规模和位置关系等，但利用BIM 技术能够采取信息化方法针对项目工程内部复杂构件以及造型不均匀部位实施优化设计、加工，并针对整个建筑信息实施集成管理。

2.1 建筑模型构建

此次项目工程设计中，因为各层结构以及功能用途存在一定差异，无法直接复制粘贴各个楼层设计，需要面向不同楼层实施针对性设计绘制，在初期建模中需要率先针对模型内各项基础构件实施准确制作，随后将其载入项目样板文件内，按顺序绘制各层内外墙、门窗、楼梯以及屋顶等部位，创建三维模型。

2.2 结构模型构建

在针对此项目工程进行模型创建中，需要率先针对基地、用房以及结构创建模型轴网和标高，随后绘制桩基础，并在对应位置中设置桩基，随后依次对梁、柱、板进行绘制，在制作完结构模型后，继续利用REVIT 针对工程结构模型进行创建，整个创建过程和基地结构创建过程相同。

2.3 机电模型构建

此次工程中创建机电模型具体可以分成给排水、暖通以及电气3 个部分，而电气系统即照明系统和配电箱，暖通包含风阀、风管元件、施工配件以及风管等，而给排水方面主要包含水阀、水管管件、施工配件以及输水管等。利用BIM 技术创建机电模型，需要在正式创建前预先编制模型所需基础文件，涉及各类族文件，随后将相关信息收入工程样板文件内，联系提前绘制标高、轴网，组织绘制不同机电专业模型。实际管线绘制中应该严格遵守以下基础原则，即压力管应该对无压管进行避让，小管道应该对大管道进行避让，电气管道需要对蒸汽、热水传输管道进行避让，成本低的需要对高成本工程进行避让，配件少的需要对大量配件工程进行避让，尽量控制改动范围，维护原有设计功能，便于应用操作。严格遵循管线基础排布原则，通过整合不同专业模型，得到基地和用房工程模型。

2.4 多专业协同设计

建筑工程中各项设计离不开不同专业设计人员协作。比起暖通、水电以及建筑等专业，结构专业领域相关REVTI 水平相对滞后。为此需要本人合理利用信息软件系统各项基础功能，参考不同专业提资以及CAD设计流程，总结当前结构设计工程，利用专业软件对结构设计实施多专业协同分析，对比不同专业协同关键点。通过研究分析发现，借助BIM 技术实施协同设计属于专业领域内部或多个专业之间利用三维形式开展全面协同，从而直观、全面发现专业内部问题，及时处理专业冲突，促进模型优化。REVIT 拥有两种协同方法，一方面是借助工作集实施协同，另一方面是利用模型链接实施协同操作。对比分析链接协同和工作集协同间的性能差异，结果发现比起工作集协同，链接协同拥有更强稳定性和操作性。此次工程项目中，为促进各项信息数据实现全面共享，专业内和不同专业主要利用文件链接方法实施协同设计。因为此项工程并非单一建筑，同时在模型链接中能够，各类模型不但能够彼此链接，还可以在统一模型内进行按顺序同步链接不同模型，促进协同设计，优化设计质量和设计效率。经过链接下不同专业模型检测能够第一时间挖掘模型隐患，及时修改完善，提升工程设计效率。

3 BIM 技术在建筑工程管理中的应用策略

3.1 施工进度管理

BIM 技术应用能够进一步提升工程进度管理便捷性，基于BIM 技术实施虚拟建造，通过创建三维建筑模型，额外输入时间维度，针对整个工程实施4D 模拟施工，提升工程进度管理信息化水平，保障进度管理准确性。利用BIM 技术实施4D 虚拟施工，能够结合项目施工计划对整个建设过程进行全面模拟，经过整个施工模拟，及时发现工程隐患和施工风险，随后利用数据模型实施合理调整，优化设计施工方案，强化施工进度管理。BIM 虚拟建造流程如图1 所示。

图1 BIM 虚拟建造流程

进度数据采集系统通过各类现场采集设备构成，在施工现场实时采集相关数据同时，向数据处理系统进行同步传输，并由深度图像以及3D 点云共同构成现场施工数据。3D 点云借助3D 扫描自动生成初步结束测点坐标，经过对各个测点实施调整配准来准确描述结构物空间形态。深度图像能够借助影像测量技术针对各类材料信息以及结构局部构件形状实施现场测绘拍摄。在工程进度管理中，需要率先将场地布置模型、BIM 三维模型以及相关软件信息数据实施格式转化，随后导入系统模型中完善虚拟建造过程。结束各个模型导入以及数据整合后，将软件绘制施工进度计划通过MSPROJECT 模式导入软件系统，随后通过进度关联模型案件能够促进模型内构件以及进度计划全面关联，并于初始阶段促进模型自动关联。针对工程模型、场地布置以及进度计划实施全面协调处理后，利用专业软件动态模拟整个项目施工过程，并在施工前对项目实施虚拟仿真演示，预先发现工程施工中各种缺陷问题，并进行及时修改，制定完善进度计划。比起传统模式，BIM 技术下的虚拟建造能够利用4D 模型准确展现整个施工进度计划，提高信息可视化水平，轻松理解各种复杂节点，便于信息交互，同时能够针对工程中具体问题采取有效改进措施，制定更加细致、完善施工方案，保障工程安全基础上提高施工进度，实现提前完工，优化施工质量[1]。

为解决施工实践中实际竣工时间和计划时间偏差问题，需要加强调控管理，可以在同一界面对实际工期以及计划工期利用不同色彩进行准确标注，在完成某项工作后，向软件系统内输入预计开始、计划完成和实际开始、完成时间信息，并在流水视图内点击进度管理能够自动呈现工程实施进展，并对工程进度以及完成状况进行直观展示，随后联系现实状况优化调整。

3.2 工程成本管理

此次工程中利用BIM 技术在资源配置、场地布置方面进行优化设计、管理，利用专业软件系统能够对不同构件市场价、定额价、工程量以及总价进行自动统计，利用系统软件绘制双代号时标网络图中直接输入工程对应人材机数据，随后基于网络计划对资源配置和网络计划实施优化，加强成本管理。通过表格制定工程各项资源配置，分别形成施工机械表、人工总量、施工材料、半成品、构件等需求量表。通过实践发现，利用BIM 技术能够对资源实施便捷统计，优化配置，从最大程度上提升资源利用率，改善资源分配传统模式下的资源浪费以及分配不均等问题，减少施工成本、节约施工资源，缩短建设工期，促进工程得以按时完工[2]。

通过针对施工现场实施虚拟布置能够优化成本控制，施工场地布局和整个施工过程存在密切联系，假如施工场地未能进行合理布局，或物料存储区和现场相距较远，会扩大额外运输费用，增加施工成本，但借助BIM 技术实施模拟布局，能够优化现场施工布局，缩减场内材料运送成本，提高管理效率。结合此次工程分析，因为土地面积有限，扩大了施工场地布置难度，但借助BIM 技术能够降低场地缺陷，提高场地综合利用率，图2 为三维场地布置。

图2 三维场地布置

基于现有三维场地布置，对构件种类、价格、数量、型号进行准确计算，可以将各个构件单价输入汇总表单价中，随后通过系统编辑公式对现场材料数量、价格进行自动统计，便于实施成本管理[3]。

3.3 工程质量管理

此次工程质量管理中应用BIM 技术可以进一步分为事前、事中和事后管理三种环节。在事前管理中，因为此次工程项目规模较大，综合管线排布十分复杂，需要做好硬碰撞和软碰撞检测，为此选择NAVISWORKS MANAGE 软件实施碰撞分析，对工程分别利用机电模型、建筑模型实施碰撞检测，自动形成检测结果。经统计发现，此次总计检测到601 个碰撞点，主体结构设计碰撞存在360 处，各处碰撞返工需要额外增加1300 元支出，经过优化设计能够使整个工期节约12d，由此能够看出成本、进度管理融入整个项目各个环节。通过BIM 技术优化碰撞点，准确定位碰撞点后利用管道调整、管线标高调节、预留洞口交叉管线空间预留等方式进行合理修改，结合此次工程中的梁和喷淋管碰撞问题，选择下移喷淋管[4]。

事中控制环节，利用BIM 技术可视化功能做好模型渲染，直观呈现工程真实场景，辅助施工人员立体、全面了解整个建筑项目，保障施工质量。借助VR 技术和漫游技术促进技术人员真实感受整个施工环境，做好复杂工序技术交底。事后质量管理中，利用BIM 技术对整个工程信息实施全面汇总，做好数据分析工作，并针对具体工程问题形成切实、有效处理方案，总结施工经验，为工程质量控制提供参考数据。同时此项工程中，依托BIM 技术自动形成电子版质量检测报告和技术文件，并辅助进行工程审核，减少纸质文件翻阅中的复杂过程，便于竣工验收，提高工作效率，缩减工作时长。

3.4 工程安全管理

此次工程中在安全管理重点主要在脚手架管理方面，通过针对脚手架实施三维布置和参数化设计，随后结合有限元软件ANSYS 进行分析，提升脚手架施工安全性。借助BIM 技术针对脚手架工程实施三维设计，能够将脚手架直观、立体展现出来，明确了解基础扣件、杆件的搭建步骤，指导具体施工过程，减少安全问题隐患。借助BIM 技术实施参数化设计能够优化脚手架工程施工，改善传统冗杂的计算方法，精准核算脚手架变形指标和承载力，便于施工人员及时修正工程错误数值，从工程设计、现场检查、安全核查等层面减少安全隐患。此次工程中基于BIM 技术进行脚手架布置具体方案如下，首先利用BIM 技术软件对脚手架模板实施参数化设计，优化三维布置，同时融合有限元软件，率先立足于整体层面布置脚手架模板，其次进行局部调整，促进整个设计方案得到全面优化，制定科学、完善的建构方案，控制施工安全事故[5]。

4 结语

综上所述，工程管理作为建筑工程重要环节会直接影响工程质量，传统管理模式已经无法满足新时期工程建设需求，为此需要合理应用BIM 技术，促进相关信息数据实现全面共享，提高信息利用效率，使BIM 技术合理融入工程管理当中，提高工程可视化水平，优化工程施工效率。BIM 技术基于计算机系统针对整个建筑工程实施模拟设计，能够实施跟踪监控整个项目工程，做好信息采集、处理工作。