原俊強

（山西五建集團有限公司，山西太原 030000）

0 引言

BIM 技術(shù)作為建筑工程管理中的常用工具，能夠通過三維形式展現(xiàn)整個施工圖，輔助項目設(shè)計、施工、管理，支持科學施工決策，保障整個工程順利實施。BIM技術(shù)的有效應用能夠促進工程建設(shè)實現(xiàn)數(shù)字化和信息化發(fā)展，促進工程管理轉(zhuǎn)型，為此需要深入研究BIM 技術(shù)在工程管理中的應用規(guī)律，總結(jié)BIM 技術(shù)應用特征，提高工程管理水平。

1 工程概況

瀟河國際會展中心北側(cè)組團項目分布于山西綜合改革示范區(qū)瀟河產(chǎn)業(yè)園區(qū)，整個建筑工程通過七個獨立展廳構(gòu)成，整個建筑面積為113756.68m2，建筑寬度為172.65m，建筑長度為630.6m，建筑高度為29.5m，此工程用鋼量達到2.5 萬多t，此項工程在2021 年2 月正式開工，并在2022 年9 月完工。單獨展廳結(jié)構(gòu)寬為72m，長為172m，工程通過中部管桁架主展廳結(jié)構(gòu)和南北鋼框架輔房等部分構(gòu)成，主展廳通過七榀大跨空間懸鏈管桁架、兩端桁架、系桿、鋼拉桿等部分構(gòu)成相對穩(wěn)定屋面結(jié)構(gòu)體系。

2 BIM 技術(shù)模型構(gòu)建

傳統(tǒng)二維軟件屬于靜態(tài)繪圖，會影響工程數(shù)據(jù)動態(tài)管理，例如建筑工程的數(shù)量、規(guī)模和位置關(guān)系等，但利用BIM 技術(shù)能夠采取信息化方法針對項目工程內(nèi)部復雜構(gòu)件以及造型不均勻部位實施優(yōu)化設(shè)計、加工，并針對整個建筑信息實施集成管理。

2.1 建筑模型構(gòu)建

此次項目工程設(shè)計中，因為各層結(jié)構(gòu)以及功能用途存在一定差異，無法直接復制粘貼各個樓層設(shè)計，需要面向不同樓層實施針對性設(shè)計繪制，在初期建模中需要率先針對模型內(nèi)各項基礎(chǔ)構(gòu)件實施準確制作，隨后將其載入項目樣板文件內(nèi)，按順序繪制各層內(nèi)外墻、門窗、樓梯以及屋頂?shù)炔课?，?chuàng)建三維模型。

2.2 結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

在針對此項目工程進行模型創(chuàng)建中，需要率先針對基地、用房以及結(jié)構(gòu)創(chuàng)建模型軸網(wǎng)和標高，隨后繪制樁基礎(chǔ)，并在對應位置中設(shè)置樁基，隨后依次對梁、柱、板進行繪制，在制作完結(jié)構(gòu)模型后，繼續(xù)利用REVIT 針對工程結(jié)構(gòu)模型進行創(chuàng)建，整個創(chuàng)建過程和基地結(jié)構(gòu)創(chuàng)建過程相同。

2.3 機電模型構(gòu)建

此次工程中創(chuàng)建機電模型具體可以分成給排水、暖通以及電氣3 個部分，而電氣系統(tǒng)即照明系統(tǒng)和配電箱，暖通包含風閥、風管元件、施工配件以及風管等，而給排水方面主要包含水閥、水管管件、施工配件以及輸水管等。利用BIM 技術(shù)創(chuàng)建機電模型，需要在正式創(chuàng)建前預先編制模型所需基礎(chǔ)文件，涉及各類族文件，隨后將相關(guān)信息收入工程樣板文件內(nèi)，聯(lián)系提前繪制標高、軸網(wǎng)，組織繪制不同機電專業(yè)模型。實際管線繪制中應該嚴格遵守以下基礎(chǔ)原則，即壓力管應該對無壓管進行避讓，小管道應該對大管道進行避讓，電氣管道需要對蒸汽、熱水傳輸管道進行避讓，成本低的需要對高成本工程進行避讓，配件少的需要對大量配件工程進行避讓，盡量控制改動范圍，維護原有設(shè)計功能，便于應用操作。嚴格遵循管線基礎(chǔ)排布原則，通過整合不同專業(yè)模型，得到基地和用房工程模型。

2.4 多專業(yè)協(xié)同設(shè)計

建筑工程中各項設(shè)計離不開不同專業(yè)設(shè)計人員協(xié)作。比起暖通、水電以及建筑等專業(yè)，結(jié)構(gòu)專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)REVTI 水平相對滯后。為此需要本人合理利用信息軟件系統(tǒng)各項基礎(chǔ)功能，參考不同專業(yè)提資以及CAD設(shè)計流程，總結(jié)當前結(jié)構(gòu)設(shè)計工程，利用專業(yè)軟件對結(jié)構(gòu)設(shè)計實施多專業(yè)協(xié)同分析，對比不同專業(yè)協(xié)同關(guān)鍵點。通過研究分析發(fā)現(xiàn)，借助BIM 技術(shù)實施協(xié)同設(shè)計屬于專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)部或多個專業(yè)之間利用三維形式開展全面協(xié)同，從而直觀、全面發(fā)現(xiàn)專業(yè)內(nèi)部問題，及時處理專業(yè)沖突，促進模型優(yōu)化。REVIT 擁有兩種協(xié)同方法，一方面是借助工作集實施協(xié)同，另一方面是利用模型鏈接實施協(xié)同操作。對比分析鏈接協(xié)同和工作集協(xié)同間的性能差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)比起工作集協(xié)同，鏈接協(xié)同擁有更強穩(wěn)定性和操作性。此次工程項目中，為促進各項信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)全面共享，專業(yè)內(nèi)和不同專業(yè)主要利用文件鏈接方法實施協(xié)同設(shè)計。因為此項工程并非單一建筑，同時在模型鏈接中能夠，各類模型不但能夠彼此鏈接，還可以在統(tǒng)一模型內(nèi)進行按順序同步鏈接不同模型，促進協(xié)同設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。經(jīng)過鏈接下不同專業(yè)模型檢測能夠第一時間挖掘模型隱患，及時修改完善，提升工程設(shè)計效率。

3 BIM 技術(shù)在建筑工程管理中的應用策略

3.1 施工進度管理

BIM 技術(shù)應用能夠進一步提升工程進度管理便捷性，基于BIM 技術(shù)實施虛擬建造，通過創(chuàng)建三維建筑模型，額外輸入時間維度，針對整個工程實施4D 模擬施工，提升工程進度管理信息化水平，保障進度管理準確性。利用BIM 技術(shù)實施4D 虛擬施工，能夠結(jié)合項目施工計劃對整個建設(shè)過程進行全面模擬，經(jīng)過整個施工模擬，及時發(fā)現(xiàn)工程隱患和施工風險，隨后利用數(shù)據(jù)模型實施合理調(diào)整，優(yōu)化設(shè)計施工方案，強化施工進度管理。BIM 虛擬建造流程如圖1 所示。

圖1 BIM 虛擬建造流程

進度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過各類現(xiàn)場采集設(shè)備構(gòu)成，在施工現(xiàn)場實時采集相關(guān)數(shù)據(jù)同時，向數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行同步傳輸，并由深度圖像以及3D 點云共同構(gòu)成現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)。3D 點云借助3D 掃描自動生成初步結(jié)束測點坐標，經(jīng)過對各個測點實施調(diào)整配準來準確描述結(jié)構(gòu)物空間形態(tài)。深度圖像能夠借助影像測量技術(shù)針對各類材料信息以及結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件形狀實施現(xiàn)場測繪拍攝。在工程進度管理中，需要率先將場地布置模型、BIM 三維模型以及相關(guān)軟件信息數(shù)據(jù)實施格式轉(zhuǎn)化，隨后導入系統(tǒng)模型中完善虛擬建造過程。結(jié)束各個模型導入以及數(shù)據(jù)整合后，將軟件繪制施工進度計劃通過MSPROJECT 模式導入軟件系統(tǒng)，隨后通過進度關(guān)聯(lián)模型案件能夠促進模型內(nèi)構(gòu)件以及進度計劃全面關(guān)聯(lián)，并于初始階段促進模型自動關(guān)聯(lián)。針對工程模型、場地布置以及進度計劃實施全面協(xié)調(diào)處理后，利用專業(yè)軟件動態(tài)模擬整個項目施工過程，并在施工前對項目實施虛擬仿真演示，預先發(fā)現(xiàn)工程施工中各種缺陷問題，并進行及時修改，制定完善進度計劃。比起傳統(tǒng)模式，BIM 技術(shù)下的虛擬建造能夠利用4D 模型準確展現(xiàn)整個施工進度計劃，提高信息可視化水平，輕松理解各種復雜節(jié)點，便于信息交互，同時能夠針對工程中具體問題采取有效改進措施，制定更加細致、完善施工方案，保障工程安全基礎(chǔ)上提高施工進度，實現(xiàn)提前完工，優(yōu)化施工質(zhì)量[1]。

為解決施工實踐中實際竣工時間和計劃時間偏差問題，需要加強調(diào)控管理，可以在同一界面對實際工期以及計劃工期利用不同色彩進行準確標注，在完成某項工作后，向軟件系統(tǒng)內(nèi)輸入預計開始、計劃完成和實際開始、完成時間信息，并在流水視圖內(nèi)點擊進度管理能夠自動呈現(xiàn)工程實施進展，并對工程進度以及完成狀況進行直觀展示，隨后聯(lián)系現(xiàn)實狀況優(yōu)化調(diào)整。

3.2 工程成本管理

此次工程中利用BIM 技術(shù)在資源配置、場地布置方面進行優(yōu)化設(shè)計、管理，利用專業(yè)軟件系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌瑯?gòu)件市場價、定額價、工程量以及總價進行自動統(tǒng)計，利用系統(tǒng)軟件繪制雙代號時標網(wǎng)絡圖中直接輸入工程對應人材機數(shù)據(jù)，隨后基于網(wǎng)絡計劃對資源配置和網(wǎng)絡計劃實施優(yōu)化，加強成本管理。通過表格制定工程各項資源配置，分別形成施工機械表、人工總量、施工材料、半成品、構(gòu)件等需求量表。通過實踐發(fā)現(xiàn)，利用BIM 技術(shù)能夠?qū)Y源實施便捷統(tǒng)計，優(yōu)化配置，從最大程度上提升資源利用率，改善資源分配傳統(tǒng)模式下的資源浪費以及分配不均等問題，減少施工成本、節(jié)約施工資源，縮短建設(shè)工期，促進工程得以按時完工[2]。

通過針對施工現(xiàn)場實施虛擬布置能夠優(yōu)化成本控制，施工場地布局和整個施工過程存在密切聯(lián)系，假如施工場地未能進行合理布局，或物料存儲區(qū)和現(xiàn)場相距較遠，會擴大額外運輸費用，增加施工成本，但借助BIM 技術(shù)實施模擬布局，能夠優(yōu)化現(xiàn)場施工布局，縮減場內(nèi)材料運送成本，提高管理效率。結(jié)合此次工程分析，因為土地面積有限，擴大了施工場地布置難度，但借助BIM 技術(shù)能夠降低場地缺陷，提高場地綜合利用率，圖2 為三維場地布置。

圖2 三維場地布置

基于現(xiàn)有三維場地布置，對構(gòu)件種類、價格、數(shù)量、型號進行準確計算，可以將各個構(gòu)件單價輸入?yún)R總表單價中，隨后通過系統(tǒng)編輯公式對現(xiàn)場材料數(shù)量、價格進行自動統(tǒng)計，便于實施成本管理[3]。

3.3 工程質(zhì)量管理

此次工程質(zhì)量管理中應用BIM 技術(shù)可以進一步分為事前、事中和事后管理三種環(huán)節(jié)。在事前管理中，因為此次工程項目規(guī)模較大，綜合管線排布十分復雜，需要做好硬碰撞和軟碰撞檢測，為此選擇NAVISWORKS MANAGE 軟件實施碰撞分析，對工程分別利用機電模型、建筑模型實施碰撞檢測，自動形成檢測結(jié)果。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，此次總計檢測到601 個碰撞點，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計碰撞存在360 處，各處碰撞返工需要額外增加1300 元支出，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計能夠使整個工期節(jié)約12d，由此能夠看出成本、進度管理融入整個項目各個環(huán)節(jié)。通過BIM 技術(shù)優(yōu)化碰撞點，準確定位碰撞點后利用管道調(diào)整、管線標高調(diào)節(jié)、預留洞口交叉管線空間預留等方式進行合理修改，結(jié)合此次工程中的梁和噴淋管碰撞問題，選擇下移噴淋管[4]。

事中控制環(huán)節(jié)，利用BIM 技術(shù)可視化功能做好模型渲染，直觀呈現(xiàn)工程真實場景，輔助施工人員立體、全面了解整個建筑項目，保障施工質(zhì)量。借助VR 技術(shù)和漫游技術(shù)促進技術(shù)人員真實感受整個施工環(huán)境，做好復雜工序技術(shù)交底。事后質(zhì)量管理中，利用BIM 技術(shù)對整個工程信息實施全面匯總，做好數(shù)據(jù)分析工作，并針對具體工程問題形成切實、有效處理方案，總結(jié)施工經(jīng)驗，為工程質(zhì)量控制提供參考數(shù)據(jù)。同時此項工程中，依托BIM 技術(shù)自動形成電子版質(zhì)量檢測報告和技術(shù)文件，并輔助進行工程審核，減少紙質(zhì)文件翻閱中的復雜過程，便于竣工驗收，提高工作效率，縮減工作時長。

3.4 工程安全管理

此次工程中在安全管理重點主要在腳手架管理方面，通過針對腳手架實施三維布置和參數(shù)化設(shè)計，隨后結(jié)合有限元軟件ANSYS 進行分析，提升腳手架施工安全性。借助BIM 技術(shù)針對腳手架工程實施三維設(shè)計，能夠?qū)⒛_手架直觀、立體展現(xiàn)出來，明確了解基礎(chǔ)扣件、桿件的搭建步驟，指導具體施工過程，減少安全問題隱患。借助BIM 技術(shù)實施參數(shù)化設(shè)計能夠優(yōu)化腳手架工程施工，改善傳統(tǒng)冗雜的計算方法，精準核算腳手架變形指標和承載力，便于施工人員及時修正工程錯誤數(shù)值，從工程設(shè)計、現(xiàn)場檢查、安全核查等層面減少安全隱患。此次工程中基于BIM 技術(shù)進行腳手架布置具體方案如下，首先利用BIM 技術(shù)軟件對腳手架模板實施參數(shù)化設(shè)計，優(yōu)化三維布置，同時融合有限元軟件，率先立足于整體層面布置腳手架模板，其次進行局部調(diào)整，促進整個設(shè)計方案得到全面優(yōu)化，制定科學、完善的建構(gòu)方案，控制施工安全事故[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，工程管理作為建筑工程重要環(huán)節(jié)會直接影響工程質(zhì)量，傳統(tǒng)管理模式已經(jīng)無法滿足新時期工程建設(shè)需求，為此需要合理應用BIM 技術(shù)，促進相關(guān)信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)全面共享，提高信息利用效率，使BIM 技術(shù)合理融入工程管理當中，提高工程可視化水平，優(yōu)化工程施工效率。BIM 技術(shù)基于計算機系統(tǒng)針對整個建筑工程實施模擬設(shè)計，能夠?qū)嵤└櫛O(jiān)控整個項目工程，做好信息采集、處理工作。