建筑工程管理中BIM技术的运用分析

建筑工程管理中BIM技术的运用分析

李淑蓓1, ,叶军伟2

1.    丽水市莲都区国有资产投资经营有限公司  浙江省丽水市  323000

2.丽水市莲都区白口数字经济发展有限公司  浙江省丽水市  323000

摘要：现阶段，随着我国经济发展速度的不断加快，城镇化发展的速度也越来越快，建筑工程的施工规模越来越大。但是，就当下建筑施工的实际情况而言，由于建筑工程的施工过程较为复杂，其持续时间较长，以至于在管理过程中极易出现问题，因此相关管理部门在进行建筑施工时应加大对建筑工程的管理力度。在建筑工程施工管理中应用BIM技术，可以使建筑工程项目更具可视化与立体化，该技术能够更加直观地将整个建筑过程展现出来，便于全体工作人员对施工各环节的质量和进程进行全面的了解，方便相关管理人员对施工全过程进行管理，在提高建筑项目质量的基础上推动建筑企业的发展步伐。

关键词：BIM技术，建筑工程施工管理，有效应用

中图分类号：TU71                文献标识码：A

引言

BIM技术为建筑工程项目管理工作的开展提出了新思路，为工程进度管理、成本管理、质量管理以及安全管理工作的优化实施提供了更为先进的技术支撑，保证在降低管理工作量的同时提高管理成效，以此为建筑工程项目建设的顺利展开提供支持。在当前的研究中，更多的是针对BIM技术在建筑工程深化设计、质量管理等方面的应用做出论述，但是现有研究在利用BIM技术完成建筑工程项目管理中所有工作内容方面的探索与实践较为缺乏，并没有全面发挥出BIM技术的作用与价值，建筑工程管理工作的提升空间仍较大。

1 BIM技术理论支持

BIM技术作为一项先进的建筑工程管理技术，其理论技术重点在于以下几个方面：首先，运用该技术可以建立完善的数据三维分析平台，通过数据分析将图纸变得更加立体，管理者可以通过图纸对施工现场、施工过程进行管理控制。其次，该技术所分析的各项数据并不是独立存在的，具有一定的关联性，能够在信息资源同步的同时对其进行整合，使数据之间具有更强的交互性特点，有利于让管理者根据多项数据进行优化分析，制定更加完善有效的管理制度。同时，管理者也可以利用数据之间的交互性特点，对各项数据进行分析，有效监控各个施工环节及管理过程，真正实现精准高效的远程监控。最后，运用BIM技术也可以使建筑工程项目管理者随时随地介入质量管理的内容决策当中，并根据实际数据及项目效益判断项目成果，做出最积极的反应决策。

2 BIM技术在施工中应用的优势

2.1 提升管理效率的需要

就当下而言，工程项目的施工环节众多，现场勘查、主体设计、施工材料及设备管理、施工建设、施工过程监理、竣工验收等环节属于建筑工程项目中的主要环节。其中施工建设作为上述众多环节中的核心环节，其施工周期最长且安全管理的压力最大，它对建筑工程项目实施的顺利与否有着直接的关系。复杂性与高危性是建筑项目施工过程中的显著特点，因此相关工作人员应协调好施工各主体信息之间的交流，确保施工过程中各部门之间能够互相协同、高效工作。传统施工项目管理中的信息化管理工具较为落后，其技术不够先进，故不能将建筑项目中的重要信息全面地表达出来，从而造成了一定的局限性，严重阻碍了施工管理工作的开展。此外，传统的施工技术其施工图纸一般使用二维技术，该技术只能展现建筑设计的结构却无法将建筑项目的具体参数信息展现出来，因此管理人员不能直观了解施工的具体过程和建筑的内部结构。除此之外，传统信息管理模式多通过人工的方式进行信息间的传递和沟通，这使得信息传递和沟通的效率降低，以至于管理人员无法第一时间对施工过程中出现的问题进行处理，增大了施工管理难度。

2.2 提高工程管理的具象性

在建筑工程管理及施工过程中，工程量计算是直接影响工程造价、工程进度、工程质量的主要环节，一旦某一计算环节出现问题，就会打乱整个项目施工计划，导致成本升高、延误工期等问题。因此，运用BIM技术可以更加全面地获取工程量信息、数据，得到更加准确的计算结果。还可以运用各种专项计算软件为不同建筑场景提供虚拟模型，有效保障工程的实效与质量。比如，在建筑工程管理过程中运用BIM技术可以使整个管理过程、管理成果清晰可见，通过各种立体的动态数据，以及动态图像打造可视化的5D施工管理图像，使管理人员及施工人员对施工过程中所存在的问题进行直观分析，更加有针对性地优化施工流程，提高施工质量。除此之外，在施工过程中合理运用BIM技术，也可以实现施工管理的有效控制，通过立体图像及立体数据分析可能会出现的结构损伤、材料不合格等问题，保证施工管理的质量，提高施工管理的有效性。

2.3 BIM技术的模拟性能突出

例如，可模拟设计中的信息，化抽象为形象，实现建筑物性能分析仿真；可借助BIM技术实现紧急疏散模拟、日照模拟，以便工程人员更加直观地明确场景内容；能够实现施工仿真模拟，模拟、优化施工方案、自动计算工程量、消除现场施工过程干扰或施工工艺冲突；能够实现施工进度模拟，建立BIM技术与施工进度计划的联系，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，直观、精确地反映整个施工过程。同时，还可模拟建筑工程项目移交建设单位后的运营。此外，BIM技术的模拟性有利于造价控制工作的高效开展，可在顺利推进施工进程的同时取得突出的经济效益。

2.4 节约材料，降低成本

建筑项目施工成本涉及各个环节，其中材料成本在整个建筑成本中所占的比例非常大。由于传统的工程建设管理模式较为粗放和单一，以至于材料使用不合理、施工人员对物料需求预算出现误差、材料浪费等现象层出不穷，从而加大了建筑工程的总成本。而BIM技术则能很好地避免上述问题的发生，最主要原因是其具有数据处理功能，能够结合建筑结构的参数对施工过程中所用材料的规格和数量进行计算，工作人员可按照计算数据购买建筑材料，避免材料浪费的现象发生，既提高了材料的利用率，又降低了施工的成本。

2.5 加强建筑管理信息化特点

与其他工作项目及产品不同，建筑工程规模较大，无法在短时间内完成。因此，在施工过程中必须保持良好的管理质量，保障施工安全与施工质量。建筑项目管理人员必须采取有效的管理措施，提高管理质量。在传统的管理方法中有诸多不足之处，比如信息传递慢、信息传递不准确都有可能引发安全风险。随着当下信息技术的持续发展，以网络技术为核心的BIM技术，可以运用计算机系统建立高质量的信息传播体系，有利于管理者更好地展开建筑工程项目管理。比如，在传统的建筑项目管理工作中，主要是通过纸质媒介与各个部门进行信息交流，在此过程中极易出现信息传递不及时、信息传递断层、信息传递不准确、信息反馈不到位等问题，这不仅影响了工程管理的质量，也导致工程管理制度无法全面落实，影响了高质量的工程建设。运用BIM技术可以建立一体化工程数据库，实现信息传递的精准化与快速化，建筑企业项目管理，以及各个部门都可以参与到信息共享当中，加强信息的交流与传递，有效提高信息技术及互联网技术的应用价值，为建筑工程管理带来更好的促进作用。

3 BIM技术应用中存在的问题

在实际展开项目管理的过程中，该项目工程量较大、工期紧张、生产任务繁重，而且对于施工质量要求较高，实际项目管理主要面临的挑战包括以下四个方面：（1）深化设计环节，在预制构件碰撞检查的过程中，对于检查精度要求较高，需达到钢筋级别，而传统二级图纸无法达到检测精度要求；（2）构件生产环节，构件生产质量对于施工效果有着直接影响，生产厂家对于设计图纸的理解以及供货能力直接影响着构件的质量和供应效率，若厂家无法充分了解设计意图，明确构件生产要点以及质量要求，可能会使得生产出来的构件不符合施工要求，对于施工质量和进度都将会产生不良影响；（3）施工环节，装配式建筑对于构件现场安装施工有着较高的要求，想要确保构件能够快速、准确的安装到位，保障拼装效果，也需要先进技术措施的支持；（4）统筹协调难度较大，实际项目实施过程中涉及到的专业以及单位数量较多，在施工进度、现场空间以及施工费用等方面牵涉广泛，对于项目参与者之间沟通的有效性有着极高的要求，若项目推进过程中，各参与方信息同步不及时、沟通不到位，不仅可能会影响施工进度，甚至会造成工作失误情况，如延长设计时间、增加施工成本等。

4 BIM技术在建筑工程管理中的应用措施

4.1 施工成本管理

（1）资源配置方面的施工成本管理。在BIM软件内导入人工工日相关信息，即可完成项目中不同构件施工需要完成的工程量、定额价与市场价等信息，为施工成本管理工作的高效展开提供有力支持。同时，在前期进行双代号网络图以及横道图绘制的过程中，可以在其中输入人力、材料以及机械设备投放量，完成施工资源配置方案的确定，并参考相应内容实施资源合理配置，从而达到有效管控建筑工程施工成本的效果。在此过程中，需要完成建筑工程施工机具需求量、人工需求量、主要施工材料需求量、构件与半成品需求量等内容的确定，尽可能以表格的形式展示出来。节选工程中部分施工材料的需求量表进行说明。依托BIM技术的应用，可以实现对施工资源的直观、便捷、快速统计与合理配置，促使施工资源利用率达到最理想水平，有效规避施工资源分配不均、资源浪费等问题的发生，支持施工成本的合理控制，同时也可以达到缩短施工工期的效果。（2）场地布置方面的施工成本管理。由于工程建设地位于区域繁华地段，因此，实际施工中可以利用的土地面积较小，提升了施工现场布置的难度。为了更好地应对这一问题，在工程中主要引入了BIM技术完成施工现场布置，使现场场地狭小这一缺陷的影响降至最低，获取最大的施工现场场地利用率。在此基础上，还根据已经完成布置的三维场地规划，进行构件数量、价格等数据的确定与计算，并对相应数据实施汇总处理，结合公式编辑完成对施工场地布置材料用量以及总体价格成本的自动化统计与输出，提升成本管理工作的便捷程度。

4.2 结构碰撞检测

在确定了整个结构模式具有科学性和可操作性后，各专业的模具师与设计者（若工程已完成，则由承包人进行核对和验证）进行建筑施工中的钢结构深化设计。在此过程中，通过对BIM基础模型的均衡与协调，使碰撞检测的功能得以应用，能够及时发现各专业间的碰撞、误、漏等问题，使各专业问题得到及时处理，减少建筑主体结构与BIM模型之间冲突，避免在施工过程中出现回料、停止施工等问题，减少设计变更，保证建筑项目按期完工。对碰撞检测过程进行设计，具体步骤为：编制Revit，完成后导出所有的专业数据和数据模型数据，从NWC文件中下载Navisworks（Revit版本数据不能直接输出）。Revit模型在输出.nwc文件后，只需要单击Navisworks manage中的一个附件，就可以将所有的.nwc文件进行合并，这样就可以得到一个新的集成模型，然后点击右边的选择树，选择“碰撞点查看”就可以看到钢结构中的碰撞点与碰撞数据。在碰撞检测中，不合理的碰撞点与空间位置交叉点将以阴影的方式在界面中呈现。操作界面手动调整模型中不符合规范的碰撞点，点击更新与生成模型，对完成碰撞处理后的模型进行整改。再按照上述步骤进行钢结构节点的碰撞测试，直到安装结构中显示不存在碰撞点，此时，点击界面中的保存，即可完成对建筑工程中钢结构的深化设计。

4.3 设计中的应用

在建筑项目管理过程中，项目规划设计是决定项目工程质量及实际效益的重要阶段，只有把握好建筑产品及当地市场信息，才能够制订完善的计划，使建筑项目获得良好的经济效益。BIM技术具有较强的数据整合特点，可以为建筑项目的规划设计提供可靠的技术支持和数据支持。比如，在传统的建筑项目规划设计阶段，施工管理人员及相关负责人员需要花费大量的人力物力获得各项规划的数据信息，并通过严格的运算保障数据的准确性。运用BIM技术可以有效解决这一问题。首先，可通过BIM技术加强各部门之间的有效沟通，提高各部门信息传递的准确性，使建筑工程师、设计师及时了解建筑单位的设计要求。其次，可以运用BIM技术将建筑工程项目进行三维建模，打造出4D或5D立体图形，使建筑项目的要求及条件更加直观清晰。而且，BIM技术也可以为设计者提供良好的设计平台，比如通过4D或5D立体模型可以更加有效地避免部分线缆与管道存在的碰撞，使建筑物的通风、采暖等设计部分更加科学。因此，基于BIM技术展开的项目规划设计可以更加精准地分析建筑施工过程中存在的各种问题，并得出准确的结论，能够有效提高建筑项目规划设计阶段所需信息的准确性和可靠性，也有利于降低建筑成本、缩短建筑工期，对提高建筑工程质量有着十分积极的作用。

4.4 工程进度方面

任何建筑工程项目都有一定的工程施工时间。有关部门在建筑工程施工时都需要按照提前拟好的合约进行科学的工程施工规划,一方面能够保证工程施工能够在工期内如期完成,另一方面能够保证施工的安全。工作人员需在施工前进行施工现场的勘察工作,整理工程建筑材料信息以及检查好机械设备数量、质量等信息,对施工状况进行预估。这种管理方式不仅复杂程度高,而且会耗费大量的工作时间。通过对BIM技术进行运用,业主方能够以项目的建设规范条件为主要根据,向项目管理方提交相应的信息资源。BIM的运用可以实现三维模式的建立,增强计算的准确性。同时,对BIM技术加以运用还可以实现相关模式的建立,对实际的工作量做出精确的测算,达到工程进度计划表和预期管理目标与模式的有效融合。应用BIM技术的信息模型可以建立工程进度目标体系,使得工程质量更好、建造速度更快,更加明确地体现出预期目的。在施工时使得各工种配合密切,减少出错几率。运用BIM技术实现了4D模式的建立,对可视化特点加以运用,能够对相关工作人员、工程材料、工程机械设备进行合理的配置。

4.5 精装修配合管理

针对建筑工程中的精装修配合问题，也可通过引入BIM技术对其进行管理。在以往的CAD设计中，各个部分都是相互独立的，但应用BIM技术后，通过创建各个部分的结构模型，将其在计算机上模拟并相互连接，可实现对其在线配合的仿真。在配合管理过程中，产生的数据均可以通过计算机模型计算完成，确定各个设计单元之间的关系。在这一管理阶段，还可实现对精装修配合中涉及工程量进行自动统计。尽管多次计价可以确保工程造价逐步深化，逐步细化，逐步逼近真实的造价，但同时也会增加工程造价的管理工作，导致很多大型建筑公司在实际操作中，只注重一头一尾两个价钱，而对过程中的成本管理却是彻底忽视，因此往往项目完成后，实际成本与原先的预算相差甚远，到那时想要采取行动已是为时已晚。针对这一问题，利用BIM技术的建模，可以使建筑、结构、机电等信息在一开始就能得到完整、高效的信息，同时还能对工程量进行精确、快捷地统计、分析，从而达到对工程成本的有效控制。

4.6 工程信息管理方面

工程建设项目由多个参与方共同参与,如开发商、建筑师、项目经理等。在传统的工程信息管理中每一个参与人员所做的工作通常是独立进行的,导致信息无法进行有效的流通交换。BIM技术的应用有效促进了建筑施工行业的发展,充分发挥了自身的优势,将复杂的施工环节简洁化。随着不断的发展,我国已经有了比较成熟的项目管理平台,有效地推动了我国建筑业的发展。广联达BIM5D的核心业务是施工管理,其能够有效地管理施工项目的成本、质量和进度等因素,并将这些数据传输到模型上,便于管理人员开展管理工作。BIM模型中包含着工程的全部信息,通过BIM技术建立工程信息管理平台,能够帮助工程项目参与者及时有效地进行信息资源的共享,最大程度提升工程施工效率,便于工程项目的参与者既高效又便捷地开展工作。

4.7 管线综合优化管理

基于传统建模、碰撞、调整这一基本管理流程的基础上，为更加靠近施工现场的核心需求，紧贴图纸会审，建立BIM模型，针对存在的问题生成相应的报告，以此使管线综合模型基于现场并回归现场。施工单位从头到尾都应当以利用BIM技术建立的三维模型作为基础，凡涉及施工隔墙、精装吊顶、设备选型等变更或洽谈时，应遵循并尊重双方协商一致后的管综排布方案，并根据三维和二维深化图纸进行检查和验收。根据业主的要求，由设计单位和监理单位参与BIM工程的所有工作，包括使用功能、强制规范、质量要求等，并由双方签字盖章，给出详细的工程设计图纸。BIM管道的全面深化工作，既要求各方面的支持和技术力量的完善，又要建立健全的管理体系和规范的执行标准。项目小组在多个工程中制定一套管综协调管理方法，并与各分包单位签订合同，合同中职责划分、制度明确、奖惩有度，为下一阶段的机电一体化施工提供技术保证，同时也为现有的工程建设提供了有力的保障。

4.8 施工质量管理

第一，事中质量控制。1）可视化施工技术交底中的模型渲染。在BIM技术的支持下，能够实现对三维模型的渲染，以此实现对更为真实场景的直观展现，促使制作的项目三维模型更加接近实际情况，为各方参建人员迅速、直观地了解项目以及建筑内容提供支持。2）可视化施工技术交底中的漫游与VR技术。依托漫游与VR技术的利用，能够在实际施工前更为真实的感受、了解施工现场，且对于一些较为复杂的施工工序，也可以利用这样。3）可视化施工交底中的二维码制作。应用二维码的形式针对三维模型中所有构件信息进行存储与展现，可确保施工人员能够在实际施工过程中更为准确、全面地了解各类构件信息，明确构件平面位置、细节要求、施工参数，确保施工质量水平达到预期。第二，事后质量控制。在质量管理工作中，主要依托BIM技术完成了施工项目所有数据信息的汇总分析，并以此为基础完成对施工质量问题的确定以及可行性解决方案的制定，并分类保存在信息库内，为后续同类工程的展开以及施工质量问题的解决提供参考。同时，还结合BIM技术形成了技术文件（电子版）以及质量检验数字报告，为完成施工后的质量审核工作提供支持，缩减竣工验收时间，提升实施工作效率。

5 BIM技术应用的发展趋势

5.1 BIM创新应用

在建筑行业,可以将AR科技(增强现实科技)和BIM结合使用,结合BIM模型和实际场景。例如工程项目的土建人员在施工完毕后安装机电器具的过程中,使用移动装置观察实际场景,能够将未来要装配的机械器具模型投影在画面中,从而引导工人现场施工,并随时查看施工进展是否满足设计要求。还可以使工程师和施工人员在施工前就看到设计模型并在施工现场装配好成品,从而极大地提高施工效率,减少施工成本。

5.2 BIM与绿色建筑

现阶段,由于国人的生活水平愈来愈高,对住宅环境与建筑品质的需求也愈来愈高。将BIM技术应用到施工建设项目中,能够有效促进施工进程的开展,促进建筑施工的环保发展,提升施工的整体效率,是未来建筑施工的主要发展方向。BIM技术能够帮助管理团队提出一套符合现在发展方向的方案,为建筑施工的绿色发展提供有效的支撑。

5.3 BIM与建筑外观

随着时代发展人们的审美水平也在不断提高,人们不仅对建筑物的质量提出了更高的要求,对于建筑物外观的要求也随之升高。我国目前的城市化进程不断完善,建筑工程的外观形态和给排水结构也越来越复杂,传统的施工工艺和管线布设无法到达工程施工的技术要求,因此需要在其中结合BIM技术。BIM技术的广泛运用,利用了BIM设计模块化和设计参数化的特点,有利于提高建模工作效率,使异形结构设计得到飞速和长远发展,设计过程更加标准化、流程化,能准确地收集到所需信息,使得相应的数据分析和数据传递效率更高。在此基础上,技术人员需要结合施工建设的整体标准进行制度的确立,将BIM技术充分落实下去,提升设计师的整体设计水准。

6 结束语

近年来,我国对于BIM技术应用的重视程度越来越大,使得该技术在我国建筑领域中取得了重大的突破。以BIM技术与当下新技术、新方法的联合应用为突破口,推动我国建筑业在信息化浪潮下取得飞速发展。本文从工程进度、勘察设计、工程造价、质量管理和工程信息管理五个方面入手,在展望BIM技术创新性联合应用的基础上,简要介绍了BIM技术的应用现状、特点及新发展趋势,希望能够推动我国建筑业的进一步发展。

参考文献：

[1] 陈宁,管校宜.BIM技术在建筑工程设计管理中的应用分析[J].居舍,2019(19):26.

[2] 陈丽娜.BIM技术在建筑工程建设管理中的应用分析[J].建材与装饰,2019(19):174-175.

[3] 何志发.BIM技术在建筑工程设计管理中的应用分析[J].居业,2019(05):63-64.

[4] 周文昉.BIM技术在建筑工程管理中的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(14):37.

[5] 林萍,于庆波.建筑工程管理中BIM技术应用的分析与研究[J].城市建筑,2019,16(12):122-123.

[6] 王亚婷.试分析现阶段建筑工程造价管理中的BIM技术应用[J].居业,2019(01):37+40.

[7] 王中琴.建筑工程管理应用BIM技术的效率提高方法分析[J].信息记录材料,2018,19(12):94-95.

[8] 吕珊琳,张荣芳.分析建筑工程建设管理中BIM技术的应用[J].建材与装饰,2018(45):154-155.