BIM技术在建筑工程精细化施工管理中的应用.pdf

54/2023.072023 年第 7 期开发与建设随着我国工程建设领域大型节能建筑、复杂节能建筑越来越多，施工难度不断加大，建筑行业在施工过程中对成本、质量等方面的控制问题愈发突出，因此精细化施工管理成为建筑行业发展的重要方向，也是当前建筑企业未来想要立足市场所采取的必然举措1。在建筑设计、施工等阶段，BIM均显示出了强大的实际应用效果。BIM 是一种综合了计算机技术、通信技术和信息管理工程的综合解决方案2。通过集成化的 BIM 模型，可以为建筑项目提供模拟仿真的工具，包括虚拟建造和模拟运营等。利用 BIM 技术的数据模型，能够全面展示建筑方案中各个构件在工程建设中产生的碰撞情况，进而可以准确地掌握建筑工程施工过程中可能出现的问题及风险情况。随着我国现代化建设进程的加快及节能建筑规模和难度的不断增加，BIM 技术在精细化施工管理理论和方法上的优势，使其在节能建筑工程施工全过程中的应用优势不断显现。但目前我国对于节能建筑工程精细化施工管理这一方面的研究尚不完善，且在国内尚未形成成熟可行的精细化管理理论和方法体系3。精细化施工管理主要是指通过对建筑施工项目全过程的管理，实现对施工材料、工程机械和人员等资源进行合理配置，并结合施工方案开展工作，以确保整个项目目标的实现。因此如何提高建筑企业施工水平和效率已成为目前亟待解决的重要问题，利用 BIM 中的建模技术，能够模拟工程建筑的实际情况。节能建筑在设计和施工中，有很多细节问题需要精准把控，因此本文主张在设计阶段应用 BIM 技术，模拟建筑过程和运行状态，找出设计中可能存在的问题，避免多次返工。BIM 技术在建筑工程精细化施工管理中的应用 罗皓（深圳市城市建设开发（集团）有限公司，广东深圳 518001）摘要随着我国节能建筑工程项目数量和规模的不断增长，建筑工程质量和过程优化性低的问题造成了一定的经济损失。针对我国节能建筑工程的特点，本文探讨了基于 BIM 技术在节能建筑工程施工管理中的应用方法。通过建立 BIM 三维模型，设计 BIM 精细化管理架构，对各专业构件进行精细化管理，最后对施工进度计划进行编制与模拟，完成 BIM 技术在节能建筑工程精细化施工管理中的应用设计。同时，在实际的案例中使用 BIM 设计的方法对工程进行碰撞检测，结果表明该方法得到的碰撞检测结果与实际情况能够相对应，验证了该方法精细化施工管理的有效性。关键词绿色；精细化；BIM 技术；智能建造Abstract:With the continuous growth of the number and scale of energy-saving construction projects in China,the low quality and process optimization of construction projects have caused certain economic losses.According to the characteristics of energy-saving building projects in China,this article explores the application method of BIM technology in construction management of energy-saving building projects.Through the establishment of 3D BIM model,a refined BIM management framework is designed to conduct the refined management of various professional components.Finally the preparation and simulation of the construction schedule is made,and he application design of BIM technology in the refined construction management of energy-saving building projects is completed.At the same time,the BIM design method is used in practical cases for collision detection in engineering.The results show that the collision detection results obtained by the design method can correspond to the actual situation,which verifies the effectiveness of the refined construction management.Keywords:green,refinement,BIM technology,intelligent construction552023.07/2023 年第 7 期开发与建设一、基于 BIM 的节能建筑工程精细化施工管理应用方法1.建立 BIM 三维模型BIM 应用是当前最为先进的信息化施工技术，目前使用较为广泛的 BIM 软件为 Revit、Midas 和 BIM Engine 等，其中 Revit 为应用最为广泛的软件。Revit 是基于二维 CAD 模型开发的三维建筑信息系统，可通过它进行工程设计、施工及运营管理等活动。在使用时，可利用 Revit 实现从初步设计到竣工验收的全过程施工管理。在实际操作过程中，基于 BIM 技术进行建筑信息模型建模并导入后，即可利用 Revit 软件的基本功能来实现各专业构件及设备的三维可视化、管理与模拟。通过将各专业构件及其设备等模型导入到工程项目管理平台中，可以进行集成数据管理及信息交流。利用该数据信息平台，对构件及设备进行施工质量、进度、成本、安全和环保方面的监测，并可实现施工计划、工程材料用量等数据信息统计分析功能。此外还可在此基础上进一步对项目各专业构件及其设备进行三维可视化建模及动态化模拟；通过该平台可对整个项目所有构件完成统一施工进度计划编制4，对各个专业构件及其设备进行仿真模拟，为每个项目编制施工技术方案提供有力的参考依据。Revit 软件中可实现建筑物的三维建模，并可在其中插入三维动画、模拟和三维漫游等功能。利用Revit 软件在二维平面上构建出建筑物内部构造及表面效果，经过二维建模、三维建模、漫游和渲染后，完成模型建立。在 BIM 模型建好后，需要对其进行管理与维护，并在相关人员的指导下应用 BIM 程序建立起相应的建筑模型，同时还要将该模型和建筑信息管理系统中的所有数据进行集成，以便在网络上实时查询。通常情况下，根据需要在不同项目中建立起相应的大型建筑信息模型；并且要实现对大型建筑物中各种专业构件进行模拟仿真、施工进度管理、质量控制与进度模拟及安全生产监督等功能。基于上述目标，可利用 BIM 三维模型为项目进行精细模拟。2.各专业构件的精细化管理在施工管理过程中，施工人员必须对各专业构件及其设备的施工质量等进行精细化管理。首先，在施工前，应当制定详细的方案和计划，以确保整个项目的顺利进行。其次，针对每一个专业构件及其设备制定严格细致的技术方案，并严格按照图纸进行施工5。与此同时，根据本工程所处工程阶段不同，可选择相应的工作模式。首先应对施工区域进行全面测绘定位并建立相应位置图。其次为各个专业构件及其设备绘制三维施工图及装配模型并对其模型进行导入管理和三维可视化模拟仿真应用等活动，从而实现精细化施工管理。管理架构见图 1。最后，根据各专业构件及其设备在实际施工过程中应用的工况及相关信息制定出详细的进度计划表和各专业构件施工作业面分配方案。与此同时，还要加强对各专业构件及其设备在实际施工过程中的质量和安全管理。3.施工进度计划的编制与模拟施工进度计划是整个工程项目中重要的一项工作，它的质量与效果将直接影响整个工程项目的经济效益。首先，施工单位需将施工图纸或设计图纸与三维模型进行对接并建立 BIM 数据模型，以此作为整个工程项目中的基础数据资料。在完成上述工作后，就可利用该技术平台实现对设计、施工、管理等相关项目的全过程管理功能。通过该功能对工程项目中所有构件进行统一的进度计划编制工作，包括所有专业构件及其设备等。其次，通过该平台可完成项目各阶段各工序施工工艺的编制工作，并可对各个部位的进度进行监控。最后还可完成项目各阶段总工作量的分配、各个专业构件及其设备工作量统计等6、7。对于该系统所包含的每个施工单位而言，还可在每个工序完成后将其数据导入到管理平台中，从而确保每个作业单位都能得到全面合理的进度计划实施情况汇报。此外，利用该系统进行施工技术方案设计工作时，还可通过建立各专业构件及其设备与工序之间的三维模型或二维 CAD 模型进行模拟仿真工作；利图 1 BIM 精细化管理架构56/2023.072023 年第 7 期开发与建设用 BIM 软件强大的三维建模功能对建筑信息、工程进度、成本等相关数据信息进行分析处理；再结合工程项目管理平台提供的数据分析功能模块及数据库系统中提供相关技术手段来获取各项数据资料并对这些信息资料进行全面分析处理，从而为项目各个专业构件及其设备制定出科学合理、切实可行并具有实际指导意义的施工进度计划方案等。在此过程中，还要注意施工技术方案制定工作时所需采用专业软件及数据库软件平台中提供的各类专业软件的兼容性。二、案例分析为验证本文研究的基于 BIM 技术的节能建筑工程精细化施工管理方法，用实际的工程项目对其进行验证。本案例是某市中心的一个大型公共节能建筑，该节能建筑功能包括办公、商业、文化广场等。本项目设计内容包括核心组团地下二层及地上五层空间商业及配套服务楼，商业楼层为二层，地下室面积 3.4万平方米。本项目钢结构施工工期 18-22 个月，装修装饰工程时间 40-50 天。在施工前对项目施工组织方案进行设计，根据施工图纸进行模型创建，并对工程所涉及到的建筑物及构筑物等模型信息进行详细标注；将所有建筑物、构筑物以及管线等结构数据统一导入到 BIM 模型中，建立 BIM 工作数据库，并根据不同类型的 BIM 模型来建立不同类型的建筑信息模型，如平面图、立面图、剖面图等；对施工方案进行优化设计，确保项目施工方案满足设计要求；对材料的种类数量和型号以及规格进行详细标注，并完成工程量统计工作，根据施工图纸及工程量统计结果来确定建筑材料的种类数量是否满足工程需求。通过 BIM模型对整个过程中需要重点关注的环节进行设计和模拟施工，提高项目管理水平。通过 BIM 软件与传统建筑工程的结合来完成项目各个环节的管理与控制。基于本文的研究成果，对原有的建筑工程进行碰撞检查，得到的结果见表 1。根据上表中的碰撞检测结果与设计图纸及施工方案进行比对，发现在 BIM 模型中所检查出来的碰撞与实际情况能够相对应，验证了本文方法的碰撞预测有效性。基于以上碰撞检测结果，在实际施工之前，提前在 BIM 模型中进行管线综合优化调整，解决所有的碰撞点，再进行施工，从而避免拆改，减少后期返工。该案例验证了本文方法的有效性。三、结语在节能建筑施工管理 BIM 技术应用过程中，要严格遵循各项规范要求，避免出现质量问题。首先，要严格按照设计图纸的要求施工，并建立起科学合理、符合实际的 BIM 模型。其次，要通过对 BIM 模型进行数据管理，并对数据进行分析研究，优化施工方案。再其次，通过 BIM 技术与传统的施工管理方法对比分析，找出其优势与不足之处及改进方法，使其在施工过程中发挥更大作用。最后，在整个工期内不断完善和更新 BIM 信息资料库以及数据库体系，使之更加完整、准确、可靠，保证信息的准确性和实时性。综上所述，本文基于 BIM 技术对节能建筑精细化施工管理进行研究与探讨，并通过实际案例进行了验证，以期能为该领域提供参考建议。参考文献：1 潘升,吴洪明,唐楚发,等.一种 6D-BIM 技术在建筑工程施工管理中的应用以某海外建筑钢结构工程为例 J.建筑结构,2022,52(S1):1942-1944.2 刘军涛,孟鑫桐,张立佳,等.BIM 技术在大型钢结构建筑施工安全管理中的应用 J.建筑技术,2021,52(06):679-683.3 徐领,王乃强,张江林,等.BIM 技术在某大型地下交通工程施工中的综合应用 J.建筑技术,2021,52(06):695-698.4 惠 建 伟,宋 成 年,李 焕 焕,等.BIM-FEM 联 合 分 析 方 法及其在邕宁水利工程中的应用 J.武汉大学学报(工学版),2021,54(S1):113-118.5 常飞,史国梁,于立凯,等.BIM 技术在亚运会大型水上运动中心项目施工中的应用 J.建筑技术,2021,52(06):644-647.6 曾崇勇,代礼红,杨皓然.BIM 技术在犍为航电枢纽设计优化与管理中的应用 J.水运工程,2021(12):1-7.7 钱佳鑫,陈东,邓树新.建筑信息模型技术在城市密集区桥梁施工中的应用 J.科学技术与工程,2022,22(05):2063-2068.作者简介：罗皓，男，1975 年生，硕士、高级工程师、一级注册建筑师，主要从事建筑设计及精细化管理、工程施工设计优化等。碰撞编号碰撞点坐标项目 ID项目名称碰 撞说明项 目类型碰撞1（22.08,33.68,56.65）元素ID:1536002矩形风管硬碰撞管线碰撞2（34.08,62.35,33.54）元素ID:8693242采暖回水硬碰撞管线碰撞3（52.18,74.58,25.81）元素ID:6502100矩形风管硬碰撞管线碰撞4（46.47,82.20,12.92）元素ID:6583204采暖回水硬碰撞管线碰撞5（57.27,63.15,84.68）元素ID:9654123采暖上水硬碰撞管线碰撞6（15.35,55.46,94.36）元素ID:6932220矩形风管硬碰撞管线碰撞7（53.56,25.73,67.23）元素ID:9914056采暖回水硬碰撞管线表 1 BIM 模型碰撞检查结果