許淑珍

（山西電力職業(yè)技術學院，山西 太原 030021）

0 引言

BIM技術自2002年被引進我國建筑施工領域，迄今已走過了21個年頭。BIM技術是一種利用數字化、信息化手段，以相關數據為基礎，構建數字化模型的技術。它可以集成并涵蓋建設項目的全部數據和信息，有助于工程管理人員在前期設計和施工階段對項目進行高效地管理[1]。BIM技術的運用，極大地提高了施工企業(yè)的管理水平，提高了施工質量，它將數據轉化成直觀的三維模型，便于管理人員對工程各個部位進行細致地觀察，了解各方面的信息，以便加強施工過程的細節(jié)管理。本文結合航天高技術應用中心項目，論述了BIM技術的應用與實踐。

1 BIM技術的應用優(yōu)勢

1.1 可視化

BIM技術可視化，就是將建筑工程的信息和數據，如建筑工程的相關設計圖紙、相關要求及標準、施工計劃等信息，在計算機虛擬環(huán)境下，通過三維模型進行精確地模擬并動態(tài)地展現出來。

1.2 協(xié)調性

BIM技術能夠實現建筑信息的整合和共享，通過計算機建立與實際工程施工情況相一致的虛擬三維建筑模型，并可進行施工模擬和優(yōu)化，以便準確找到建筑實體、構件在建筑物中的真實位置，以便對施工進行精確把控，有助于施工過程中協(xié)調統(tǒng)一、有效溝通，避免不合理的施工，降低建設成本，從而提高施工效率[2]。

1.3 信息完整性

BIM技術可以存儲施工過程中的所有數據與信息，通過對數據和信息地掌握和分析，及時找出并解決施工中存在的問題，確保每個施工環(huán)節(jié)能夠順利開展。

1.4 優(yōu)化性

BIM技術集成了工程中的有關信息，通過建模，極大地方便人們對工程中各種數據進行有效地應用。通過對工程分析，找出工程中存在的問題，并對相關的數據和參數進行修正，接著進行工程仿真，直至無問題后才結束。在此基礎上，就能科學地提出最優(yōu)的解決方案。

1.5 可出圖性

BIM技術具備可出圖性，它不僅能提供相關的實時數據信息，通過實時查看建筑物的三維模型，及時獲悉建筑物的信息，還能輸出工程設計圖紙。

2 BIM技術在工程項目建設中的應用實例

2.1 工程概況

航天高科技應用中心工程選址在西安神州五路以東，神舟大道以西，航天中路以南，東長安街北面。該項目用地64565畝，總用地192568.23m2，建筑密度28.59%，容積率2.76，綠化率35.05%，可提供1409個停車泊位。該工程總投資為218000萬元，包括8棟科研辦公樓、廣場、地下車庫及相關的配套設施。在項目計劃的8棟科研樓中，最高的建筑是1號樓97.55m，地上21層，地下3層；其次就是6 號樓，地面16 層，高75.55m；2 號樓，12 層，高54.85m；剩下的3、4、5號樓都是10層，總高46.47m，該項目工程效果圖如圖1所示。該工程采用BIM技術，要求BIM技術管理人員有較強的工作能力，能將BIM技術應用于實際工程中，并能確保工程的質量。

圖1 航天高科技應用中心工程效果圖

2.2 BIM技術在土建施工中的具體應用

2.2.1 優(yōu)化施工圖紙

運用BIM技術，并與施工現場的實際狀況相結合，及時對施工圖紙進行修改，使施工圖紙的設計更加符合實際需要，從而更好地規(guī)避施工過程中存在的問題。在施工圖紙的設計過程中，建立了一個包括空調、水電、土建、裝修等多個專業(yè)的信息化模型，直觀地展示出設備管線的連接點，將2D平面圖和3D管道設計聯系在一起，便于設計人員查看信息。

BIM技術具有的三維可視性和信息完整性的特點，使得有關工作人員能夠對圖紙進行全方位地分析，更好地發(fā)現前期圖紙設計中的不足和問題，以便能夠及時進行糾正。經專家評審，共有50余項設計問題，其中以建筑結構設計、節(jié)能設計、電氣設計等方面的問題最常見。通過與甲方溝通核實，減少了30余處圖紙的修改。與傳統(tǒng)的圖紙會審模式相比，節(jié)約了5個工作日，提高了準確度和效率，也避免了因圖紙設計問題造成的返工、窩工等不必要的損失。

2.2.2 虛擬建造

航天高技術應用中心項目工程量較大，施工周期也比較長，運用BIM技術進行虛擬建造，能使建筑工程的設計更加精確、科學和合理。該項目進行三維模擬施工操作流程的方案如圖2所示，利用對施工過程進行準確地模擬，從而找到在施工中可能存在的問題；在對問題進行分析之后，再對施工方案進行優(yōu)化；然后對相關參數進行調整后，再進行重新模擬，直到施工方案科學、合理。

圖2 施工方案操作流程

利用模擬仿真，可以事先了解到在實際施工過程中會出現的一些問題，可以提前規(guī)避各種不必要的風險。針對問題對施工方法進行優(yōu)化，對資源進行合理分配，可節(jié)約成本，加快進度，進而提升施工質量和效率。

2.2.3 管線碰撞檢查

利用BIM技術進行管線的模擬碰撞檢查，查找出管線交叉嚴重的區(qū)域以及互相碰撞沖突的位置，經過審核后進行管線優(yōu)化。利用BIM技術，還可重新確定各個專業(yè)的管線設置高度以及施工順序，可以提高管線安裝的效率，確保管線的后續(xù)正常使用及安全[3]。

在該工程中，BIM技術被應用于科研辦公樓、地下室和下沉廣場等復雜區(qū)域的管線優(yōu)化，建立了管線碰撞模型，其中地下室部分的模型如圖3所示。通過BIM技術將管線三維可視化，分析得出該管線的碰撞報告，找出了300多處管線問題，及時結合三維信息模型，對管線的設計和安裝方案進行優(yōu)化，從而保證各個專業(yè)管線的合理性。如此，該工程在安裝過程中就沒有出現嚴重的管線碰撞問題，極大地縮短了安裝工期，提高了管線施工效率。

圖3 管線模型

2.2.4 施工進度的控制

將BIM技術用于項目進度管理，具體內容包括制定和優(yōu)化施工進度計劃，實時跟蹤進度計劃，對項目計劃的偏差進行分析，對以往的計劃進行總結分析；可將BIM技術運用于項目的總計劃、分階段計劃、周計劃、日計劃；通過三維模擬等手段，可以對工程進度進行分析，利用施工進度實際控制指數實現對工程進度地控制。通過BIM技術，可對工程進度全面優(yōu)化，優(yōu)化工程協(xié)作及銜接，縮短施工周期；此外，以便從多個角度著手，把握好工程的關鍵環(huán)節(jié)和重點工作，加快工程進度，實現工程進度目標；同時，以便項目經理能夠對項目進度有完整和全面地了解，進而做出更加合理的決策。

該項目采用BIM技術對項目建設過程中的各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測，獲得項目建設過程中的相關數據和信息，對項目建設過程進行及時分析，從而對項目建設過程進行適時優(yōu)化。該項目通過對施工進度的有效控制，相比原計劃方案縮短了7個工作日，提高了施工效率。

2.2.5 施工成本的管理

為了有效解決施工成本管理中的問題，該項目借助BIM技術對施工過程的成本進行管理。該項目工程量極大，如果采用傳統(tǒng)的成本管理模式，必然會出現信息滯后以及數據方面的誤差，并且工作量龐大。BIM技術應用于施工成本管理，其特點是數據實時化、成本集中化、信息共享化，將項目各施工階段成本信息保存在三維信息模型中，可以及時調取查看，管理人員通過有效利用相應的數據庫，可以對成本管理做出改善，優(yōu)化施工過程中的成本管理[4]。采用BIM技術對該工程施工成本進行管理，不僅減少了原計劃的工作人員人數，還提高了施工成本管理的效率。

2.2.6 施工質量的控制

傳統(tǒng)的工程施工都會對設計圖紙進行檢查，保證數據無誤才能進行施工，但是施工過程中仍然存在各種問題，使得數據具有一定的不可靠性[5]。但是利用BIM 技術，可以更好地對各施工階段的施工質量進行監(jiān)測，通過建模分析實現對材料進行嚴格地質量控制；還能夠對其展開進行詳細地分析，將各種不同的因素綜合起來，為有關人員提供更好的參考，以便做出最好的判斷和決策。該項目借助BIM技術對工程信息進行全面采集，通過對采集的信息和仿真信息對比，查找出20余處施工中出現的質量問題，使該項目的質量管理更加有效。

2.2.7 施工安全的管理

該項目利用BIM技術對作業(yè)人員作業(yè)狀況進行實時監(jiān)控，既能減少作業(yè)過程中人為作業(yè)可能造成的不利影響，還能提高作業(yè)人員工作進度，最大程度地保障現場施工人員的生命安全。該項目通過BIM技術發(fā)現了多處安全隱患，發(fā)現后及時進行了整改，并加強了安全方面的管理，使得安全管理更加科學有效。

3 結束語

綜上所述，工程項目建設過程中以BIM技術為基礎進行三維建模，不僅能對施工方案進行合理優(yōu)化，還有助于發(fā)現施工圖紙設計中的問題，有利于大幅降低返工的可能性，并保障施工工期；利用BIM技術對工程項目進行虛擬建造，可以更好地發(fā)現前期圖紙設計中的不足和問題，以便能夠及時進行糾正，還可以事先了解到在實際施工過程中會出現的一些問題，以便提前規(guī)避各種不必要的風險；利用BIM技術進行管線碰撞檢查，可以及時發(fā)現管線排布不合理的問題，避免后期施工出現管線碰撞等現象；此外，利用BIM技術還有利于施工進度、施工成本、施工質量和施工安全的管理，有助于全面提升工程建設過程的管理水平。