BIM技术结合智慧工地提升项目管理效能的研究

作者简介：苏志斌（1981-），男，工程师，副经理。研究方向为项目创优，科技创新。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.12.039

摘  要：在当今社会，科技的发展日新月异，为各行各业带来巨大的变革，建筑行业也经历着一场由科技驱动的革命，BIM技术结合智慧工地平台作为革命的重要组成部分，正在逐步改变着建筑行业的传统模式。该文以某大厦项目为例，为实现创国优的目标，在设计阶段运用BIM技术促进各专业的高效协同，通过深化设计及管综优化节约大量现场与设计协调沟通的问题；在施工阶段通过BIM技术结合智慧工地平台提供可视化管理，实现BIM数据的平民化，提高协同管理。项目通过以上应用，提升项目管理效能，降低成本，提高现场质量与安全标准。

关键词：BIM技术；智慧工地平台；管理效能；深化设计；可视化管理

中图分类号：TU712      文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）12-0168-05

AbstractIn： In today's society， the rapid development of technology has brought tremendous changes to various industries， and the construction industry is also experiencing a revolution driven by technology. BIM technology combined with smart construction platforms， as an important component of this revolution， is gradually changing the traditional mode of the construction industry. Taking a certain building project as an example， in order to achieve the goal of creating national excellence， BIM technology is applied in the design phase to promote efficient collaboration among various specialties. Through deepening design and comprehensive management optimization， a large amount of on-site and design coordination and communication problems are saved; During the construction phase， BIM technology is combined with a smart construction site platform to provide visual management， achieving the popularization of BIM data and improving collaborative management. Through the above applications， the project improves project management efficiency， reduces costs， and improves on-site quality and safety standards.

Keywords： BIM technology; smart construction site platform; management efficiency; deepening design; visual management

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡称BIM）技术通过对建筑物的全生命周期进行信息化管理，实现了建筑设计、施工、管理的高度集成。智慧工地平台基于物联网、大数据、云计算技术的工程项目管理系统，实现了项目现场的实时监控、数据分析、智能决策。近年来，BIM技术结合智慧工地平台在建筑行业的应用越来越广泛，已经成为提升项目管理效能和降低工程成本的重要手段。

1  工程概况

某大厦项目是一座大型商业综合体项目，总建筑面积68 000 m2，包括办公配套用房、办公用房、酒店配套用房和酒店用房等多个功能区域，其中办公楼建筑高度123.4 m，地上29层，地下2层，公寓楼地上5层，地下2层。项目集钢筋混凝土框架结构、超高层框架核心筒结构、钢结构和异形幕墙，结构复杂，施工难度巨大，钢结构及装修深化任务量巨大。

工程建设伊始，公司确定本项目的质量目标为福建省“闽江杯”优质工程奖，争创国家优质工程奖。为实现这一目标，由公司总工程师组织科技信息部、技术质量部、BIM应用中心及项目部有关技术人员进行协同工作，确定采用BIM技术结合智慧工地平台对项目全周期进行管理，实现工程设计、施工、安装全过程的数字化，从而更好地达成工程项目的质量目标、进度目标、投资目标。

2  BIM技术在项目中的应用

公司科技信息部及BIM应用中心参照以往工程所累积的经验，根据GB/T 51212—2016《建筑信息模型应用统一标准》[1]、GB/T 51235—2017《建筑信息模型施工应用标准》[2]、《福建省建筑信息模型（BIM）技术应用指南》等标准及《福建七建集团BIM技术应用管理办法》中对于模型标准的定义与要求，制定了适用于本项目的BIM实施标准及实施策划[3]。

2.1  设计阶段

在设计阶段，通过BIM技术实现各专业之间的协同工作，主要进行了建筑性能模拟分析、深化设计、碰撞分析和模型算量等应用，通过BIM 技术高效、科学、严谨和精细的特质缩短整个项目的生产周期，保障项目在设计阶段的品质和施工配合阶段的BIM落地实施。具体运用在以下几个方面。

2.1.1  三维建模

为解决管线碰撞和优化净高的效果，在水、电管线实施范围内建立三维施工模型，包括建筑、结构、设备的三维模型（图1）。

2.1.2  各专业深化设计

深化各专业BIM模型，多专业（设备、建筑、结构）模型在Revit中通过链接文件的形式整合在一起，在轻量化平台上进行再次复核，共发现98个问题，出具《图纸及模型疑问单》，与设计单位进行协商，在设计阶段解决多专业冲突碰撞的问题（图2）。

2.1.3  管线综合排布及净高优化

在管线深化前，公司科技信息部组织BIM应用中心及项目部相关技术人员确定了管线深化的原则，针对地下室、走廊、设备机房等管线复杂区域，综合考虑检修、美观、路由的情况，采用调整梁高、更改管道路由等方法进行管综深化调整，出具了BIM管线综合排布图并指导现场施工。同时调整各区域净高不利位置，完成净空优化报告14份，节省大量现场与设计协调沟通的问题，并对可优化空间的区域做进一步提升（图3）。

图3  净高较低区域剖面图

2.2  施工阶段

在项目的施工阶段，根据项目各相关应用专业的需求，在深化设计的模型上进一步拓展，实现了三维场布、预埋定位、工程量统计、三维交底和幕墙深化等BIM应用，具体运用在以下几个方面。

2.2.1  总平图三维场布

运用BIM软件将传统的CAD施工总平图转化为三维场布模型，采用可视化的动态管理，辅助项目部对现场施工场布方案的比选和实施，同时对场地布置的各种制约因素进行预判，如塔吊与建筑物的空间位置关系、钢筋加工场等现场临设的详细规划、交通路线的行车模拟等，确保施工现场的有序管理（图4）。

图4  BIM施工总平面三维场布

2.2.2  预埋定位

BIM模型精准定位管道预留洞口位置，结合剖面图定位，出具土建预埋孔洞施工图及预埋件清单，预留穿墙（梁）套管一次成型，避免施工中二次开洞，影响主体结构安全（图5）。

2.2.3  利用BIM模型进行工程量统计，对项目造价管理及成本控制起着重要的作用

1）利用FARO等插件将地勘资料的点云数据导入Revit中，建立持力层模型，根据桩基模型、根据承台和持力层的距离进行调整，导出一个较为精确的桩长统计表，为现场配桩提供初步方案（图6）。

2）根据构件类型（柱、梁、板、墙和基础等）及项目部浇筑进度，分区统计混凝土用量，并可根据混凝土等级、体积、楼层和标高等信息进一步分类，形成所需的统计表。

3）统计各类门窗类型，根据所在楼层、数量进行合计，快速生成门窗数量统计表（图7）。

2.2.4  复杂节点优化并进行三维交底

项目中的型钢混凝土柱头、剪力墙边缘构件与框架梁连接处钢筋密集，钢筋排布施工较为不便，通过BIM技术对节点处进行优化，并结合Revit和Composer软件，出具交互式三维交底文档，将重要工序、质量检查重要部位在电脑上进行模型交底和動画模拟，直观地讨论和确定质量保证的相关措施，实现交底内容的无缝传递（图8）。

3  BIM技术结合智慧工地平台项目中的应用

传统的BIM技术应用通常局限于项目管理层，其使用和操作往往需要专业的技能和设备，这就导致了现场管理人员如质检员、安全员等在日常工作中很难直接利用BIM技术进行现场管理。针对这一问题，本项目采取了创新的措施，将BIM技术与智慧工地平台相结合，并辅以云计算技术和移动设备的支持，使得BIM模型的应用场景得到了有效的拓展。项目中主要应用于以下几个方面[4]。

3.1  基于BIM的协同管理

将BIM模型导入智慧工地平台，建立有效的沟通机制和BIM轻量化模型协作平台，并根据联系单及设计变更对BIM模型进行实时更新，实现信息的实时共享和更新，不仅让所有参建方通过平台更加高效地参与到项目的协同管理中来，而且确保了所有项目参建方能够同步获取到最新的项目信息，做出快速而准确的决策，避免了由于信息滞后或不一致而导致的误解和沟通不畅的风险。

图7  BIM模型门窗统计表

图8  核心区钢筋三维技术交底

3.2  基于BIM的质量管理

BIM模型通过智慧工地平台，实现模型进一步轻量化。现场管理人员可以通过iPad、智能手机等移动终端设备，很轻松地利用模型进行现场工作的布置和实体的对比，直观快速发现质量问题，并将发现的问题拍摄后，直接通过移动设备在模型上的相应构件上记录整改问题，将照片与问题汇总后生成整改通知单下发，保证问题处理的及时性（图9）。

图9  现场基于BIM的质量管理

3.3  基于BIM的安全管理

根据平台上各阶段BIM模型，智慧工地平台通过图像智能分析、热感应，对临边洞口防护、火灾隐患、电气设备等进行隐患分析识别，并在模型中进行标识，现场安全员在巡检中对标识部位进行重点排查，解决临边未防护、现场明火、电气设备过热造成的安全隐患，并通过移动巡检设备，记录日常巡检过程中发现的安全问题，根据巡检情况挂不同安全风险等级的警示标志，督促现场施工人员及时整改，消除各类安全隐患（图10）。

4  BIM技术结合智慧工地平台的优势和效益

通过在本项目中应用BIM技术结合智慧工地平台，取得了以下优势和效益。

4.1  提升工程项目管理效能

基于BIM的协同管理为现代建筑项目提供了一个高效、透明、互动的管理环境，使得项目的每一个环节都能够得到有效的监控和协调，显著提升工程项目管理效能。具体而言，在设计阶段，BIM技术的运用促进了各专业之间的高效协同，有效避免了信息孤岛现象。在施工阶段，BIM技术的应用实现了施工过程的可视化管理，不仅提升了施工效率，也确保了工程质量；利用BIM模型进行工程量统计，对方案的比对及造价控制起着至关重要的作用。

4.2  降低工程成本

BIM技术与智慧工地平台的融合，为工程项目成本的有效控制提供了可能。在设计阶段，碰撞分析解决多专业冲突碰撞的问题，共解决98个图纸问题。同时对图纸进行进一步深化和优化设计，节约后期设计沟通协调的时间，减少了设计的变更与返工，预计缩短15 d以上的设计工期；在施工阶段，通过模拟分析施工过程，通过穿墙（梁）套管一次成型、复杂节点和弧形幕墙的深化等应用，预计节约35 d的工期。工程成本预计总共节约283万元。

4.3  提高现场项目质量与安全标准

现场采用BIM技术联合智慧工地平台，成功地实现了BIM模型数据的“平民化”，所有参建方通过平台更加高效地参与到项目的协同管理中，现场管理人员也可以通过移动设备，提供实时、高效的管理手段，为现场质量和安全管控提供了有力保证。

5  结束语

通过在某大厦项目中应用BIM技术结合智慧工地平台，实现了工程项目設计与施工阶段的信息共享和协同工作，提升工程项目管理效能和降低工程成本。现场采用BIM技术结合智慧工地平台，不仅推动了BIM技术在现场管理层面的普及和应用，还有助于提高工程项目质量和安全水平。通过这个项目的应用，项目部共培养7名BIM管理应用人才，为今后项目中发挥BIM技术优势打下坚实基础。因此，BIM技术结合智慧工地平台在提升项目管理效能上具有重要的现实意义和广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 建筑信息模型应用统一标准：GB/T 51212—2016[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[2] 建筑信息模型施工应用标准：GB/T 51235—2017[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.

[3] 樊钦坝，赵冬梅．探究BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2023（7）：104-107.

[4] 王宇鹏，杨丽军，李靖．基于BIM技术在智慧工地建设中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2021（8）：85-86.