劉倩，詹吾嬌，楊遷，繆楚程

（三峽大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，湖北宜昌 443002）

0 引言

在建筑工程行業(yè)的發(fā)展過程中，建設(shè)工程項(xiàng)目由于政治、經(jīng)濟(jì)、地理和環(huán)境條件等眾多因素，其復(fù)雜性和不確定性程度也越來越深，對(duì)項(xiàng)目的總體管控和把握要求也就越來越高。我國工程項(xiàng)目管理的發(fā)展尚處于起步階段，還沒有系統(tǒng)地對(duì)其開展研究，因此在實(shí)際管理中能夠采用的理論知識(shí)還很有限。

建設(shè)項(xiàng)目的有效管控決定著項(xiàng)目是否能夠成功。我國以往采用的方式并沒有將整個(gè)建筑工程有機(jī)地結(jié)合，因此難以對(duì)建筑工程展開有效的控制。然而，近年來BIM技術(shù)的出現(xiàn)和實(shí)際應(yīng)用為這一難題帶來了根本性的改變。

BIM即建筑信息模型[1]，是在三維技術(shù)的支持下進(jìn)行建筑數(shù)據(jù)收錄與展示的平臺(tái)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性與流通性。由于BIM所采取的特殊數(shù)據(jù)庫形式，能夠幫助建設(shè)項(xiàng)目管理企業(yè)在管理的過程中建立起完善的信息共享平臺(tái)，有利于規(guī)避建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中的風(fēng)險(xiǎn)，因此在我國建筑市場中的應(yīng)用也越來越廣泛。

1 BIM用于建設(shè)工程管理中的適用性分析

對(duì)于一個(gè)建設(shè)工程來說，其全壽命周期中必將面臨各種各樣的問題，而BIM技術(shù)能有效控制風(fēng)險(xiǎn)。本文結(jié)合實(shí)際工程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問題，對(duì)采用BIM信息技術(shù)解決建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)的可能性進(jìn)行了探討，最終認(rèn)為靈活使用BIM技術(shù)確實(shí)能夠提升建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)管理的質(zhì)量與效率（見表1）。

表1 BIM特性可解決的實(shí)際工程中的問題

2 BIM在建設(shè)工程各階段的實(shí)踐應(yīng)用作用分析

BIM技術(shù)在建設(shè)工程項(xiàng)目管理中，相對(duì)于其他單獨(dú)的管理應(yīng)用方法最明顯的特點(diǎn)是全壽命周期管理模式的成熟應(yīng)用。作為建設(shè)項(xiàng)目管理中的重要組成部分，BIM主要承擔(dān)的是決策工作，對(duì)控制建設(shè)項(xiàng)目的整體把握和管控起到了決定性作用。隨著“工程項(xiàng)目全壽命周期”理念的提出，建設(shè)公司也開始以該理念作為自己提升工程質(zhì)量與工程效率的主要手段。但隨著社會(huì)的發(fā)展，風(fēng)險(xiǎn)的增加，無信息共享的全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)管理卻很難落到實(shí)處[2]。而BIM技術(shù)剛好解決了這一難題。本文主要研究了BIM信息技術(shù)是如何在各個(gè)階段發(fā)揮其獨(dú)特的價(jià)值效用。

2.1 立項(xiàng)決策階段的作用分析

項(xiàng)目的立項(xiàng)決策階段是十分重要的，該階段旨在探究項(xiàng)目的可行性并探討最佳投資方案。在BIM技術(shù)的幫助下，能夠得到更加滿意并且可靠的研究結(jié)論。

項(xiàng)目決策過程中，建筑物的地理位置、地形地貌、環(huán)境氣候和與周圍建筑的協(xié)調(diào)都對(duì)項(xiàng)目的最終結(jié)果產(chǎn)生不可忽視的影響。而傳統(tǒng)模式下的場地分析方式存在諸如掌握信息量有限、處理相關(guān)數(shù)據(jù)困難等弊端，會(huì)給項(xiàng)目后期帶來大量風(fēng)險(xiǎn)。很多建設(shè)單位通過BIM技術(shù)與Revit[3]的結(jié)合來保證得到最為滿意的解決方案，避免傳統(tǒng)模式下的許多問題，使分析結(jié)果更加科學(xué)合理，減少不必要的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)例：某生態(tài)新城低碳體驗(yàn)館，高度12.7m，總建筑面積約15000m2。在工程項(xiàng)目決策階段，通過初步模擬計(jì)算，條形建筑這樣的不恰當(dāng)結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致建筑周邊風(fēng)速的突變和局部死區(qū)，不利于形成良好的室外風(fēng)環(huán)境。于是建筑屋頂設(shè)計(jì)為隨地形起伏的雙曲面，將雙曲面屋頂導(dǎo)入Revit搭建初步的建筑結(jié)構(gòu)模型，再對(duì)其進(jìn)行室外風(fēng)環(huán)境模擬分析，優(yōu)化建筑形體結(jié)構(gòu)（如圖1），能改善室外行人區(qū)的空氣流場，提升處于建筑物群中的人們的生活質(zhì)量。

圖1 風(fēng)環(huán)境模擬分析模型

立項(xiàng)決策階段作為項(xiàng)目進(jìn)程之首，其重要性和關(guān)鍵性不言而喻。應(yīng)用BIM所承載的完善精準(zhǔn)的信息，以及BIM的三維建模、可視性和BIM與其他技術(shù)的有效結(jié)合，可對(duì)擬建項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)選和優(yōu)化，并以此確保決策的準(zhǔn)確性與完整性，是項(xiàng)目投資后滿足需求的關(guān)鍵方式之一。

2.2 編制勘察設(shè)計(jì)文件階段的作用分析

編制勘察設(shè)計(jì)文件階段是對(duì)擬建項(xiàng)目的功能需求轉(zhuǎn)化為可以實(shí)施的模型，是工程建設(shè)的靈魂，是保證建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量和控制建設(shè)項(xiàng)目造價(jià)的關(guān)鍵性階段。將BIM技術(shù)運(yùn)用到該階段，可保證設(shè)計(jì)方案技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理等問題。

（1）碰撞檢測。設(shè)計(jì)工作是由不同專業(yè)人士獨(dú)立完成，由于設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)缺少協(xié)調(diào)與溝通，碰撞問題不可避免。我國長時(shí)間采用的CAD圖紙?jiān)O(shè)計(jì)由于不直觀等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)中存在的隱患難以發(fā)現(xiàn)，以致提高整個(gè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。而利用BIM技術(shù)的可視功能，通過三維模型的建立，給各設(shè)計(jì)方提供了良好的交流平臺(tái)，輕松快捷地解決了傳統(tǒng)二維模式下不可避免的碰撞問題，提前反映施工設(shè)計(jì)問題，有效地管控了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)例：綜合體項(xiàng)目管線的布置尤為復(fù)雜，將機(jī)電各專業(yè)的模型按施工圖建立，借助BIM的三維可視化，可以發(fā)現(xiàn)大量碰撞，進(jìn)而及時(shí)地對(duì)管線的布局進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，降低由于布局不當(dāng)而引起的風(fēng)險(xiǎn)（如圖2）。

圖2 各專業(yè)、管線綜合碰撞檢測

（2）信息實(shí)時(shí)更新共享。在一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目過程中，信息所起到的作用是不言而喻的，要想保證建設(shè)項(xiàng)目的順利高效進(jìn)行，就必須要提升對(duì)信息的管理力度。在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理工作中，由于不同階段的信息之間缺乏相互聯(lián)系，因此很容易流失掉很多信息[4]，這樣的現(xiàn)狀對(duì)生命周期管理工作起不到任何幫助。而用了BIM技術(shù)的建設(shè)項(xiàng)目能夠快速高效地對(duì)信息進(jìn)行管理與修改，最終達(dá)到較為滿意的信息更新速度，節(jié)省了大量的人力、財(cái)力和物力，為后續(xù)建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供保證（如圖3）。

圖3 工程項(xiàng)目信息的集成與共享

在項(xiàng)目的編制勘察設(shè)計(jì)文件階段，充分運(yùn)用BIM技術(shù)可有效地避免空間碰撞問題，盡可能地將設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)消除在設(shè)計(jì)階段，避免后期返工；同時(shí)，BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)能夠在設(shè)計(jì)階段發(fā)揮巨大作用，把相互專業(yè)設(shè)計(jì)工作的繁雜過程簡化為各自專業(yè)水平上的可行性工作。

2.3 建筑施工安裝階段的作用分析

所謂的施工階段，就是在工程設(shè)計(jì)文件的指導(dǎo)下，完成文件中所要求的施工目標(biāo)的階段。由于需要進(jìn)行系統(tǒng)性的施工管理，因此BIM技術(shù)的加入正好給施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可能性[5]。

（1）實(shí)現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管控。傳統(tǒng)的質(zhì)量管控方式較為抽象，沒有將問題具體細(xì)化，給后期的施工埋下了質(zhì)量隱患。但是有了BIM技術(shù)之后，就能通過三維表達(dá)方式實(shí)現(xiàn)以往二維表達(dá)無法準(zhǔn)確表達(dá)的內(nèi)容，將施工當(dāng)中可能出現(xiàn)的問題細(xì)致地表達(dá)出來，最終起到降低工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的作用。

（2）嚴(yán)謹(jǐn)安排進(jìn)度計(jì)劃。建筑施工的進(jìn)度管理一直是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M(jìn)度計(jì)劃有利于工程總體經(jīng)濟(jì)效益的充分發(fā)揮。傳統(tǒng)模式下用來描述項(xiàng)目進(jìn)度的圖很難清晰地演繹實(shí)際中的施工進(jìn)度。我們通過將BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相結(jié)合，建立3D+時(shí)間進(jìn)度要求的信息模型，模擬項(xiàng)目施工動(dòng)態(tài)過程，并標(biāo)記出施工進(jìn)程與時(shí)間。在實(shí)際施工中嚴(yán)格按照模擬施工進(jìn)度施工，及時(shí)調(diào)整誤差，實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度的精準(zhǔn)控制，降低工期延期風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)例：某客站站前廣場的地下工程利用了BIM技術(shù)的4D漫游模擬施工技術(shù)(如圖4），對(duì)關(guān)鍵建筑部分進(jìn)行了動(dòng)畫模擬施工進(jìn)程，避免關(guān)鍵部位施工質(zhì)量得不到保證而影響進(jìn)度計(jì)劃安排。4D施工模擬不僅為建設(shè)單位提供可靠的進(jìn)度計(jì)劃安排，而且在施工的過程中，可視化的施工模擬可以避免施工過程中出現(xiàn)突發(fā)性問題而拖延工期，從而達(dá)到優(yōu)化進(jìn)度、縮短工期的效果。

圖4 4D漫游模擬施工

（3）嚴(yán)格控制工程成本。隨著改革開放的深入，建筑行業(yè)的競爭也變得越來越激烈，企業(yè)要想在復(fù)雜的市場中盡可能地提升自己的利潤空間，就必須要提升內(nèi)部成本控制的水平。結(jié)合BIM技術(shù)，可以自動(dòng)生成所需材料訂單，不會(huì)出現(xiàn)像以往的材料費(fèi)用難以管控。并且BIM還可以為企業(yè)提供更多的施工方案選擇，進(jìn)而找到最適合企業(yè)、最為經(jīng)濟(jì)的施工方案。

2.4 竣工驗(yàn)收交付使用階段的作用分析

在完成了施工之后，一般就要進(jìn)行竣工驗(yàn)收了?？⒐を?yàn)收是業(yè)主檢查所建工程是否達(dá)到了設(shè)計(jì)需求，保證整個(gè)項(xiàng)目及時(shí)發(fā)揮作用的關(guān)鍵工作，同時(shí)，也有利于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，對(duì)企業(yè)的總體提升作用是十分明顯的[6]。BIM能在工程驗(yàn)收前檢測指標(biāo)，避免因不符合要求而另增費(fèi)用、耽誤工期。

（1）科學(xué)人性化檢測。在工程竣工之后，業(yè)主方在驗(yàn)收階段會(huì)對(duì)整個(gè)工程建筑的綠化面積/建筑物的采光性能和保溫隔熱性能進(jìn)行測試檢驗(yàn)。對(duì)于大多數(shù)承包方來說，在竣工驗(yàn)收階段難以滿足建筑項(xiàng)目的科學(xué)人性化建設(shè)，而被要求繼續(xù)完成相應(yīng)指標(biāo)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才會(huì)被業(yè)主方驗(yàn)收成功。在BIM軟件的應(yīng)用下承包方能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的綠化、隔熱、采光、保溫的性能在工程項(xiàng)目驗(yàn)收前做好指標(biāo)檢測，避免在驗(yàn)收階段被業(yè)主方做不合格處理而延誤工期增加額外損失。

（2）信息資源共享管理。在工程驗(yàn)收完成之后，BIM集合的所有工程信息形成一個(gè)信息資源共享系統(tǒng)，給試用階段的后期管理提供豐富的信息資源，為后期的管理提供第一手建筑結(jié)構(gòu)信息。

3 結(jié)束語

本文著重關(guān)注了BIM在建設(shè)工程中的作用，討論了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)管理工作發(fā)揮的效用。BIM技術(shù)具有可行性，在許多項(xiàng)目中得到了檢驗(yàn)，雖然短期內(nèi)可能會(huì)面臨許多難題和挑戰(zhàn)，但從長遠(yuǎn)來看，BIM技術(shù)必將以其獨(dú)特的優(yōu)越性改變建設(shè)項(xiàng)目的管理方式，進(jìn)一步促進(jìn)我國建筑行業(yè)向更好更快的方向發(fā)展。

[1]李建成.建筑信息模型與建筑設(shè)計(jì)無紙化[J].建筑學(xué)報(bào)，2009（11）:100-101.

[2]魏亮華.基于BIM技術(shù)的全壽命周期風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2013

[3]楊珊珊，劉勤.由Revit軟件初體驗(yàn)到BIM三維模式的思考[J].山西建筑，2011,37（18）.

[4]孫悅.基于BIM的建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息管理研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2011.

[5]王代兵，謝吉勇.BIM在施工管理中的應(yīng)用研究[J].建筑與預(yù)算，2014（4）：5-7.

[6]李建軍.工程建設(shè)管理透明度的系統(tǒng)方法研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2007.