BIM技术在建筑装饰工程项目管理中的应用研究

（长春建筑学院管理学院，吉林 长春 130607 ）

摘要：为提高项目管理水平，提高工程进度并控制其施工成本，引进BIM技术，以某建筑装饰工程项目为例，开展工程管理方法的设计研究。根据视图、基准面、构件、注释、主体结构五个核心要素，创建基于BIM技术的建筑装饰工程项目3D信息模型；将建立的建筑装饰工程项目3D信息模型作为参照，通过录入、深化节点信息，进行建筑装饰工程项目施工的动态模拟；在工程施工前对机械进行动力学仿真，对机械的运行路径、作业人员的作业区域等进行最优选择，实现对装饰设备管线碰撞与冲突的检测；使用project软件，将工程施工中的进度数据录入4D模型中，通过创建计划数据，实现对工程项目的综合管理。实例应用结果证明：按照提出的方法进行建筑装饰工程项目的管理，不仅可以提高工程的进度，还可以使工程项目支出在预期范围内，避免项目建设出现超预算等问题。

关键词：BIM技术；动态模拟；应用；项目管理；冲突检测；建筑装饰工程

中图分类号：TU758.1" " " " " " " 文献标识码：A 文章编号：

Application Research of BIM Technology in the Project Management of Building Decoration Engineering

YAN Bo

（School of Management，Changchun？University？of？Architecture？and？Civil？Engineering，Changchun Jilin 130607，China）

Abstract：In order to improve the project management level，improve the project progress and control its construction cost，the introduction of BIM technology，take a building decoration engineering as an example，to carry out the design research of project management methods.According to the five core elements of view，datum，component，annotation and main structure，create a 3D information model of building decoration engineering based on BIM technology，and take the established 3D information model of building decoration engineering as a reference，by inputting and deepening the node information，implementation of dynamic construction of building decoration engineering，and dynamics simulation of the machinery before engineering construction，the optimal selection of the running path of the machinery and the working area of the operator，realize the detection of the collision and conflict of the decoration equipment pipeline，and using the project software，input the progress data during the project construction into the 4D model，by creating the plan data，realize the comprehensive management of engineering projects.The experimental application results prove that the management of building decoration engineering according to the proposed method can not only improve the progress of the project，but also make the expenditure of the project within the expected range，and avoid the problems of excess and over budget in the project construction.

Keywords：BIM technology;dynamic simulation;application;project management;conflict detection;building decoration engineering

0 引言

相比其他分项工程项目的施工，装饰工程项目施工具有复杂度高、任务量大、涉及专业面广等特点，施工方不仅需要按照规范与标准进行项目的施工，还需要具有较高的专业水平，能够对施工中的机械设备与装饰材料具有足够的了解[1]。尤其在一些大型工程中，装饰施工的难度极高。为解决此方面不足，在提高工程质量的同时，提升工程进度、安全性与可靠性，施工方提出了将数字化技术应用到此类项目的施工管理中，但根据现阶段工程方反馈的信息可知，现有的技术方案在实际应用中根本无法达到预期效果。在经过大量的科研后，有关单位提出了一种全新的技术，即BIM技术。此项技术在计算机工程领域又被称之为建筑信息模型技术，可以根据建筑中各项、各单元的真实信息，建立三维、四维等多维度的建筑模型，利用BIM可以实现对建筑的模拟与仿真[2]。总之，此项技术是一项综合了计算机仿真、虚拟仿真与3D可视化的技术。其中，计算机仿真技术用于在计算机上展示建筑物，虚拟仿真技术用于对建筑物进行虚拟建模，而三维可视化技术用于将2D的建筑物设计图进行三维化[3]。此项技术在工程中的优势较为显著，不仅可以实现在施工中对工程进度、成本、质量的宏观管理，还可以有效解决装饰施工现场存在的管线碰撞、机械布置不合理等问题。为实现对与之方面相关工作的进一步深化，本文引进BIM技术，以吉林省长春市某建筑装饰工程项目为例，开展工程管理方法的设计研究，旨在通过此次设计，为工程的规范化建设、建筑行业的持续化发展提供全面的帮助。

1 基于BIM技术创建建筑装饰工程项目3D信息模型

为实现对建筑装饰工程项目的管理，在此次研究中，引进BIM技术，创建针对建筑装饰工程项目的3D信息模型。在此过程中应明确3D信息模型由若干个基本图元构成，包括视图、基准面、构件、注释、主体结构五个核心要素，具体构成见图1[4]。

参照上述内容，获取建模过程中的建筑图元信息，将相关信息录入Revit建模软件中，在Revit中任何信息都可以被引用或修改，而图元信息仅被作为一个信息的载体，也可以根据建模中的具体需求进行修改。

建筑装饰工程中的主体结构图元是用于设定参数的，例如，在进行建筑墙体的建模时，应输入截面结构层参数，包括各结构层的厚度、材质、颜色、高度等内容[5]。在完成主体结构的创建后，建筑中每个部件的细部模型生成与制造都要依靠与其相关的本体，例如，相关部件的尺寸就可以在暂时性和永久性之间进行变换，自动进行更改。与2D CAD绘图的区别是，在三维空间模型的设计中，需要参考平面、标高和轴向网，生成立体网格，通过对若干网格的交叉、重叠等，生成对应的三维建筑空间[6]。按照上述步骤，对建筑装饰工程项目中的各个细部结构进行参数录入与建模，将各个模型进行组装、拼接，实现基于BIM技术创建建筑装饰工程项目3D信息模型。

2 建筑装饰工程项目施工动态模拟

将建立的建筑装饰工程项目3D信息模型作为参照，通过录入、深化节点信息，进行建筑装饰工程项目施工的动态模拟[7]。此过程见图2。

建筑装饰工程项目施工具有结构复杂、规模庞大、预应力施工困难的大型工程项目，为了更好地实现对工程项目的管理，对3D模型进行4D转化，实现对施工方案的优化，能够直观、准确地反映施工全过程，从而达到缩短工期、降低成本、提高质量的目的[8]。将3D综合信息模型与项目计划相结合，进行4D施工过程的仿真，包括动态空间需求分析和动态安全需求分析，在此基础上，识别施工安全隐患。虚拟施工方案优化流程，也就是以虚拟施工模型为基础，将虚拟施工环境进行组装，对施工工序和关系进行预设，对施工过程和结果进行模拟，对其进行综合分析，识别现行的施工计划方案是否能够满足具体要求、是否需要调整相关参数或工序，从而确定最优方案[9]。

在此过程中，将Revit三维模型与施工计划中的时间节点进行适配，此过程计算公式如下：（1）

式（1）中：为时间节点匹配函数；为Revit三维模型；为点云数据集合；为匹配模板；为第类点云数据；为时间节点。完成时间节点的匹配后，在模型中录入空间数据，即该工程项目的运动轨迹数据，通过对此部分数据的结合，实现对施工过程的动态模拟，此过程计算公式如下：（2）

式（2）中：为空间数据匹配函数；为工程项目的运动轨迹数据；为运动轨迹数据与模型的匹配程度。按照上述方式，将工程相关信息录入到模型中，实现对施工过程的动态模拟[10]。

3 装饰设备管线碰撞与冲突检测

在大型建筑装饰工程项目的管理中，装饰设备和管线的类型非常多，结构也十分复杂，因此，经常会出现一些在管线与管线之间、管线与设备之间、管线与结构构件之间的冲突与碰撞，此种现象会给建筑工程管理带来较多的不便和安全隐患[11]。而将BIM技术应用于管线的三维集成设计中，便能改变这一现状，通过BIM建模，能够“预览”整个建筑装饰工程的内部+结构，对建筑工程进行全方位的“三维检查”，如设备线路和部件的碰撞等[12]。BIM技术能够被应用到整个项目的综合信息管理和设备管道碰撞检测中，通过检测出管线和结构构件之间的冲突碰撞，根据测试结果对施工方案进行调整，最终得到合理的装饰布置方案。

在大型工程施工现场中，机械碰撞是一个普遍存在的问题。由于装饰施工要用到很多机械设备，因此要有很大的机动空间，否则很容易造成机械与建筑的碰撞[13]。

在工程施工前对机械进行动力学仿真，对机械的运行路径、作业人员的作业区域等进行最优选择，有效地防止安全事故的发生。机械建模就是根据机械的几何与运行特点，对其进行动力学建模，并通过对其运行轨迹的仿真实现对机械的冲突检测[14]。例如，通过BIM技术，对吊装施工过程进行可视化分析与优化，对施工现场中的布点、选型等进行三维显示。在施工策划软件中，设定不同机械设备的顶升时间，通过旋转角度来对设备作业过程进行模拟，以避免发生碰撞，从而提升作业的安全性和工作效率。

4 创建计划数据与工程项目综合管理

确保现场无碰撞与冲突后，使用project软件，将工程施工中的进度数据录入4D模型中，按照式（1）～式（2），创建进度计划[15]。在此过程中，操作计算机，在界面移动鼠标打开项目的主菜单，找到“项目信息”功能键后点击此按键，根据工程项目的具体要求，设计对应的项目信息。在此基础上，选择标准的日历，在不同的节点录入该环节的设计施工工期、预期施工成本等信息。完成上述操作后，设置不同环节、多个施工任务之间的依赖关系与关联关系，即在project软件中创建当前任务的前置任务与后续任务，从而实现对某一步骤分项施工中WBS的创建。最后，按照计划书进行资源的创建与分配，以此完成工程管理计划数据的录入。

在管理中，技术人员可以根据现场施工的实际进度，在计算机中调用对应节点的施工数据，通过对节点相关信息的匹配，掌握工程项目施工中是否存在与预设方案偏差的施工行为，以便于及时对现场进度与计划方案进行调整。按照上述方式，完成创建计划数据与工程项目综合管理。

5 实例分析

5.1 工程概况

上文从四个方面，引进BIM技术完成了此次设计，为实现对BIM技术在具体工程项目中应用效果的检验，下面将以吉林省长春市某大型装饰工程项目为例，按照本文提出的方法，进行该项目施工的管理。

为确保实验结果的可靠性，在开展相关研究前，需要先对所选试点工程项目的基本情况展开分析。本次研究的建筑为一类建筑。本次研究的建筑项目面积约为78 291 m2，业主方计划总投资约为7.8亿元，建筑工程项目构成为西侧楼、东侧楼、屋顶幕墙钢桁架，东侧楼地上与地下均为2层（地上局部3层），东侧楼主楼高度为16 m（2层）与18.5 m（3层），建筑整体采用框架结构设计。西侧楼地下2层，地上5层，其中地上结构中有2层属于夹层结构，主体结构的高度为20 m与22 m，此建筑结构为框剪结构，该建筑对应的塔楼部分由2个独立单元结构构成。

掌握该工程项目的基本情况后，对项目所在地的水文地质条件展开分析，相关内容见表1。

经过工程方的勘察，该项目所在地的地下水埋深较深，不会对工程项目的施工造成影响，但每年1月份当环境温度lt;0 ℃时，可能会由于温度过低影响施工进度或工程质量。因此，在环境工程装饰施工现场还需要做好防冻处理。

在上述提出内容的基础上，进行工程项目的施工，为满足装饰施工的规范化需求，按照表2配置施工中的机械设备。

完成建筑装饰工程项目的施工部署后，按照本文提出的方法，进行工程项目的管理。管理过程中，应用BIM技术，创建建筑装饰工程项目3D信息模型，对建筑装饰工程项目的施工进行动态模拟，为避免施工中出现管线冲突等方面的问题，可在模拟施工过程中，进行装饰设备、管线的碰撞与冲突检测，通过在计算机中创建计划数据，基于宏观角度，实现对工程项目的综合管理。

5.2 管理结果与讨论

按照本文方法进行建筑装饰工程项目的管理，管理后，对不同环节的综合管理效果与预期进行对比，通过此种方式，掌握本文方法的应用效果。先按照计划提取不同环节的设计工期，对比管理后项目实际施工工期与设计工期的偏差，其结果见图3。

图3中，a～j分别为主体拆改施工、水电改造施工、木工装饰施工、贴砖施工、面漆施工、壁纸贴铺施工、电气与灯具安装施工、线路安装施工、厨卫吊装施工、地板贴铺施工。

从图3的实验结果看出，使用本文设计的方法进行工程项目管理，可以使建筑装饰工程项目的实际工期在设计工期范围内，通过此种方式，避免工程出现延误等方面的问题。

完成上述研究后，按照上述步骤，对比各阶段施工的设计支出成本与管理后的实际支出成本，其结果见图4。

从图4的实验结果可以看出，各个环节在管理后的实际支出成本≤设计支出成本，说明使用本文方法进行管理，可以有效控制建筑装饰施工的成本。

综合上述分析，得到实验结论：本文此次研究引进的BIM技术在实际应用中效果良好，按照规范进行建筑装饰工程项目的管理，加速了工程的进度，还通过精确控制成本，确保项目支出始终在预期范围内，从而彻底消除了项目建设中可能出现的超出预算和超额支出的风险。

6 结语

装饰工程项目是建筑施工中的一个分项施工项目，属于建筑工程项目中的附属部分，但随着建筑行业发展的突飞猛进，装饰工程也呈现日渐繁荣的趋势。为推动行业的发展，本文研究了BIM技术在建筑装饰工程项目管理中的应用，通过创建建筑装饰工程项目3D信息模型、建筑装饰工程项目施工动态模拟、装饰设备管线碰撞与冲突检测、创建计划数据与工程项目综合管理，开展工程管理方法的设计研究。经过实际项目的应用验证，证明该方法成效显著。不仅能够显著提升工程的进度效率，还能精准把控项目支出，确保其始终在预期预算之内。通过这种方法，成功实现了对项目管理及其他相关工作的全面优化，从而避免了项目建设中可能出现的超额、超预算等风险。

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编辑：刘 岩

基金项目：2022年教育部产学合作协同育人项目（220504459162701）

作者简介：闫 波（1976～），女，吉林省长春市人，教授，硕士，研究方向：房地产开发与管理、工程管理。