BIM技术在建筑施工阶段的应用

金文静

上海青发城市建设管理有限公司 上海 201799

随着我国经济的蓬勃发展，人们对于建设工程项目中的效率问题越来越关注，这也成为了一个不容忽视的趋势。在建设项目实施过程中，由于各参与方之间具有复杂关系，所以需要运用科学有效的管理手段来保证其高效运行。传统项目施工协调管理仍然是采用文字和表格等形式来管理项目，该模式存在着信息割裂严重、信息集成化不高、可靠性不强、重复利用较少等缺点[1]。因此，如何将这些数据整合起来，使其更加准确可靠并具有较高的可信度，成为了当前建筑行业亟待解决的关键问题之一。为了确保工程按时完成，需要避免不同专业在同一工作区域、同一楼层交叉施工的情况发生。因此，必须协调各方的施工顺序，特别是在工程难点处，合理划分施工区域，正确处理施工过程中的设计变更，并快速发现施工质量问题的根源，这些都会对工作效率和既定计划产生影响。因此，如何将各个专业间复杂繁琐的协调管理工作简单化、流程化成为了现代建筑施工企业亟待解决的课题。BIM技术以其直观的信息表达和高度集成的信息，为各专业施工方提供了支持依据，包括施工模拟和管线深化设计等，从而建立了良好的协调管理。

1 BIM技术的简介

1.1 BIM概念

BIM是一个英文的缩写，它的全称叫做建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling），这是一种创新的建筑设计、施工和管理的方法，最早是在2002年由外国学者欧特克（Auto-desk,Inc.）提出[2]。它将数字化的概念运用到工程建设当中，实现对整个建设全过程的可视化管理和分析，从而为业主提供更加科学有效的决策支持，并能降低企业成本提高管理效率。数字信息技术在建筑工程中得到了直接应用，该技术采用三维模拟技术，并集成了建筑工程项目等多种相关信息，形成了一个工程数据模型。其核心目的就是利用现代计算机仿真技术建立能够全面反映项目整个生命周期全过程的可视化仿真平台，为业主、设计单位、施工单位提供准确可靠的决策依据。一个全面的BIM模型，必须涵盖项目的整个生命周期所需的各种资源、数据和过程信息，这需要项目的所有参与方共同协作。通过建立这些不同层面的信息共享机制，可以提高整个项目的管理效率和效益，从而达到节约成本、缩短工期、降低成本的目的。因此，建筑信息模型（BIM）可为工程建筑项目提供高效、低风险的解决方案，为项目开发建设的衔接和协同工作奠定了坚实的基础。通过将各个参与方之间的信息传递给设计人员或者施工企业来完成整个项目的全过程管理，可以有效地提高工程建设效率，减少投资成本，并保证工程质量安全。为了实现对建筑各个方面信息的全面存储和表达，BIM模型采用了最新的国际建模方法，并融合了大量独特的建筑工具模型。

1.2 国内的研究现状

随着多年的发展，BIM技术已经成为解决建筑全生命周期项目管理问题的一种高效方法，其在基础理论研究和工程实践应用方面均获得了世界各国同行的广泛赞誉。在全球范围内，各国均在积极探索制定本国的BIM项目管理架构和实施细则，以确保项目的顺利进行。然而，由于本国建筑行业现状的限制以及基本国情的影响，BIM在全球范围内的研究和应用呈现出多样化的趋势，不同国家的BIM也呈现出各自独特的特点。在全球范围内，欧洲、美国和日本等BIM发展较为先进的国家或地区，一直处于世界整体水平的前沿，其技术水平一直保持着领先地位。由于多种因素的影响和限制，我国的计算机技术等领域在BIM初期面临着巨大的阻力和缓慢的发展，尽管近年来已经有所改善，但总体而言，我国的BIM研究仍处于起步阶段；随着我国经济和建设行业的蓬勃发展，BIM研究的潜力和应用空间规模正不断扩大，呈现出蓬勃发展的态势。当前，我国BIM实施规范的制订面临的最大挑战在于如何在保持与现有建筑行业相关标准一致的前提下，与国际标准（如美国、欧洲等）实现对接。

2 BIM技术在施工组织协调管理中的应用

2.1 施工顺序的合理安排

BIM技术提供了一种虚拟的施工过程，通过模拟不同专业之间的协作，可以及时发现需要配合的细节，从而避免等待其他相关专业或承包商进行现场协调，提高施工效率。同时，还能对整个项目工程的进度，成本等做出合理规划与安排。在确定物料进场路线时，需要及时协调相关专业或承包商，以消除行进过程中的各种障碍；BIM模型可以预先模拟物料进厂后的堆放，以提前预防可能导致物料损害的因素，并根据物料的使用顺序和场地的限制，制定最佳方案，避免各专业因“抢地盘”而导致频繁协调的不良现象。

2.2 工程难点剖析

目前，BIM技术所基于的管理机制尚未达到完善的程度。在此前提下，施工单位可根据自身需求制定出合理的工程管理体系架构，为工程建设提供保障。BIM技术在建筑工程施工管理领域的应用，可显著提高施工管理效率，实现对施工管理工作内容的全面精细化。然而，BIM技术的多信息功能集成需要建立完善的管理保障机制，以充分发挥其技术应用的核心优势。部分建筑工程施工管理单位未能充分借鉴BIM技术概念，在施工管理模式的创新方面存在不足，未能完善施工管理机制及管理制度，导致BIM技术在部分施工管理工作中失去了实质性作用，无法实现多元化的管理对接。部分施工单位在实施前期阶段的施工流程、施工计划及施工方案的设计时，未能遵循BIM技术应用的内在逻辑，明确管理要求、管理标准及管理规范，导致具体施工计划的落实和管理实践存在问题。因此，BIM技术的应用仅限于施工管理数据的参考，难以在提高管理工作质量方面发挥推动作用。当面对一些复杂的局部情况时，例如多家机电专业管线的汇集、并行或交叉，往往会出现先到先做的情况，而不考虑其他专业是否能在本专业完成后进行施工，导致后续施工专业无法施工或已安装的设备管线必须拆除。这种情况在实际工程中经常发生，不仅增加了协调工作量，还造成了巨大的资源浪费。同时，也可以让业主根据自己对整个项目工期的要求来确定各专业之间的施工进度安排。通过运用BIM技术进行局部部位深化设计、碰撞检测和施工顺序模拟，可以提前告知相关专业需要注意的事项，从而实现各方协调和模拟施工顺序，有效指导施工，减少协调工作量和不必要的施工成本。并通过各方面协调、模拟施工顺序等手段对施工进行有效引导，从而减少协调工作量及不必要的施工成本。比如，可对地下室机电管廊建设顺序进行模拟，在建设过程中，每个专业都严格遵循BIM模拟流程，能够有效地避免由于各个专业建设顺序紊乱导致管道拆除和反工问题，大大提高工作效率，避免浪费[3]。

2.3 现场设计变更处理

在工程实践中，设计变更是一项需要协调配合的重要因素，其发生原因多种多样，包括但不限于设计错误、专业协调不及时、建筑信息流转缺失以及各方人员对设计变更的理解存在偏差。这些都可能导致工程进度拖延或影响到工程质量。由于各专业立场和人员自身能力的差异，现场协调人员在满足业主新的要求等方面面临着巨大的困难，而设计变更的繁琐和协调问题则可能导致工程项目的施工进度滞后，并引发一系列的问题。因此为了使项目顺利推进，缩短工期，降低投资，保证工程质量，必须要做好工程设计阶段的变更管理工作，而设计变更管理的主要手段就是利用先进的科学技术来实现信息化的管理手段。BIM技术在工程项目施工中的应用，可显著提升设计变更的效率，从而提高施工质量，为工程项目的顺利实施奠定坚实基础。本文首先阐述了目前国内建筑行业中出现的各种设计变更以及其产生的影响。BIM技术以其强大的计算能力为基础，构建了一个三维模型，该模型能够直观地展示工程项目的建筑特征。同时，该模型也为设计方、施工方和工程项目甲方提供了一个直观、详细的讨论平台，使他们能够快速反馈所需设计变更的区域和环节。BIM技术的独特之处在于，设计人员只需使用BIM软件完成对所需修改区域的技术修改，即可快速将相关修改信息和参数反馈给工程项目的施工方和甲方，避免了传统设计变更中需要进行大量图纸修改作业的繁琐过程。从而实现了项目各个参与方之间数据的共享以及数据共享。通过增强各方之间的协作互动，同时提升工程项目施工作业的效率，从而实现了更高效的合作与协作。在工程项目的实施过程中，施工管理人员能够灵活调配所需的人力、物资和机械等资源，以加速工程项目的进度。此外，由于工程建设项目是由多个专业共同协作来完成的，因此项目建设过程中便形成了不同专业之间的配合关系。此外，BIM技术还可实现对设计变更所带来的成本波动进行更加精准的预测和更加精细的管理，从而提高生产效率。这不仅能保证项目的顺利实施，而且也降低了企业的运营成本。利用BIM技术进行碰撞检查和协同设计，可最大限度地避免错漏碰缺和返工情况，从而为施工进度提供可靠保障。

2.4 施工质量问题的查找

若先进行专业施工后，若出现施工质量问题导致后续专业无法施工，则不仅会造成项目的严重浪费，而且还会增加建筑成本。另一方面也很容易使得后期的维护工作变得非常繁琐，进而影响整个建筑工程的使用年限以及使用寿命。这种建设方式的实施，常常会直接导致项目质量的恶化。另一方面对于后期的工作而言，其影响是非常严重的，这就要求必须做好项目施工质量管理工作，并且及时采取有效措施予以处理。在传统的模式下，寻找项目质量问题的根源需要进行广泛的排查，以确定具体问题和情况，然而这种方法在效率和准确性方面存在缺陷。所以为了保证整个建设项目的正常运行，必须要将传统的经验判断方法转变为更加科学高效的手段。在BIM技术模型的框架下，由于参数和信息的可追溯性，以往的问题搜索方式已被省略，同时BIM技术模型所包含的相关信息也更易于查询和调用，从而进一步降低了项目建设成本，提高了整体建设效率。此外，在设计和管理过程中，可能会出现相应的问题，这些问题在以往的问题解决中难以找到责任方，导致相关问题无法得到解决。因此，在当前的技术环境下，通过BIM技术模型进行准确的查找，可以避免在相关问题上出现黏附的情况。

2.5 对施工进度进行有效的管控与监督

在具体的施工过程中，通过将工程土建结构和机电工程管线网纳入BIM三维模型中，并将施工进度与BIM三维模型进行数据集成与汇总，从而实现对当前施工情况、施工进度等的全面了解，以便有针对性地制定施工方案和策略。另外，通过对工程造价的动态跟踪分析可以及时掌握工程施工进度以及造价变化情况。利用BIM技术所提供的可视化技术进行交底，可以极大地提高实际管理的效率。通过这种管理方式，我们可以获得详尽的工程量数据，并通过BIM软件导出相应的工程量清单，进而利用计价定额和工程量清单进行成本计算，从而实现高度精准的成本管理。

3 BIM技术用于施工阶段工程造价控制

3.1 迅速而精准地计算工程规模

在投标阶段的施工准备阶段，运用BIM模型中的商业标准，能够快速而准确地核算工程清单量，从而极大地提高算法效率。

3.2 实现模型交底的视觉化呈现

通过运用BIM技术，可以构建一个3D可视化的信息模型，以促进工程项目合同的精细化管理，从而更好地促进设计者和施工人员之间的信息交流和沟通，全面明确设计方的意图，更好地把握工程设计的所有细节，为实现工程项目的精细化管理奠定坚实的基础。通过可视化动态模拟工程关键施工方案和施工进度计划，呈现出建筑、电气、消防、喷淋、装修等专业情况的整体工程场地布局，实现了施工现场的提前预演，从而提升了施工单位的竞争力。

3.3 BIM技术的应用可以促进资源要素的整合和优化，从而推动建筑工程行业向更高层次的转型升级

引入BIM技术到工程造价管理中，可实现对资源利用率低、经营困难的企业进行重新整合，通过合理布局资金、人员、原材料、机械设备和工艺流程等资源要素，提高施工机械与施工材料的利用率，有效化解过剩产能，淘汰落后产能，实现企业之间的强强联合，从而提升大企业的规模效益，实现优势互补，促进建筑工程行业规模化、集约化发展，加快培育一批具有国际竞争力的骨干企业，促进产业结构优化升级。

3.4 利用BIM技术，可以有效地降低工程纠纷发生的概率，从而提高工程安全水平

引入BIM技术到工程造价管理中，可及时建立相应的数据模型以应对设计变更，并快速有效地反映和汇总工作。通过仔细分析各种影响因素变动所带来的影响幅度，正确处理工程造价的测算、工程招标和合同签订之间的关系，有助于工程设计人员制定完善的工程造价管理方案，提升数字化管理水平，明确责任分工，强化责任落实，有效预防和降低工程纠纷发生的概率。

4 结语

本文就BIM技术在施工组织协调管理中的运用进行探索，较好地解决了当前实际项目协调管理中出现的若干问题，对于BIM技术推广应用具有一定指引性意义。我们相信，随着BIM技术的不断发展，BIM技术在施工组织协调管理方面的应用将变得越来越成熟，一种新型的基于BIM技术的施工技术协调管理模式将以其高效率、易操作等特点快速获得人们的认可。