BIM技术在建筑工程施工管理中的应用

孙剑锋，张先发

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术含义

当前，BIM技术已经成为管理建筑项目的关键技术。BIM是一种利用多种数据进行工程设计的建筑信息建模技术，从施工和管理中整合建筑信息。并将信息统一收集到3D模型数据库中，方便相关人员使用。BIM技术更适合现代发展趋势，更节能，移动性更强，成为一种新的流行技术（见图1）。

图1 BIM技术的含义

1.2 BIM技术的特点

1.2.1 可视化

如今，复杂多样的社会建设模式已成为建设工作的常态。面对庞大的建筑计划，很多施工人员缺乏专业知识，无法根据图纸理解工程布置，从而影响整个施工过程。在建筑项目中，BIM技术的可视化清楚显示了项目的内部结构，使其更加直观。采用BIM技术的可视化设计，在复杂工程工作完成之前，可以对建设项目中的任何隐藏工作进行管理，大大提高项目的效率（见图2）。

图2 基于BIM的施工方案可视化设计流程

1.2.2 协调性

建设项目管理中还有很多环节需要部门间的协调配合，BIM技术的协同设计要赋能建筑模型的不同学科，在BIM技术中要重视建筑模型的设计。各个学科通过协调独立，最终将其所有专业构建模型作为一个整体。这样就可以实现专业人士之间的信息交流，通过协同设计，各专业人士的建筑模型会相应更新，使建设项目的信息传递更加便捷、清晰，提高项目管理效率。

1.2.3 整合性

BIM技术以施工为基础，根据具体的施工项目实时创建动态数据库。根据目前的内容，在现场管理中应用了各种虚拟化技术，并利用信息技术辅助建设过程。在部门应用程序之间共享信息使工程项目人员能够了解项目的实时状态。但是，由于建设项目管理的复杂性和不确定性，传统信息技术的使用无法统一，地方信息受各种因素影响难以标准化。借助BIM技术，可以根据工程项目创建网络标记，应用工程建设项目的工程管理和数据分析，将有效收集的信息进行整合和共享，协助每个项目参与方及时获取数据。

2 建筑工程施工管理问题

2.1 进度管理

一般来说，施工进度管理涉及内容较多，包含的程度和信息较多，导致无法在短时间内对信息数据进行控制。加上不同部门之间缺乏沟通，控制施工进度的效果并不理想。

2.2 质量管理问题

在传统的施工质量管理过程中，一般采用CAD绘制二维图纸，但二维图纸并不能使各专业有效沟通。例如，土木工程和机电工程在施工过程中经常发生碰撞，不同部门之间的沟通不畅，影响施工质量管理。

2.3 成本管理

随着项目规模的扩大，工期延长，为保证项目的盈利能力，需要控制项目成本，引入动态管理方法。成本计算涉及的内容很多，容易出现遗漏、重复和错误。

3 BIM技术在建筑项目管理中的应用

3.1 立项背景

溧水万科未来城项目A地块，总建筑面积32万㎡，其中地上建筑面积23万㎡，地下建筑面积9万㎡；本项目地下室一层，地上由16栋27层、2栋22层（精装）住宅及沿街2/3～6层商业组成。18栋主楼均为剪力墙结构。

3.2 在规划设计阶段的应用

BIM技术在建筑项目管理中的应用体现在规划设计阶段。施工计划是项目管理的初始阶段，这一阶段的实现直接决定了后期实施的项目管理工作是否符合规章制度，是否适应建筑市场的发展。BIM技术在规划设计阶段的应用，可以在形成项目管理计划的基础上，实现碰撞检测。由碰撞检测形成的工程项目科学改进计划，以及碰撞的综合结果，是规划计划改进的依据[1]。在项目规划设计阶段，BIM技术的应用主要体现在不同利益相关者和工程单位不同部分的沟通上。例如，设计单位与管理单位之间的沟通，特别是成本和质量控制部门之间的沟通，应确保在应用BIM技术的基础上，优化项目规划设计方案的价值（见图3）。

图3 BIM技术模拟性特征示意图

3.3 施工建设阶段应用

采用智能平台+BIM+动态等先进技术，全面、智能化监控管理，企业间数据综合互联互通、协同共享，根据施工进度以及建设成本目标的管理顺利完成施工建设。该项目采用了实名控制系统、网络定位系统，依托闸机，实现持卡人脸识别进场、考勤。巡检人员每到一处发现隐患，现场语音、拍照采集，把检测信息通过无线网传输到云端平台，开启整改流程。问题直接推送给具体人员，跟踪进展，提升管理效率。为充分了解现场各工序穿插节点及施工进度，项目建立工期预警系统，通过BIM模型与施工进度计划关联，根据工程进度表模拟展示工程进度，辅助进行施工工序与计划优化，通过数据中心采集项目各时段的形象进度，录入平台，实现工程数据的可视化。有利于控制现场高效施工。项目对大型机械（塔吊）设置照明与防碰撞系统，当两台及以上塔吊运行时，大臂距离较近时，塔吊会自动感应，紧急制动。利用大型机械设备智能巡检系统，实现对塔吊全方位无死角检查（见图4）。

图4 塔吊防碰撞系统

智慧工地信息采集终端：现场设备通过5G信号将实时数据与网页端及移动端相同步，包括但不限于实时视频监控、扬尘监测、车辆冲洗监测等内容，便于管理人员第一时间掌握现场情况，极大程度地增加管理人员的工作效率。

车辆冲洗与抓拍系统：项目主干道出入口设置红外线感应冲洗平台与废水回收三级沉淀池，对车辆中洗用水回收再利用，同时通过抓拍系统对每辆车辆进行监控，智能识别车牌号并进行记录。

智慧监控系统：现场总计安装球型监控与枪机监控共计27个，对现场进行24h全覆盖无死角监测。

BIM技术应用建筑工程项目管理，重点关注施工阶段。对一个项目管理来说，成本控制和质量控制都集中在施工阶段。施工阶段是材料、设备、人员的过程，也是规划的过程。实践表明，在建设项目中使用BIM技术，可以将动态监控项目与预规划项目相结合。项目建设阶段存在的问题，将向管理部门报告[2]。管理人员接到问题后，直接通过BIM技术对项目存在的问题进行定位，并进行针对性地改进。同时，形成改进方案。这种方法极大地改变了传统的建设项目管理方式，提高了解决问题的有效性，对提高管理效率起到了非常重要的作用。

3.4 竣工阶段应用

如今，随着建筑市场的发展，实施智能化建设项目管理的重要标准是满足施工质量标准，将工程造价控制在最优范围内，以实现整体效果的最大化。为实现这一目标，应加强BIM技术在建设项目智能化管理中的应用，在竣工前期专门建库，实现信息直接传递，避免信息传递过程中出现数据偏差，及时处理和保护数据，信息的真实性和客观性为计算成本和量化质量提供了依据[3]。

3.5 运维阶段的应用

建设项目建成后，要注意后期的及时维护和管理。为实现这一目标，还需要发挥BIM技术的作用，通过BIM技术监测建设项目当前的使用和性能变化，实现采集数据的实时更新，给建筑物的管理和维护提供客观建议。

4 结语

结合当前建筑项目建设单位的目标管理体系，可以完善业务流程，科学合理地规范具体工作流程中的各个实施单元，并确定每个工作流如何连接，在此基础上，充分利用BIM技术，建立建设项目管理模型。