李軍

神州瑞宸建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250000

引言

BIM技術(shù)以計(jì)算機(jī)3D數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑工程建設(shè)信息傳遞，在現(xiàn)代建筑智能化工程中得到十分廣泛的應(yīng)用。將BIM技術(shù)引入建筑建設(shè)智能化工程中可以對建設(shè)項(xiàng)目全生命周期進(jìn)行綜合管理，同時(shí)為信息實(shí)時(shí)共享與多方專業(yè)協(xié)作提供保障，有利于提供建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量、效率及效益?；诖?，本文對BIM技術(shù)在建筑建設(shè)智能化工程中的應(yīng)用展開深入研究，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目管理模式的優(yōu)化。

1 基于BIM技術(shù)的建筑建設(shè)智能化工程實(shí)現(xiàn)路徑

1.1 建筑實(shí)體的數(shù)字化

對于建筑建設(shè)智能化工程來說，實(shí)現(xiàn)建筑實(shí)體數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)智能化管理的關(guān)鍵，其中最關(guān)鍵的內(nèi)容在于完成建筑實(shí)體的模型化。在進(jìn)行項(xiàng)目施工之前，技術(shù)人員可借助計(jì)算機(jī)軟件對建造施工過程進(jìn)行模擬，直觀展現(xiàn)各施工流程，針對其中存在的問題與不合理之處進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，為正式施工提供數(shù)據(jù)支持，起到提高施工有效性、降低返工概率的作用[1]。例如，通過構(gòu)建建筑實(shí)體模型可以有效反映建筑內(nèi)部的構(gòu)件、管線關(guān)系，若存在碰撞沖突情況可第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，避免對后續(xù)施工造成影響。

1.2 要素對象的數(shù)字化

建筑建設(shè)智能化工程以人員、設(shè)備、原理、方法、環(huán)境等要素為核心，在BIM技術(shù)的支持下可以有效實(shí)現(xiàn)要素對象的數(shù)字化。隨著要素?cái)?shù)字化的實(shí)現(xiàn)，有利于提高建筑建設(shè)智能化工程標(biāo)準(zhǔn)化水平，為建設(shè)施工的高效推進(jìn)提供保障。與此同時(shí)，要素對象的數(shù)字化還可以生成更完善的數(shù)據(jù)資料，為施工管理決策提供保障。

1.3 施工過程的數(shù)字化

在建筑實(shí)體及要素對象數(shù)字化的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步引入“PM+”，實(shí)現(xiàn)施工過程的數(shù)字化，即根據(jù)BIM技術(shù)思路構(gòu)建效率閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)對工程質(zhì)量、效率、效益、安全等基礎(chǔ)目標(biāo)的全覆蓋，針對性實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理。在此過程中，BIM模型可作為施工過程數(shù)字化的數(shù)據(jù)載體，有效獲取各項(xiàng)建筑工程要素相關(guān)數(shù)據(jù)，為數(shù)字化管理工作提供指導(dǎo)與支持，提高管理工作的準(zhǔn)確性與合理性，同時(shí)獲得更突出的管理效果。

1.4 管理決策的數(shù)字化

完成對建筑實(shí)體、關(guān)鍵要素以及施工過程的數(shù)字化處理后，可在此基礎(chǔ)上完成智能化工程數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)共享功能，為建筑工程提供指導(dǎo)。基于BIM技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)可視化協(xié)作方式，既有利于促進(jìn)管理方法升級，又可以保持各部門之間的密切聯(lián)系，構(gòu)建良好的施工管理氛圍。與此同時(shí)，建筑工程推進(jìn)期間會產(chǎn)生一系列數(shù)據(jù)且具有較高的參考價(jià)值，施工單位在針對某些問題進(jìn)行決策時(shí)，就可以以相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)，有效滿足施工管理要求。此外，借助人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)還可以進(jìn)一步對相關(guān)工程數(shù)據(jù)資源進(jìn)行深度發(fā)掘，真正意義上實(shí)現(xiàn)建筑工程的智能化決策。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

隨著智能化要求的落實(shí)，BIM技術(shù)在建筑工程中獲得更廣闊的應(yīng)用空間，其應(yīng)用特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面。①利用BIM技術(shù)的可視化功能可以將傳統(tǒng)模糊的設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體，各部門都可以在可視化背景下實(shí)現(xiàn)溝通決策，為各環(huán)節(jié)工作推進(jìn)提供便利。②通過BIM技術(shù)可以在項(xiàng)目初始階段發(fā)現(xiàn)并解決碰撞問題，提高施工質(zhì)量與效率，同時(shí)減少時(shí)間及成本投入。例如，建筑工程的管線布置往往比較復(fù)雜，進(jìn)而導(dǎo)致管線碰撞問題的出現(xiàn)。借助BIM模型的實(shí)時(shí)定位功能可以幫助相關(guān)人員獲知管線碰撞情況，避免圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在管線碰撞問題，減少了不必要的變更成本。③在BIM技術(shù)的支持下，可以對一些復(fù)雜操作進(jìn)行模擬，包括節(jié)能模擬、日照模擬等，同時(shí)構(gòu)建相應(yīng)的三維模擬模型確定最佳施工方案[2]。值得注意的是，在三維模擬模型基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步增加時(shí)間、造價(jià)等維度實(shí)現(xiàn)四維、五維模擬，為建筑建設(shè)智能化工程進(jìn)度、造價(jià)管理提供便利。④BIM技術(shù)可以針對項(xiàng)目工程的實(shí)際情況提供相關(guān)項(xiàng)目信息，幫助技術(shù)人員了解施工規(guī)則及構(gòu)件基本屬性[3]。隨著建筑智能化管理的應(yīng)用，其復(fù)雜程度也在逐漸升高，而借助BIM技術(shù)可以使項(xiàng)目優(yōu)化成為可能。例如，通過BIM技術(shù)獲取項(xiàng)目投資與回報(bào)信息，在此基礎(chǔ)上選擇最佳設(shè)計(jì)方案并對施工方案進(jìn)行針對性優(yōu)化，達(dá)到降低項(xiàng)目成本的作用。⑤BIM技術(shù)的應(yīng)用可以為建筑工程制圖提供便利，在完成模型構(gòu)建后可根據(jù)要求導(dǎo)出立面圖及平面圖。⑥BIM技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)三維模型展示，還可以對相關(guān)工程信息加以描述，包括材料規(guī)格、生產(chǎn)廠商等；還可以將建筑工程實(shí)際進(jìn)度情況同進(jìn)度計(jì)劃之間進(jìn)行對比，分析存在差異的原因[4]。⑦對建筑工程項(xiàng)目全壽命周期來說，BIM技術(shù)可以確保各階段的建筑信息保持一致，同時(shí)可以根據(jù)項(xiàng)目推進(jìn)情況對相關(guān)信息進(jìn)行自動實(shí)時(shí)更新。⑧BIM模型中各構(gòu)件都具有一定的參數(shù)限制，技術(shù)人員可通過模型獲取各構(gòu)件之間的邏輯關(guān)系，若對某一構(gòu)件參數(shù)進(jìn)行修改，BIM模型可自動實(shí)現(xiàn)其他構(gòu)件對應(yīng)參數(shù)的調(diào)整。這不僅可以提高建筑工程設(shè)計(jì)整體效果，還可以減少設(shè)計(jì)人員工作量。

3 BIM技術(shù)在建筑建設(shè)智能化工程中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 工程概況

某大型公用事業(yè)建筑工程項(xiàng)目位于市中心，占地面積為82000m2，建筑高度為60m，工程施工周期為660d。本項(xiàng)目施工內(nèi)容包括地上13層以及地下3層，涉及配套商業(yè)建筑、辦公區(qū)域、車庫設(shè)備間等。本工程規(guī)模較大、工期計(jì)劃緊張，且施工現(xiàn)場具有大量的機(jī)械裝備，為達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量控制目標(biāo)，決定通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化工程管理，通過先進(jìn)的技術(shù)手段為建筑內(nèi)部質(zhì)量與后期維護(hù)效率提供保障。

3.2 設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

站在整體角度來說，BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)階段具有顯著優(yōu)勢。首先，通過BIM技術(shù)的可視化功能可以直觀地將建筑工程外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示，設(shè)計(jì)人員可在第一時(shí)間針對管線碰撞等問題進(jìn)行調(diào)整；其次，相較于以往的靜態(tài)效果圖，BIM技術(shù)可通過立體模型實(shí)現(xiàn)場地分析，幫助設(shè)計(jì)人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察，建立三維模型對地質(zhì)、交通、環(huán)境資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)對施工場地的科學(xué)規(guī)劃與布局；再次，考慮到建筑工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通過BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，通過對建筑形體進(jìn)行參數(shù)修改來加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)把控，提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性；最后，可以通過BIM技術(shù)進(jìn)行建筑工程性能分析，控制安全、布局等參數(shù)對建筑工程性能的影響，進(jìn)而在BIM技術(shù)支持下對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行綜合系統(tǒng)分析，并及時(shí)對與施工要求不符的參數(shù)進(jìn)行修改，提高設(shè)計(jì)方案質(zhì)量。

結(jié)合本工程的實(shí)際情況來看，由于部分施工應(yīng)用了鋁模板支撐技術(shù)，完成構(gòu)件、模板生產(chǎn)后設(shè)計(jì)變更成本較高，因此借助BIM技術(shù)可視化功能進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，對不合理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效調(diào)整。具體來看，BIM技術(shù)針對鋁模板支撐技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾方面：①預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行單元模塊BIM建模，圍繞預(yù)制構(gòu)件安裝與拆分要求，借助BIM技術(shù)進(jìn)行過程模擬并對預(yù)制構(gòu)件類別加以優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化模塊生產(chǎn)，避免后期產(chǎn)生不必要的設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致成本增加。②鋁模板設(shè)計(jì)。完成預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)人員可通過BIM模型對支模體系進(jìn)行確認(rèn)并實(shí)施鋁模板深化設(shè)計(jì)，有序完成墻體、門垛、過梁等部分的施工工序，并同主體結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行整體澆筑。③管線綜合。通過BIM技術(shù)的可視化功能可以直觀展示管道類型及空間排布情況，還可以借助BIM防碰撞檢測功能對管線交叉碰撞問題進(jìn)行檢測并修正圖紙，減少返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3 施工階段應(yīng)用

施工階段可通過BIM技術(shù)搭建BIM協(xié)同平臺，為技術(shù)交底、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、成本管理等提供技術(shù)支持。

3.3.1 可視化技術(shù)交底。利用BIM技術(shù)的可視化特性，可將其應(yīng)用于復(fù)雜技術(shù)交底中，通過BIM模型完成建筑工程整體的動態(tài)展示。相較于傳統(tǒng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員與施工人員可以更直觀地了解關(guān)鍵工序與施工方法，避免出現(xiàn)技術(shù)交底不清晰等問題。

3.3.2 工程進(jìn)度管理。將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程進(jìn)度管理中是將施工進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型關(guān)聯(lián)，對工程進(jìn)度模擬展示。在此基礎(chǔ)上，在進(jìn)行智能化工程施工過程中，還可以通過BIM技術(shù)對各部門進(jìn)行合理協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對施工進(jìn)度的動態(tài)管理。通過BIM協(xié)同平臺可以查詢材料、人員、設(shè)備等資源配置信息，以更好地實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度管控[5]。

3.3.3 工程質(zhì)量管理。建筑建設(shè)智能化工程質(zhì)量管理可劃分為以下幾方面：①數(shù)字化施工。施工期間，借助BIM技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的管線及設(shè)備定位放樣，并對結(jié)構(gòu)完成面進(jìn)行復(fù)核。②可視化測量放線。基于BIM技術(shù)精準(zhǔn)確認(rèn)土建結(jié)構(gòu)，減少返工問題的出現(xiàn)。③施工驗(yàn)收輔助。對管線、設(shè)備安裝的水平度、垂直度等進(jìn)行檢查，借助BIM測量機(jī)器人對墻體平整度、垂直度等參數(shù)進(jìn)行測量驗(yàn)收。

3.3.4 工程安全管理。在開展建筑建設(shè)智能化工程施工期間，應(yīng)確定明確的安全施工指標(biāo)，確保施工管理工作的有序推進(jìn)。在此期間，施工單位可以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建施工安全指標(biāo)，掌握各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)之間的密切聯(lián)系。通過BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑三維模型可實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的優(yōu)化改良，明確施工過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，若一項(xiàng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)變動，其他數(shù)據(jù)也可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)調(diào)整。

3.3.5 工程成本管理。利用BIM技術(shù)進(jìn)行成本管理也就是將成本管理數(shù)據(jù)輸入到BIM模型中實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理。與建筑工程成本相關(guān)的數(shù)據(jù)信息包括施工圖紙、進(jìn)度方案、預(yù)算文件等，進(jìn)而通過BIM模型圍繞各施工范圍及對應(yīng)施工進(jìn)度進(jìn)行多維度計(jì)算，將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)中提取出來得到具體的工程量，并充分發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化控制[6]。

3.4 交付階段應(yīng)用

智能化工程竣工后，交付環(huán)節(jié)中也可以應(yīng)用BIM技術(shù)。交付階段需要進(jìn)行交付文件編制、工程質(zhì)量檢測等工作，運(yùn)用BIM技術(shù)有利于為相關(guān)工作提供便利，提高建筑交付環(huán)節(jié)效率。與此同時(shí)，在BIM技術(shù)的應(yīng)用下，可以對智能化建筑相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并作為建筑工程質(zhì)量檢測的依據(jù)，更直觀地將整體建筑結(jié)構(gòu)及建設(shè)狀況展現(xiàn)出來。值得注意的是，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)取代以往的人工計(jì)算，可以大大提高計(jì)算效率與精確性，避免計(jì)算失誤。給建筑交付階段帶來不利影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑建設(shè)智能化工程管理的重要組成部分，對提高管理質(zhì)量與效率起到積極作用。在工程實(shí)踐中，技術(shù)人員及管理人員應(yīng)增強(qiáng)對BIM技術(shù)的重視，將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)、施工、交付等各個(gè)環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，不斷提高建筑工程智能化管理水平。借助BIM技術(shù)的可視化協(xié)同功能，可為工程質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全管理提供支持，為經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的有機(jī)結(jié)合提供保障。