信息化管理策略在房屋建筑工程管理中的应用

王宁栽

随着房屋建筑工程规模不断增大，对工程管理的要求越来越高。传统的工程管理方式已经难以满足现代化建筑的需求。BIM 技术作为一种全新的建筑行业管理工具，以其三维建模、信息化、协同化等特点，在房屋建筑工程管理中具有广泛的应用前景。

1 BIM 概述

1.1 BIM概念

BIM 技术在房屋建筑工程管理中的应用，是信息化管理策略的重要组成部分。在BIM 模型中，不仅包含了建筑物的几何信息，还包含了材料属性、设备性能、施工过程等丰富的属性信息。这些信息通过数字化的方式进行整合，使得项目的各个参与方（如设计师、施工方、业主等）能够实时地获取项目的详细信息，提高沟通效率，降低错误率和成本[1]。BIM 技术的应用，有助于实现房屋建筑工程的智能化管理。通过BIM 模型，可以进行各种模拟分析，如结构分析、能耗分析、光照分析等，为项目的设计和施工提供科学的依据。同时，BIM 技术还可以实现项目的信息化管理，如进度管理、成本管理、质量管理等，提高项目管理效率。

1.2 BIM技术特征

BIM 技术特征具体为：第1，三维建模。BIM 技术的核心是三维建模，它能够直观地展示建筑物的外观和内部结构，使得设计者和施工者能够更直观地理解项目的设计和施工要求。第2，信息集成。BIM 模型不仅仅包含了建筑的几何信息，还包含了大量的非几何信息，如材料属性、设备性能、成本预算等。这些信息与模型紧密关联，使得模型成为一个全面的项目管理工具[2]。第3，协同工作。BIM技术支持多人在线协同工作，各参与方可以在同一模型上进行查看和修改，实现了项目信息的实时更新和共享。第4，模拟分析。BIM 技术可以进行各种模拟分析，如结构分析、能耗分析、光照分析等，帮助设计师和施工者更好地优化项目设计和施工方案。第5，智能化。BIM 技术支持自动化和智能化的施工管理，如自动生成施工图、自动计算材料用量等，提高了施工的效率和准确性。

2 BIM 技术在房屋建筑工程管理中的应用价值

2.1 设计阶段应用价值

BIM 技术允许设计师创建一个数字化的建筑模型，这个模型不仅包含建筑的几何信息，还包含了材料属性、设备性能、结构分析等丰富的属性信息。通过BIM 模型，设计师可以进行各种模拟和分析，如结构分析、能耗分析、光照分析等，以预测建筑在实际建造和使用过程中的表现。

此模拟能力使得设计更加科学合理，可以及时发现和解决设计中的问题，从而提高设计质量。与传统的二维CAD 绘图相比，BIM 技术支持三维建模，使得设计工作更加直观和易于理解。设计师可以更加直观地看到建筑的空间关系和细节，便于沟通和修改。

此外，BIM 模型是参数化的，一旦修改了模型的某个参数，与之相关的所有信息都会自动更新，大大减少了手动修改的工作量。这些特性使得BIM 技术在设计阶段可以显著提高设计效率[3]。并且在房屋建筑工程中，设计变更较为常见，BIM 技术可以有效管理设计变更，当设计需要变更时，只需在BIM 模型中进行修改，所有的相关资料和信息都会自动更新，避免因为设计变更而产生的错误和遗漏，提高工程管理的效率和质量。

2.2 施工阶段应用价值

通过BIM 模型，施工人员可以对建筑物的各个部分进行详细的模拟，提前发现设计中的问题，避免在实际施工中出现差错，确保施工人员制订出更加合理、高效的施工方案，提高施工质量和效率，并且BIM 技术可以对工程中的各种资源进行有效管理，包括人力、材料、设备等。通过BIM模型，施工人员可以实时了解工程进度，合理分配资源，避免资源浪费。

3 工程概况

3.1 项目介绍

本研究案例取材于上海市A 地块项目，建筑面积134604.4 m2，租赁住房为25 层，高度77.9 m；可售住宅为12 ～13 层，高度38.1 ～41.15 m；保障住宅为8层，高度25.5 m；会所两层，高度9.6 m；四层配套商业高度为18 m。建筑物采用了一级防火标准，建筑的防水策略保持了严谨性，屋面和地下室均采用高级别的防水标准，均为一级规格。在结构设计上，采用创混合模式，即框架-核心筒结构，特别加强对八级地震冲击的抵御能力，对于地下空间，底层的框架-剪力墙系统设定了较高的抗震防护等级为三级，而地上的所有楼层则提升到了更严格的二级标准。BIM 技术的应用策略聚焦于项目的关键环节，特别是在1 号楼及其部分地下车库的设计中，包括了精细的土木工程、坚固的结构体系，以及高效的机电安装系统集成，这是技术核心所在。

本项目为大规模的房建工程，其特征表现为建筑范围广泛、楼层耸立、时间紧迫以及涉及的参与者繁多，对施工进程提出系列严谨的需求：第1，鉴于工程规模宏大、建设时间跨度长、资金投入巨大，该工程不仅是个独立的实体系统，更与周围环境和事物形成深度互动。任何疏漏都可能导致严重的影响；长时间的施工期则暗示着更多不可预见的风险，决策的复杂性和压力也随之提升；巨额投资的同时，意味着潜在的高回报与高风险并存。第2，由于工程施工复杂性较强、成本较高，因此需强化防火设计，以保障高层人员在火灾中的安全，施工期间还需应对日照、强风等自然因素的挑战。第3，由于参与方众多，问题解决需要多方协商，协调工作复杂，风险分担机制也相应复杂。另外，不同参与方的标准差异可能在信息传递中引发混乱。

3.2 工程BIM实施路径

3.2.1 总体目标

在BIM 策略的初始设定中，确定其整体目标至关关键，这将直接影响到这项技术在建筑项目中的具体运用深度和广度[4]。首要任务是揭示BIM技术潜藏的巨大效益，例如优化作业流程、加速项目进度、节约成本并强化工程质量，这些潜在优势对于工程实施的推进具有决定性作用。通过全面融入BIM技术，构建BIM实施框架，在投标阶段能为施工单位提供撰写标书的坚实基础。在项目初期，BIM 技术能辅助深化设计，施工期间则作为管理和协调的核心支持，从而提升施工阶段的精细管理水平，确保实物与数字模型的无缝对接。

3.2.2 实施计划

在工程筹备阶段，为了保证BIM实施目标的顺利达成，拟定了全面BIM 应用执行策略[5]。项目的执行序列和建筑信息模型数据的构建流程在计划中被明确地划分和规定，随着项目进度的实时更新，预先生成的数据信息将支持管理工作，确保BIM 技术的实际应用能够有效地执行。

3.3 项目BIM模型构建

3.3.1 模型精细要求

建筑模型的构建涉及广泛的专业合作，其标准化程度的差异可能导致效率低下。为解决这一问题，美国建筑师协会引入了LOD（发展等级）这一全球通用标准，将模型细致程度分为5 个等级，从LOD100 至LOD500，逐步提升模型的复杂性和准确性。中国BIM 研究者采纳了相同的分类体系，以强化国内建筑业与国际间的无缝对接。在实际操作中，针对建筑的不同需求，可以选择相应的LOD 级别创建模型[6]。LOD100 模型仅为建筑物的宏观框架提供基础框架，LOD200 则着重于表面质感、平面填充以及元数据的融入。LOD300 层次更进一步，它揭示了建筑元素和节点的详尽设计图纸，而LOD400 则深入探讨了材料特性的深层次理解，连同制造过程和施工策略。LOD500 模型则如实地模拟了实际安装环境。本文构建的BIM 模型核心目标是通过BIM技术的实际应用，为施工阶段提供明确的导航。为了保证模型在施工过程中精准无误的指导，我们的设计标准主要集中在LOD300 到LOD400 的精细级别上。

3.3.2 模型构建过程

结构模型。在结构设计初期，依据详细的二维设计图纸，精确地设定关键的高度数据和楼层组件等要素。鉴于项目图纸繁多且信息密集，为了确保准确性，采取系统化策略，将各类专业图纸和各楼层资料分类整理，采用块图技术进行智能化管理。借助CAD 集成功能，我们将这些图纸无缝链接到建模平台上，设定统一的测量单位为毫米（mm）。利用先进的计算机辅助技术和预设的软件指令，实现三维建筑模型的自动化构建。在此过程中，人工核查和修正环节不可或缺，以填充可能遗漏的详细信息和施工方法，确保模型的完整性。模型建立完毕后，严谨地进行精度检验，确保其符合预定标准，然后进行全面的模型审核，以保证最终成果的质量。

建筑模型。建构建筑模型的前提是构建结构模型，涉及到门窗、开口、墙体等非结构元素的创建。对于软件平台上未涵盖的系统组件，需进行独立重建，其绘制过程大致与构造结构模型的步骤相同。在绘图结束后，重要的是验证整个模型的精确度是否符合标准，并执行模型的合规性检验，此工程的建筑BIM 模型同样划分为地下和地上的两个部分。

机电安装模型。机电安装的BIM模型主要涵盖给排水、暖通空调和电气三大领域，每个领域又细分多个子系统，在构建过程中，通过预先设定的项目模板文件和各系统颜色编码，可在软件平台上绘制各专业的BIM 模型。对于给排水部分，由于缺乏明确的标高信息，所有管道通常按照紧贴梁底的高度布局，其计算公式为：高度=结构层高度-梁高-安装间距-半径-保温层厚度。

暖通空调的专业特性要求在设计图纸仅标注平面位置的情况下，需精确设定各个组件的垂直位置。利用BIM 技术的三维可视化设计，能更清晰地理解各系统，有助于施工指导，防止返工等问题。电气系统则由强电、弱电和消防系统构成，强电通常采用电缆桥架设计，弱电则多用槽式桥架。在构建桥架模型时，若需连接纵向和横向桥架，须先在纵向桥架生成三通配件，然后与横向桥架对接。电缆桥架敷设遵循最高布置原则。

4 房建工程管理中BIM 技术的应用

4.1 设计阶段应用

BIM 技术的应用革新了土建专业中门窗预留开口、预置物件布局以及复杂构造部分的详尽施工图纸设计流程。特别是对关键节点和质量控制环节的优化，BIM 技术解决了传统方法中的钢筋布置难题，以及施工步骤的混乱，精准引导现场实施，避免施工过程中可能的误操作和返工成本。本研究将安装工作划分为多个区域和子系统，实现了对1457 个预留孔洞的精确定位，约带来大约人民币10 万元的成本节省。

借助BIM 技术来推动机电设备的详细设计过程，涵盖了全面的管道布局图和线路布置图的深化设计。通过运用BIM 技术的冲突检测和净空分析等特性，能有效处理给排水、供暖、电气、通风与空调系统的各类管道布局方案，确保为设备以及管道留出充足的作业空间，并且最小化管道的空间占用。

BIM 技术在深度设计验证后，能生成具有高度实用价值的二维和三维可视化模型，有效地引领实际施工现场操作。在地下室的机电安装项目中，通过精细化模拟，对管道布局进行了深度改造，采用创新标准化支架系统，重新规划了支架的布局路径，显著地降低支架需求，削减超过40%的支架用量。此外，精确的三维建模使管道走向得以优化，从而在确保功能性的同时，节省了大约20%的管道材料。这项技术的应用还明确了施工步骤，极大地提高了机电设备安装定位的精准度和效率，避免了不必要的变更和返工，显著提升了工程效益。

4.2 实施阶段应用

在建筑施工过程中，会生成大量超出常规想象的数据。在传统的施工操作中，依赖人力来收集这些数据，而由于缺乏高效工具，数据采集往往滞后，无法充分利用，导致了施工信息管理的复杂性。另外，软件应用的标准不一也是造成信息格式混乱的关键因素，进一步加大了信息管理的挑战，为解决上述问题，将BIM 技术应用于信息化建设：第1，利用3D 信息建模技术，解决了建设难点问题；针对该工程属于高层结构，建设过程中存在的各种难题，建立了工程BIM 的3D 建模方法，并利用BIM 对其进行建模，解决其在信息化过程中遇到的问题；在此基础上，利用二次撞击检测预防工程冲突，对管线、支护布置进行优化。第2，构建一体化的基础设施，为企业的信息化建设提供支撑。以BIM 为基础，通过对工程建设进行动态监测，建立一体化的数据仓库，实现与工程建设的实时同步，实现了对人员、材料和设备等各方面的全面了解。在此基础上，对工程资源进行优化配置与调度，对所需的物资进行统计分析，对所需物资进行有效的预测，保证工程建设过程中所需的物资有计划性地进行准备，并对各种资源进行有效的信息化管理。

在运维阶段，BIM 技术的应用可以提高效率和质量，减少错误和返工。通过运维阶段的BIM 应用，可以更好地理解建筑物的结构和功能，合理安排工作和资源，提高质量和效率。

BIM 技术在运维阶段的应用主要包括以下几个方面：第1，设施管理：运维人员可以对建筑物的各种设施进行管理和维护，如电梯、空调和照明等，提高运维的效率和质量。第2，能源管理：运维人员可以对建筑物的能源消耗进行监控和管理，如电力、水和燃气等，提高能源的使用效率，降低能源成本。第3，空间管理：运维人员可以对建筑物的空间进行管理和分配，如办公室、会议室和仓库等，提高空间的利用效率，满足各种需求。

5 结语

BIM 技术在房屋建筑工程管理中的应用具有显著的优势，可提高工程设计质量、施工质量和运维效率。随着BIM 技术的不断发展和完善，相信在未来的房屋建筑行业中，BIM 技术将发挥越来越重要的作用。我国房屋建筑行业应积极探索BIM 技术的应用，推动建筑行业的现代化发展。