BIM技術(shù)對(duì)建筑工程施工技術(shù)的影響

田 亮 王倩倩 徐 新

(1.山東泰安建筑工程集團(tuán)有限公司，山東 泰安 271000；2.江蘇躍進(jìn)建筑勞務(wù)有限公司，江蘇 鹽城 224000)

隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，建筑工程的數(shù)量和規(guī)模也進(jìn)一步擴(kuò)大，致使施工過(guò)程變得越來(lái)越復(fù)雜，同時(shí)對(duì)施工技術(shù)也提出了更為嚴(yán)格的要求?；谶@一背景，BIM技術(shù)開(kāi)始在建筑工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)通過(guò)利用三維仿真模型，以立體、可視化的形式來(lái)對(duì)真實(shí)的模型數(shù)據(jù)信息庫(kù)進(jìn)行還原。BIM技術(shù)對(duì)建筑工程施工技術(shù)進(jìn)行全面的把控與優(yōu)化，為建筑工程施工方案的制定提供更多依據(jù)，有效的改善施工過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的規(guī)范化、高效化施工，切實(shí)提高建筑工程施工水平。

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 可視化

可視化是BIM技術(shù)最為顯著的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)三維建模軟件來(lái)建立3D模型，以便業(yè)主能夠更加立體、形象地看到整個(gè)模擬建筑工程的原始狀態(tài)，然后以此為基礎(chǔ)，對(duì)建筑工程施工的漫游路線進(jìn)行合理規(guī)劃，沿著路線全過(guò)程瀏覽建筑工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?；贐IM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，為相關(guān)單位開(kāi)展施工圖紙會(huì)審工作提供必要的參考，以便建筑工程各參與方均能夠?qū)ㄖ?D模型進(jìn)行共同審核，及時(shí)找出其中存在的不合理之處，然后與設(shè)計(jì)單位溝通，由設(shè)計(jì)人員對(duì)施工圖紙進(jìn)行有效調(diào)整和優(yōu)化，進(jìn)而有效避免后續(xù)建筑工程施工中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更問(wèn)題，在極大程度上減少了建設(shè)成本[1]。同時(shí)，BIM技術(shù)在建筑工程投招標(biāo)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，可為施工單位提供有效的指導(dǎo)和參考，以此來(lái)增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。另外，BIM技術(shù)在建筑工程施工技術(shù)交底中的應(yīng)用，依托于該技術(shù)的可視化功能，有利于相關(guān)人員盡快明確自身的工作職責(zé)與相關(guān)技術(shù)要求，以此來(lái)確保整個(gè)技術(shù)交底工作的實(shí)效性。

1.2 協(xié)調(diào)性

建筑工程的規(guī)模比較龐大，需要多個(gè)專(zhuān)業(yè)、部門(mén)統(tǒng)籌協(xié)作，才能夠順利完成工程施工工作，若各專(zhuān)業(yè)和部門(mén)之間缺乏有效的溝通交流，必然會(huì)影響到建筑工程的施工工期。而B(niǎo)IM技術(shù)可以對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行充分解決，在施工前通過(guò)三維模型對(duì)施工過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行直接預(yù)測(cè)，在很大程度上縮小建筑設(shè)計(jì)的差異，強(qiáng)化各專(zhuān)業(yè)、各部門(mén)之間的溝通交流，避免由于這些部門(mén)的分歧而產(chǎn)生的各種施工問(wèn)題，有效減少各專(zhuān)業(yè)、部門(mén)之間的矛盾[2]。可以說(shuō)，BIM技術(shù)能夠?yàn)榻ㄖこ讨懈鲄⑴c方提供良好的溝通平臺(tái)，其協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)可以加深彼此的合作，有效的控制各部門(mén)之間的沖突，以此來(lái)促使各專(zhuān)業(yè)、各部門(mén)均能夠盡心盡力的完成施工工作任務(wù)。

1.3 模擬性

建筑工程存在突發(fā)性與多變性的特征，在施工作業(yè)中往往會(huì)發(fā)生一些意外事故，若不加以有效控制，不僅會(huì)延誤工期，還會(huì)威脅到施工人員的生命安全，從而給施工企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。針對(duì)這一問(wèn)題，可借助BIM技術(shù)的模擬性特征，盡量在施工前明確影響建筑工程施工質(zhì)量的各方面因素，然后對(duì)施工方案進(jìn)行合理的優(yōu)化與調(diào)整，從而增強(qiáng)建筑工程施工的安全性與可靠性。BIM技術(shù)主要是通過(guò)建立三維模型，將整個(gè)建筑工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)直接呈現(xiàn)在施工人員面前，以便其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的質(zhì)量問(wèn)題，且進(jìn)行有效糾正，有效的提高建筑物的質(zhì)量與性能[3]。同時(shí)，BIM技術(shù)可以應(yīng)用到暖通空調(diào)線路布設(shè)模擬、疏散逃生通道模擬等領(lǐng)域，促使建筑工程施工更加合理、有效，并且能夠大大減少各類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題。

1.4 優(yōu)化性

在以往的建筑工程施工中，施工圖紙中潛在的碰撞點(diǎn)往往只能夠在具體施工中發(fā)生，故而在后續(xù)的施工中極易出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更或是返工的問(wèn)題。而通過(guò)BIM技術(shù)來(lái)對(duì)施工圖紙進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，就可以將各專(zhuān)業(yè)模型加以科學(xué)的整合，利用碰撞軟件來(lái)對(duì)碰撞點(diǎn)進(jìn)行全面檢測(cè)，進(jìn)而逐一排查所有的碰撞點(diǎn)，有效降低設(shè)計(jì)變更的幾率，并規(guī)避返工問(wèn)題的發(fā)生，最終確保建筑工程按時(shí)按質(zhì)完工，大大的減少建設(shè)成本的投入。

2 建筑工程施工中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 科學(xué)布局施工現(xiàn)場(chǎng)

由于建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)難以避免會(huì)出現(xiàn)一些交叉施工作業(yè)的情況，加上需要運(yùn)輸非常多的材料和設(shè)備，如：鋼筋、混凝土構(gòu)件、木材以及裝修材料等，如果施工企業(yè)沒(méi)有做好現(xiàn)場(chǎng)的管控工作，必然會(huì)造成施工現(xiàn)場(chǎng)秩序的混亂，從而產(chǎn)生一些安全隱患。為了能夠有效的解決上述問(wèn)題，施工企業(yè)需要利用BIM技術(shù)來(lái)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)加以科學(xué)布局，即利用三維模型來(lái)構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地形、周?chē)ㄖ锖偷缆?、施工運(yùn)輸路線等進(jìn)行模擬，然后結(jié)合模擬出來(lái)的結(jié)果，依次進(jìn)行布置塔吊位置、材料堆放場(chǎng)地、加工場(chǎng)地、攪拌站、材料機(jī)械運(yùn)輸?shù)缆贰⑥k公場(chǎng)所和生活臨時(shí)房屋，最后進(jìn)行水電管網(wǎng)布設(shè)，從而確保人工作業(yè)可以順利的展開(kāi)，有效減少交叉施工情況的發(fā)生[4]。在完成三維模型構(gòu)建以后，可借助BIM技術(shù)對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維漫游，以及對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，以便各參與方從不同視角對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)布局規(guī)劃進(jìn)行全面檢查，以此來(lái)確保施工現(xiàn)場(chǎng)布置的合理性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)二維平面布置中難以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和潛在風(fēng)險(xiǎn)。另外，BIM軟件可以結(jié)合國(guó)家的相關(guān)規(guī)范和要求，智能化的檢查建筑工程施工中各個(gè)階段的現(xiàn)場(chǎng)布局是否符合要求，若不符合要求，軟件會(huì)提出相應(yīng)的整改意見(jiàn)，以便相關(guān)人員進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)布局方案，從而有效的確保施工現(xiàn)場(chǎng)布局的有效性，確保后續(xù)施工作業(yè)的有序開(kāi)展。

2.2 優(yōu)選施工方案

俗話說(shuō)：“細(xì)節(jié)決定成敗”。通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)建筑工程的施工細(xì)節(jié)進(jìn)行模擬，特別是大型建筑工程往往有著很高的施工難度，故而需要選擇最為適宜的施工方案設(shè)計(jì)。利用BIM技術(shù)模擬不同的施工方案，包括對(duì)不同施工方案中的細(xì)節(jié)模擬，能夠?qū)κ┕ぜ夹g(shù)和施工流程是否科學(xué)、合理進(jìn)行判斷，選擇可行性更高的施工方案，也可以對(duì)最終結(jié)果加以對(duì)比，優(yōu)選施工方案，以此來(lái)顯著提高整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量和水平。

2.3 合理把控4D施工模擬方案

對(duì)于建筑工程施工質(zhì)量控制而言，施工進(jìn)度的把控是最為關(guān)鍵的一環(huán)，直接關(guān)系到建筑工程的投入成本。實(shí)際上，施工進(jìn)度控制的有效性、資源配置的科學(xué)性、施工方案的全面性、技術(shù)手段的先進(jìn)性、建筑材料運(yùn)輸?shù)暮侠硇?、施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)氣候的有效把控等，均會(huì)影響到建筑工程的施工進(jìn)度。而在具體的施工過(guò)程中，施工人員必須嚴(yán)格按照特定的施工流程開(kāi)展施工操作，故而施工順序是不可逆的，若施工過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤問(wèn)題，必然要重新建造，從而給企業(yè)造成大量的資源和資金消耗，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)建筑工程的質(zhì)量和安全性。為此，施工企業(yè)需要在整個(gè)建筑工程的施工中貫穿BIM技術(shù)，對(duì)施工中的建筑物、施工進(jìn)度、施工現(xiàn)場(chǎng)、施工材料以及施工設(shè)備等進(jìn)行模擬，科學(xué)整合各個(gè)施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，依據(jù)時(shí)間維度打造一個(gè)完整的施工信息模型，以便相關(guān)負(fù)責(zé)人可以直接、立體地了解各施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，從而更加便捷、高效的開(kāi)展施工協(xié)調(diào)與管理工作[5]。同時(shí)，通過(guò)有效的融合工程施工方案與四維施工模型，來(lái)對(duì)施工機(jī)械設(shè)備、施工人員、施工材料等資源加以?xún)?yōu)化配置，從而提高資源的利用效率。另外，通過(guò)施工模擬技術(shù)對(duì)整個(gè)建筑工程的施工進(jìn)度加以實(shí)時(shí)追蹤與管控，精準(zhǔn)識(shí)別施工進(jìn)度是否提前或是滯后，然后做出合理的調(diào)整與安排，從而確保工程按時(shí)完工。

2.4 精準(zhǔn)布設(shè)管線

建筑工程施工中涉及到大量繁復(fù)的管線，而且這些管線對(duì)精準(zhǔn)度的要求很高，為確保工程投入使用后的質(zhì)量，施工企業(yè)必須做好各類(lèi)管線的優(yōu)化設(shè)計(jì)和碰撞測(cè)試。特別是消防泵房、風(fēng)機(jī)房以及地下室等區(qū)域，這些區(qū)域的管線比較集中，必須做好碰撞測(cè)試，確保管線布設(shè)達(dá)到最佳，滿(mǎn)足建筑工程的使用需要[6]?；诖耍诰唧w的施工作業(yè)中，需利用BIM技術(shù)來(lái)開(kāi)展碰撞測(cè)試工作，借助三維模擬反復(fù)優(yōu)化、調(diào)整，特別是比較復(fù)雜的位置，如：暖通系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等，必須對(duì)相關(guān)管線的碰撞點(diǎn)加以全面分析，如果存在給水管碰撞、消防和污水管沖突等問(wèn)題，必須及時(shí)的修改設(shè)計(jì)圖紙，從而避免給后續(xù)施工作業(yè)帶來(lái)不必要的麻煩，并確保施工設(shè)計(jì)圖紙的精準(zhǔn)度。

2.5 落實(shí)施工技術(shù)的交底工作

為確保建筑工程施工工作的有序進(jìn)行，在施工前必須落實(shí)施工技術(shù)交底工作。在以往的交底工作中主要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員向施工人員講解圖紙，但在這一過(guò)程中極易出現(xiàn)各種疏漏，加上責(zé)任劃分的不夠清晰，一旦在后續(xù)的施工中出現(xiàn)了質(zhì)量上的問(wèn)題，往往難以追究到具體責(zé)任人。針對(duì)這一問(wèn)題，可利用BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)交底的可視化，借助三維模型對(duì)重點(diǎn)施工項(xiàng)目進(jìn)行清晰地呈現(xiàn)，在施工前組織施工技術(shù)人員、質(zhì)量管理人員等所有參與施工的人員認(rèn)真觀看三維模型，確定管線預(yù)埋、模板搭建、土方開(kāi)挖等施工細(xì)節(jié)，以此來(lái)獲得更為理想的技術(shù)交底效果。

2.6 強(qiáng)化建筑工程的成本管理

一般而言，建筑工程的建設(shè)周期都比較大，且存在諸多的不確定因素，往往不能對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行成本控制，這就極易發(fā)生成本超支的問(wèn)題。基于此，通過(guò)在成本控制中應(yīng)用BIM技術(shù)，建立起建筑項(xiàng)目5D模型，然后將全部的成本數(shù)據(jù)信息錄入到這一模型中，以便相關(guān)人員及時(shí)對(duì)項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的成本管控，一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更或是其他突發(fā)狀況時(shí)，能夠及時(shí)在這一模型中對(duì)工程量加以動(dòng)態(tài)調(diào)整，盡最大可能降低建筑成本。

材料是建筑工程施工成本支出占比最大的一環(huán)，在以往的材料成本控制中，多采用“限額領(lǐng)材”的方式，然而在具體實(shí)施過(guò)程中極易出現(xiàn)信息流轉(zhuǎn)不暢、領(lǐng)材單信息不全面等問(wèn)題，所以最終實(shí)施效果并不理想。針對(duì)這一情況，通過(guò)利用BIM技術(shù)，能夠更加全面的分析項(xiàng)目工程量和資源消耗，以便相關(guān)人員按照模型給出的工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，來(lái)有效落實(shí)“限額領(lǐng)材”措施，進(jìn)而盡最大可能減少材料成本。

另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目成本的動(dòng)態(tài)化管理，根據(jù)建筑5D模型，明確項(xiàng)目每一環(huán)節(jié)的現(xiàn)金流，從而編制出更加科學(xué)、可行的施工成本計(jì)劃和資源消耗計(jì)劃，并有效降低資金風(fēng)險(xiǎn)。

2.7 強(qiáng)化竣工管理效果

在建筑工程竣工環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員需要對(duì)建筑工程施工產(chǎn)生的龐雜數(shù)據(jù)資料進(jìn)行審閱，還需按照相關(guān)規(guī)范和要求來(lái)檢測(cè)總體工程質(zhì)量，若僅僅依靠人工填寫(xiě)、復(fù)印機(jī)復(fù)印、計(jì)算機(jī)打表，由于紙質(zhì)資料數(shù)量較多，保存難度較大，工作人員之間的交流不暢等因素影響，不僅需要工作人員在資料驗(yàn)收時(shí)投入大量的時(shí)間和精力，還極易發(fā)展紙質(zhì)資料缺少、丟失、信息錯(cuò)誤或是不全面的情況，從而無(wú)法在整體層面對(duì)建筑工程的施工情況進(jìn)行分析和把控，耽誤建筑工程竣工核驗(yàn)。為此，通過(guò)有效運(yùn)用BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑工程的全面信息化管理，工作人員只需將所有數(shù)據(jù)資料上傳到資料庫(kù)中，由這一資料庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，各部門(mén)、各專(zhuān)業(yè)能夠在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)信息資料的交換共享，這就能夠確保信息資料傳遞的安全性。在資料處理過(guò)程中，相關(guān)工作人員能夠通過(guò)登錄資料庫(kù)隨時(shí)隨地查閱工程數(shù)據(jù)資料，并及時(shí)對(duì)建筑工程建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，不僅大大減輕了其工作量，還提高了審閱效率。

相關(guān)工作人員通過(guò)將建筑工程施工中產(chǎn)生的所有信息數(shù)據(jù)上傳到BIM建筑模型中，就能夠獲得竣工BIM模型，該模型能夠直觀、立體的呈現(xiàn)出查驗(yàn)建筑工程項(xiàng)目的所有信息，還可以選取工程量，防止由于工程量計(jì)算不明確而造成建設(shè)企業(yè)與施工企業(yè)產(chǎn)生分歧，通過(guò)確保工程量結(jié)算的準(zhǔn)確性來(lái)保證各參與方的利益。針對(duì)建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收而言，驗(yàn)收人員可以通過(guò)獲取竣工BIM模型中儲(chǔ)存的隱蔽工程資料，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目做出更加科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)，從而有效提高竣工驗(yàn)收的質(zhì)量。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性的特征，通過(guò)將該技術(shù)應(yīng)用到建筑工程的各個(gè)施工環(huán)節(jié)中，有利于更加科學(xué)的布局施工現(xiàn)場(chǎng)，選擇最為適合的施工方案，合理把控施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的精準(zhǔn)管控，并強(qiáng)化建筑工程竣工管理效果，從而保證整個(gè)建筑工程施工質(zhì)量。