张国强 赵爱菊
云南工程职业学院 云南昆明650300
摘要：建筑业是国民经济的支柱产业，我国建筑业每年的总产值都在逐步增长。但是长期以来建筑业存在着效率低下，工程造价相关管理方法的有效性不高等问题。之所以存在这些问题，不仅仅是因为过程和方法。最主要的客观原因还是因为建筑业项目的复杂性导致，建筑业项目技术手段和主观制约的低度信息化管理是问题的根源。传统的技术显然无法应对项目中海量的信息，成本数据(工程数据)无法实时计算和共享，项目经理的成本管理没有很好的方法，结算后发现严重的项目超支，但这是不可弥补的。经济效益和环境效益受到严重影响。BIM作为一种新型的建设项目管理技术，在很多大型复杂的工程项目中得到应用。 然而，这种新技术的应用并不广泛，许多从事工程管理的人不了解信息技术的真正含义和应用。本文主要介绍BIM技术的概述及相关现状，重点诠释BIM技术在工程建设全过程中的应用及采用的技术手段。
关键词：建设项目；BIM；信息技术；技术手段
Abstract
The construction industry is the pillar industry of the national economy. But for a long time, there are some problems in the construction industry, such as low efficiency and low effectiveness of the management methods related to project cost. These problems exist not just because of processes and methods. The most important objective reason is the complexity of the construction project, the construction project technical means and subjective constraints of the low level of information management is the root of the problem. The traditional technology obviously cannot cope with the huge amount of information in the project, the cost data (engineering data) cannot be calculated and Shared in real time, the cost management of the project manager does not have a good method, after the settlement, serious project overruns are found, but this is irreparable. Economic and environmental benefits are seriously affected。
BIM, as a new construction project management technology, has been applied in many large and complex projects.?However, the application of this new technology is not widespread, many people engaged in engineering management do not understand the true meaning and application of information technology.?This paper mainly introduces the application of BIM Technology in the whole process of engineering construction and the technical means used。
Keywords:Construction Project；BIM；Information technology；Technological means
一、BIM技术概述及应用现状
什么是BIM？BIM在我们的建筑行业中发挥着什么样的作用？这些是伴随着BIM从提出到现在一直存在在行业内一些问题，之所以存在这些问题，一方面是因为到现在BIM技术应用的还不太广，另一方面由于很多人对该技术还停留在片面的认识阶段，有一些工程师认为BIM就是一款建模软件。其实BIM技术涉及到的范围比较广，软件多，整个BIM技术在运用过程中涉及到的专业多，技术较复杂。目前，施工企业在管理上面临的问题，主要是在施工过程中，项目经理的工程数据流程不及时、不准确、效率低，因为这些问题的存在，经常带来工期上面的问题。而在以往的项目建设中，由于缺乏系统的信息化管理，导致数据的来源不可靠，不真实等问题。由于这些问题的普遍存在，BIM应用技术应运而生，BIM技术的出现很好的解决了上述施工企业在管理过程中出现的问题。由于这些问题的存在，下面将对BIM的含义做一个相对系统的诠释。
1、BIM技术覆盖了建设项目的整个周期
BIM技术的协同性一方面体现在各阶段之间的数据的协同传递，比如在设计阶段，BIM可以将设计图纸中的一些数据和问题协同到施工阶段；施工阶段的数据同样可以协同到后期的管理阶段。另一方面体现在不同专业之间的数据协同传递，比如土建专业和安装专业之间可以通过数据协同将整个项目的数据进行整合分析，可以分析出不同专业之间整合过程中存在的问题，方便整个项目的高效运行。
2、BIM是一种可视化设计和分析技术
BIM具有相当强大的可视化功能，它相对于传统的二维视角，三维更加真实的还原了建筑物的原有形态，让我们更加直接清晰的看到建筑物的细部的详细的构造以及各构件之间的关系。在设计阶段，可以利用BIM技术，对建筑物的各专业之间的构件进行碰撞检查，从而进一步优化设计方案。在施工阶段，可利用BIM对施工进度进行模拟，减少在施工过程中因为不同专业之间的碰撞、设计的不合理、工期等等问题而导致的施工的问题。BIM可视化设计的功能也方便了业主和设计方或者施工方之间的沟通。
3、BIM是一种信息模型集成工具
BIM技术有很多针对不同专业，不同项目阶段的模型整合的工具。这项功能进一步提升了项目的系统的管理。可以解决各专业，各单位之间沟通不及时等而导致的问题。
4、BIM是一种多维数据信息模型
主要针对BIM本质的意义，它主要是通过对项目的不同专业，不同阶段的数据进行整合，所有的数据统计了建设项目的整个周期。成本模型与其他维度所形成的6D、7D、直至nD模型。
BIM重点围绕研究对象实体的全寿命期的信息化描述进行，进行信息化全过程管理。它集成了制造业的CAD和CMA以及基于PDM和STEP标准的产品信息。将建筑生命周期不同阶段的数据、过程和资源连接起来，对工程的整体描述。有效实现信息的创造、管理和共享。
BIM作为一种新型的建设项目管理技术，在很多大型复杂的工程项目中得到应用。BIM重点围绕研究对象实体的全寿命期的信息化描述进行，进行信息化全过程管理。它集成了制造业的CAD和CMA以及基于PDM和STEP标准的产品信息。将建筑生命周期不同阶段的数据、过程和资源连接起来，对工程的整体描述。有效实现信息的创造、管理和共享。BIM技术的这些特征使其在项目各阶段中的应用越来越广泛，从建设项目的可行性研究到投产运营都涉及到BIM技术。
二、BIM在项目中的应用
（一） 可行性研究阶段
BIM技术在项目中的应用贯穿在建设项目的整个生命周期里，在可行性研究阶段，BIM技术的应用主要体现在满足业主的需求上。根据业主的需求，制定可行性研究方案。利用BIM技术可以直观的给业主展示出包括三维效果在内的“逼真”的设计图纸，施工进度的模拟也可以为施工方和业主提供实时跟踪的依据。通过施工进度的模拟，一方面可以根据需求调整方案，可以达到降低施工成本，缩短周期。
（二）设计和研究阶段
BIM技术目前在设计阶段应用较为广泛，前面已经分析了BIM技术在设计阶段的应用相比于传统的设计的优势。BIM技术在设计阶段的应用一方面包括三维模型建立以后对设计方案或者设计图纸存在的问题进行不断的优化。BIM技术的应用在设计阶段的应用还体现在设计阶段和建设项目的其他阶段之间的数据的协同和有效的传递。设计阶段的数据协同到施工阶段，施工阶段的数据在一次协同到项目的运维管理阶段，使建设项目得以稳定快速运行。
1、在规划阶段，可以利用BIM对建设项目的整体情况进行分析，包括建设项目的选址，周围的环境和设施，结构形态的呈现，集合各种环境因素，确定项目各方面的选择是否恰当。
2、在方案优化阶段，可以利用BIM技术，将现在主流的设计理念引入到设计中，相对于传统的二维平面设计技术，BIM技术的数据集成和协同更将有效的改善人们需求的这些问题。此外,各种具有BIM模式的互操作软件对提高建设项目的整体质量起着重要作用。
3、在设计深化和施工图绘制阶段,三维模型的绘制要比基于CAD技术的三维模型更快、更精确,这需要通过多个二维平面图来创建。利用BIM软件，可以建立三维模型，三维模型相比于传统的二维模型，在视角上更加直观，更加准确的将建筑内外部形态展示出来。多系统多阶段的协同，有效减少了建设项目的实施过程中的因为沟通不及时或者专业复杂等存在的问题。减少了修改的时间。同时,结合与BIM建模工具相关的分析软件的应用,对提出的工程结构的合理性、日照情况，季节变换，周围环境的影响。结合这些因素，对设计方案进行优化。可以灵活地调整设计更改以自动更新BIM总体参数模型的规则允许项目参与者灵活地响应设计更改,从而减少诸如构建者和设计者持有的图纸之类的不一致性。
4、利用BIM技术，对施工中能出现的问题提前的预测，很大程度上提高的建设项目施工的确定性，建设项目的施工操作性会受到设计方案的不合理性的影响，会受到相关专业的规范的制约，会因为发包形式中分工不明确等的影响，所以在施工过程中出现工期延后返工，设计变更等一系列的问题，提高了建设项目的施工成本。
（三）建设实施阶段
传统的图纸有施工质量不能得到保证,工程进度延误,效率低等缺点,BIM带来了改变:纠正设计错误和漏洞。在传统CAD时代的重建中,各种系统之间的矛盾在传统的图上是极其困难的。识别出这些问题往往要等到一定的施工阶段才被发现,不能再重新设计或重新设计;而BIM模型则会集成系统的设计,系统之间的冲突一目了然,在施工前纠正解决方案,加快施工进度。计划,减少浪费,甚至在很大程度上减少专业人士之间的争端。在施工过程中,可以提前通过信息模型,对施工方案的细节进行考虑,以提高施工效率,减少因变更造成的资金损失。
4D施工仿真与施工方案优化。通过BIM技术。可以合理设置施工组织进度，通过仿真模拟整个施工过程和施工现场的进度情况，对后期施工过程的管控和施工进度的控制，结合项目的整个施工工期和外界环境的因素，清晰的反应在施工过程中，人员班组的合理安排，材料和设备进出场的时间和堆放等问题。
BIM技术结合施工技术可以在图纸会审，深化设计，施工组织设计与方案优化，设计变更四大方面发挥重大作用。
BIM建模的过程，本身是对工程项目进行虚拟建造的过程。必须把图纸读懂读透，才能确保模型的准确性。同时，一些在施工过程中才能发觉的图纸问题，在模型的绘制过程中就能够得以暴露。而且，对于一些施工难度大的区域，如果利用二维图纸，很难发现其中的施工难度。采用BIM技术，在建模过程中，结合施工人员的经验，可以很容易地发现难度大的区域，彻底改变了传统模式下“走一步看一步”的弊端。
实施要点有以下几点：
1、搭建全专业BIM模型，辅助设计交底；
2、三维可视化浏览、漫游审核设计文件信息，提高各参建单位图纸会审效率和质量；
3、使用BIM对设计文件符合性审查；
4、使用BIM进行各专业碰撞检查；
深化设计是利用原来的设计图纸，结合施工现场的实际情况以及建设项目的一些外观因素，对图纸进行修改，完善，细化，是设计图纸能够成为可以正常施工的图纸。施工图纸的绘制主要考虑技术结构稳定安全的要求，还有相关专业的相关规范和技术标准，以及国家和各地方出台的相关的政策。在审查图纸过程中满足上述条件以后，还要考虑各专业之间的协同和碰撞问题。使施工图纸在施工过程中减少错误率。
深化设计要点有以下几点：
1、建立健全专业BIM模型，强化检查设计错、漏、缺等模块的功能。
2、各专业模型碰撞检查，提交碰撞报告；
3、管线空间关系、净高合理性分析，提出优化建议；
4、完成模型深化设计，对参建单位进行可视化交底；
5、复核安装预留孔洞、预埋件，避免返工签证；
6、模型直接提取工程量清单，制定物料采供及工厂化预制计划；
7、优化项目组织方案，确保施工质量、投资、进度目标的实现；
对于施工的重点难点，利用BIM施工模型，进行三维可视化的模拟展示或探讨验证。模拟中的工艺要素，是由施工工艺标准或技术交底所提供的，对于新型施工工艺予以详细深化模拟展示。
施工组织模拟的内容包括节点大样、几何外观、内部构造或者场地布置和运输组织、爬模技术、吊装模拟、节点安装模拟等。对复杂施工组模拟进行可行性分析，目的是验证重要施工区域或部位施工方案是否合理，检查出方案的不足，帮助施工人员理解和按要求执行方案，并不断改进形成新的施工工艺方案。
整个建设项目的运行，经过的可行性研究-初步设计阶段-到技术设计阶段（技术要求高的项目或者构件）-施工图设计阶段-施工阶段-竣工验收的交付使用。涉及到的参与方一般是建设单位、设计、施工单位、监理单位等。各参与方在各阶段各司其职，履行各参与方的权力和义务。当其中某一方在项目进行的某些阶段发现问题时，可以是设计不合理，可以是的施工上面的规范的技术标准的满足等等，需要提出变更申请。变更申请的主体可以是上述的各参与方。有些则是上述几个单位都会提出。基于 BIM 的设计变更可以做到有据可依，将设计变更单可以添加原设计方案，与变更后的方案对比，做好记录对比。
（四）运营维护阶段
利用BIM的参数建模，可以将建设项目的整个周期中数据进行汇总统计，满足业主的需求。另一方面在设计方案或者是施工方案中的某些数据进行修改完善以后，数据会同步更新。此外，BIM还提供关于建筑物使用或性能、占用率和容量、花费在建筑物上的时间、以及并行的建筑财务的信息；它还提供数字更新并改进搬迁规划和管理。
本文通过阐述了BIM技术概念及应用现状，重点研究了BIM在建设项目各阶段中的应用，该文的信息能让更多的人了解BIM技术，也能让更多的人坚信BIM技术在项目建设中可以产生极大的作用，为BIM技术在国内外的推广和应用做个很好的宣传和信息支撑，能为BIM技术做代言。
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作者简介：
张国强：男，1984.2，云南曲靖人，硕士，副教授，研究方向：建筑工程管理
注：2020年云南省教育厅科学研究基金项目（2020J0928）