（長(zhǎng)春建筑學(xué)院管理學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130607 ）

摘要：為提高項(xiàng)目管理水平，提高工程進(jìn)度并控制其施工成本，引進(jìn)BIM技術(shù)，以某建筑裝飾工程項(xiàng)目為例，開展工程管理方法的設(shè)計(jì)研究。根據(jù)視圖、基準(zhǔn)面、構(gòu)件、注釋、主體結(jié)構(gòu)五個(gè)核心要素，創(chuàng)建基于BIM技術(shù)的建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型；將建立的建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型作為參照，通過錄入、深化節(jié)點(diǎn)信息，進(jìn)行建筑裝飾工程項(xiàng)目施工的動(dòng)態(tài)模擬；在工程施工前對(duì)機(jī)械進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，對(duì)機(jī)械的運(yùn)行路徑、作業(yè)人員的作業(yè)區(qū)域等進(jìn)行最優(yōu)選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝飾設(shè)備管線碰撞與沖突的檢測(cè)；使用project軟件，將工程施工中的進(jìn)度數(shù)據(jù)錄入4D模型中，通過創(chuàng)建計(jì)劃數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的綜合管理。實(shí)例應(yīng)用結(jié)果證明：按照提出的方法進(jìn)行建筑裝飾工程項(xiàng)目的管理，不僅可以提高工程的進(jìn)度，還可以使工程項(xiàng)目支出在預(yù)期范圍內(nèi)，避免項(xiàng)目建設(shè)出現(xiàn)超預(yù)算等問題。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；動(dòng)態(tài)模擬；應(yīng)用；項(xiàng)目管理；沖突檢測(cè)；建筑裝飾工程

中圖分類號(hào)：TU758.1" " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

Application Research of BIM Technology in the Project Management of Building Decoration Engineering

YAN Bo

（School of Management，Changchun？University？of？Architecture？and？Civil？Engineering，Changchun Jilin 130607，China）

Abstract：In order to improve the project management level，improve the project progress and control its construction cost，the introduction of BIM technology，take a building decoration engineering as an example，to carry out the design research of project management methods.According to the five core elements of view，datum，component，annotation and main structure，create a 3D information model of building decoration engineering based on BIM technology，and take the established 3D information model of building decoration engineering as a reference，by inputting and deepening the node information，implementation of dynamic construction of building decoration engineering，and dynamics simulation of the machinery before engineering construction，the optimal selection of the running path of the machinery and the working area of the operator，realize the detection of the collision and conflict of the decoration equipment pipeline，and using the project software，input the progress data during the project construction into the 4D model，by creating the plan data，realize the comprehensive management of engineering projects.The experimental application results prove that the management of building decoration engineering according to the proposed method can not only improve the progress of the project，but also make the expenditure of the project within the expected range，and avoid the problems of excess and over budget in the project construction.

Keywords：BIM technology;dynamic simulation;application;project management;conflict detection;building decoration engineering

0 引言

相比其他分項(xiàng)工程項(xiàng)目的施工，裝飾工程項(xiàng)目施工具有復(fù)雜度高、任務(wù)量大、涉及專業(yè)面廣等特點(diǎn)，施工方不僅需要按照規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行項(xiàng)目的施工，還需要具有較高的專業(yè)水平，能夠?qū)κ┕ぶ械臋C(jī)械設(shè)備與裝飾材料具有足夠的了解[1]。尤其在一些大型工程中，裝飾施工的難度極高。為解決此方面不足，在提高工程質(zhì)量的同時(shí)，提升工程進(jìn)度、安全性與可靠性，施工方提出了將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到此類項(xiàng)目的施工管理中，但根據(jù)現(xiàn)階段工程方反饋的信息可知，現(xiàn)有的技術(shù)方案在實(shí)際應(yīng)用中根本無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。在經(jīng)過大量的科研后，有關(guān)單位提出了一種全新的技術(shù)，即BIM技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)在計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域又被稱之為建筑信息模型技術(shù)，可以根據(jù)建筑中各項(xiàng)、各單元的真實(shí)信息，建立三維、四維等多維度的建筑模型，利用BIM可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的模擬與仿真[2]。總之，此項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)綜合了計(jì)算機(jī)仿真、虛擬仿真與3D可視化的技術(shù)。其中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)用于在計(jì)算機(jī)上展示建筑物，虛擬仿真技術(shù)用于對(duì)建筑物進(jìn)行虛擬建模，而三維可視化技術(shù)用于將2D的建筑物設(shè)計(jì)圖進(jìn)行三維化[3]。此項(xiàng)技術(shù)在工程中的優(yōu)勢(shì)較為顯著，不僅可以實(shí)現(xiàn)在施工中對(duì)工程進(jìn)度、成本、質(zhì)量的宏觀管理，還可以有效解決裝飾施工現(xiàn)場(chǎng)存在的管線碰撞、機(jī)械布置不合理等問題。為實(shí)現(xiàn)對(duì)與之方面相關(guān)工作的進(jìn)一步深化，本文引進(jìn)BIM技術(shù)，以吉林省長(zhǎng)春市某建筑裝飾工程項(xiàng)目為例，開展工程管理方法的設(shè)計(jì)研究，旨在通過此次設(shè)計(jì)，為工程的規(guī)范化建設(shè)、建筑行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展提供全面的幫助。

1 基于BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型

為實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑裝飾工程項(xiàng)目的管理，在此次研究中，引進(jìn)BIM技術(shù)，創(chuàng)建針對(duì)建筑裝飾工程項(xiàng)目的3D信息模型。在此過程中應(yīng)明確3D信息模型由若干個(gè)基本圖元構(gòu)成，包括視圖、基準(zhǔn)面、構(gòu)件、注釋、主體結(jié)構(gòu)五個(gè)核心要素，具體構(gòu)成見圖1[4]。

參照上述內(nèi)容，獲取建模過程中的建筑圖元信息，將相關(guān)信息錄入Revit建模軟件中，在Revit中任何信息都可以被引用或修改，而圖元信息僅被作為一個(gè)信息的載體，也可以根據(jù)建模中的具體需求進(jìn)行修改。

建筑裝飾工程中的主體結(jié)構(gòu)圖元是用于設(shè)定參數(shù)的，例如，在進(jìn)行建筑墻體的建模時(shí)，應(yīng)輸入截面結(jié)構(gòu)層參數(shù)，包括各結(jié)構(gòu)層的厚度、材質(zhì)、顏色、高度等內(nèi)容[5]。在完成主體結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建后，建筑中每個(gè)部件的細(xì)部模型生成與制造都要依靠與其相關(guān)的本體，例如，相關(guān)部件的尺寸就可以在暫時(shí)性和永久性之間進(jìn)行變換，自動(dòng)進(jìn)行更改。與2D CAD繪圖的區(qū)別是，在三維空間模型的設(shè)計(jì)中，需要參考平面、標(biāo)高和軸向網(wǎng)，生成立體網(wǎng)格，通過對(duì)若干網(wǎng)格的交叉、重疊等，生成對(duì)應(yīng)的三維建筑空間[6]。按照上述步驟，對(duì)建筑裝飾工程項(xiàng)目中的各個(gè)細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)錄入與建模，將各個(gè)模型進(jìn)行組裝、拼接，實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)創(chuàng)建建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型。

2 建筑裝飾工程項(xiàng)目施工動(dòng)態(tài)模擬

將建立的建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型作為參照，通過錄入、深化節(jié)點(diǎn)信息，進(jìn)行建筑裝飾工程項(xiàng)目施工的動(dòng)態(tài)模擬[7]。此過程見圖2。

建筑裝飾工程項(xiàng)目施工具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大、預(yù)應(yīng)力施工困難的大型工程項(xiàng)目，為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的管理，對(duì)3D模型進(jìn)行4D轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工方案的優(yōu)化，能夠直觀、準(zhǔn)確地反映施工全過程，從而達(dá)到縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量的目的[8]。將3D綜合信息模型與項(xiàng)目計(jì)劃相結(jié)合，進(jìn)行4D施工過程的仿真，包括動(dòng)態(tài)空間需求分析和動(dòng)態(tài)安全需求分析，在此基礎(chǔ)上，識(shí)別施工安全隱患。虛擬施工方案優(yōu)化流程，也就是以虛擬施工模型為基礎(chǔ)，將虛擬施工環(huán)境進(jìn)行組裝，對(duì)施工工序和關(guān)系進(jìn)行預(yù)設(shè)，對(duì)施工過程和結(jié)果進(jìn)行模擬，對(duì)其進(jìn)行綜合分析，識(shí)別現(xiàn)行的施工計(jì)劃方案是否能夠滿足具體要求、是否需要調(diào)整相關(guān)參數(shù)或工序，從而確定最優(yōu)方案[9]。

在此過程中，將Revit三維模型與施工計(jì)劃中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行適配，此過程計(jì)算公式如下：（1）

式（1）中：為時(shí)間節(jié)點(diǎn)匹配函數(shù)；為Revit三維模型；為點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合；為匹配模板；為第類點(diǎn)云數(shù)據(jù)；為時(shí)間節(jié)點(diǎn)。完成時(shí)間節(jié)點(diǎn)的匹配后，在模型中錄入空間數(shù)據(jù)，即該工程項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，通過對(duì)此部分?jǐn)?shù)據(jù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的動(dòng)態(tài)模擬，此過程計(jì)算公式如下：（2）

式（2）中：為空間數(shù)據(jù)匹配函數(shù)；為工程項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)；為運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)與模型的匹配程度。按照上述方式，將工程相關(guān)信息錄入到模型中，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的動(dòng)態(tài)模擬[10]。

3 裝飾設(shè)備管線碰撞與沖突檢測(cè)

在大型建筑裝飾工程項(xiàng)目的管理中，裝飾設(shè)備和管線的類型非常多，結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜，因此，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些在管線與管線之間、管線與設(shè)備之間、管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的沖突與碰撞，此種現(xiàn)象會(huì)給建筑工程管理帶來較多的不便和安全隱患[11]。而將BIM技術(shù)應(yīng)用于管線的三維集成設(shè)計(jì)中，便能改變這一現(xiàn)狀，通過BIM建模，能夠“預(yù)覽”整個(gè)建筑裝飾工程的內(nèi)部+結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑工程進(jìn)行全方位的“三維檢查”，如設(shè)備線路和部件的碰撞等[12]。BIM技術(shù)能夠被應(yīng)用到整個(gè)項(xiàng)目的綜合信息管理和設(shè)備管道碰撞檢測(cè)中，通過檢測(cè)出管線和結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的沖突碰撞，根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，最終得到合理的裝飾布置方案。

在大型工程施工現(xiàn)場(chǎng)中，機(jī)械碰撞是一個(gè)普遍存在的問題。由于裝飾施工要用到很多機(jī)械設(shè)備，因此要有很大的機(jī)動(dòng)空間，否則很容易造成機(jī)械與建筑的碰撞[13]。

在工程施工前對(duì)機(jī)械進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，對(duì)機(jī)械的運(yùn)行路徑、作業(yè)人員的作業(yè)區(qū)域等進(jìn)行最優(yōu)選擇，有效地防止安全事故的發(fā)生。機(jī)械建模就是根據(jù)機(jī)械的幾何與運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，并通過對(duì)其運(yùn)行軌跡的仿真實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的沖突檢測(cè)[14]。例如，通過BIM技術(shù)，對(duì)吊裝施工過程進(jìn)行可視化分析與優(yōu)化，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)中的布點(diǎn)、選型等進(jìn)行三維顯示。在施工策劃軟件中，設(shè)定不同機(jī)械設(shè)備的頂升時(shí)間，通過旋轉(zhuǎn)角度來對(duì)設(shè)備作業(yè)過程進(jìn)行模擬，以避免發(fā)生碰撞，從而提升作業(yè)的安全性和工作效率。

4 創(chuàng)建計(jì)劃數(shù)據(jù)與工程項(xiàng)目綜合管理

確?，F(xiàn)場(chǎng)無(wú)碰撞與沖突后，使用project軟件，將工程施工中的進(jìn)度數(shù)據(jù)錄入4D模型中，按照式（1）～式（2），創(chuàng)建進(jìn)度計(jì)劃[15]。在此過程中，操作計(jì)算機(jī)，在界面移動(dòng)鼠標(biāo)打開項(xiàng)目的主菜單，找到“項(xiàng)目信息”功能鍵后點(diǎn)擊此按鍵，根據(jù)工程項(xiàng)目的具體要求，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目信息。在此基礎(chǔ)上，選擇標(biāo)準(zhǔn)的日歷，在不同的節(jié)點(diǎn)錄入該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)施工工期、預(yù)期施工成本等信息。完成上述操作后，設(shè)置不同環(huán)節(jié)、多個(gè)施工任務(wù)之間的依賴關(guān)系與關(guān)聯(lián)關(guān)系，即在project軟件中創(chuàng)建當(dāng)前任務(wù)的前置任務(wù)與后續(xù)任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)某一步驟分項(xiàng)施工中WBS的創(chuàng)建。最后，按照計(jì)劃書進(jìn)行資源的創(chuàng)建與分配，以此完成工程管理計(jì)劃數(shù)據(jù)的錄入。

在管理中，技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際進(jìn)度，在計(jì)算機(jī)中調(diào)用對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的施工數(shù)據(jù)，通過對(duì)節(jié)點(diǎn)相關(guān)信息的匹配，掌握工程項(xiàng)目施工中是否存在與預(yù)設(shè)方案偏差的施工行為，以便于及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度與計(jì)劃方案進(jìn)行調(diào)整。按照上述方式，完成創(chuàng)建計(jì)劃數(shù)據(jù)與工程項(xiàng)目綜合管理。

5 實(shí)例分析

5.1 工程概況

上文從四個(gè)方面，引進(jìn)BIM技術(shù)完成了此次設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM技術(shù)在具體工程項(xiàng)目中應(yīng)用效果的檢驗(yàn)，下面將以吉林省長(zhǎng)春市某大型裝飾工程項(xiàng)目為例，按照本文提出的方法，進(jìn)行該項(xiàng)目施工的管理。

為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，在開展相關(guān)研究前，需要先對(duì)所選試點(diǎn)工程項(xiàng)目的基本情況展開分析。本次研究的建筑為一類建筑。本次研究的建筑項(xiàng)目面積約為78 291 m2，業(yè)主方計(jì)劃總投資約為7.8億元，建筑工程項(xiàng)目構(gòu)成為西側(cè)樓、東側(cè)樓、屋頂幕墻鋼桁架，東側(cè)樓地上與地下均為2層（地上局部3層），東側(cè)樓主樓高度為16 m（2層）與18.5 m（3層），建筑整體采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。西側(cè)樓地下2層，地上5層，其中地上結(jié)構(gòu)中有2層屬于夾層結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)的高度為20 m與22 m，此建筑結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，該建筑對(duì)應(yīng)的塔樓部分由2個(gè)獨(dú)立單元結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

掌握該工程項(xiàng)目的基本情況后，對(duì)項(xiàng)目所在地的水文地質(zhì)條件展開分析，相關(guān)內(nèi)容見表1。

經(jīng)過工程方的勘察，該項(xiàng)目所在地的地下水埋深較深，不會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目的施工造成影響，但每年1月份當(dāng)環(huán)境溫度lt;0 ℃時(shí)，可能會(huì)由于溫度過低影響施工進(jìn)度或工程質(zhì)量。因此，在環(huán)境工程裝飾施工現(xiàn)場(chǎng)還需要做好防凍處理。

在上述提出內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工程項(xiàng)目的施工，為滿足裝飾施工的規(guī)范化需求，按照表2配置施工中的機(jī)械設(shè)備。

完成建筑裝飾工程項(xiàng)目的施工部署后，按照本文提出的方法，進(jìn)行工程項(xiàng)目的管理。管理過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)，創(chuàng)建建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型，對(duì)建筑裝飾工程項(xiàng)目的施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，為避免施工中出現(xiàn)管線沖突等方面的問題，可在模擬施工過程中，進(jìn)行裝飾設(shè)備、管線的碰撞與沖突檢測(cè)，通過在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建計(jì)劃數(shù)據(jù)，基于宏觀角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的綜合管理。

5.2 管理結(jié)果與討論

按照本文方法進(jìn)行建筑裝飾工程項(xiàng)目的管理，管理后，對(duì)不同環(huán)節(jié)的綜合管理效果與預(yù)期進(jìn)行對(duì)比，通過此種方式，掌握本文方法的應(yīng)用效果。先按照計(jì)劃提取不同環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工期，對(duì)比管理后項(xiàng)目實(shí)際施工工期與設(shè)計(jì)工期的偏差，其結(jié)果見圖3。

圖3中，a～j分別為主體拆改施工、水電改造施工、木工裝飾施工、貼磚施工、面漆施工、壁紙貼鋪施工、電氣與燈具安裝施工、線路安裝施工、廚衛(wèi)吊裝施工、地板貼鋪施工。

從圖3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，使用本文設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行工程項(xiàng)目管理，可以使建筑裝飾工程項(xiàng)目的實(shí)際工期在設(shè)計(jì)工期范圍內(nèi)，通過此種方式，避免工程出現(xiàn)延誤等方面的問題。

完成上述研究后，按照上述步驟，對(duì)比各階段施工的設(shè)計(jì)支出成本與管理后的實(shí)際支出成本，其結(jié)果見圖4。

從圖4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，各個(gè)環(huán)節(jié)在管理后的實(shí)際支出成本≤設(shè)計(jì)支出成本，說明使用本文方法進(jìn)行管理，可以有效控制建筑裝飾施工的成本。

綜合上述分析，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：本文此次研究引進(jìn)的BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果良好，按照規(guī)范進(jìn)行建筑裝飾工程項(xiàng)目的管理，加速了工程的進(jìn)度，還通過精確控制成本，確保項(xiàng)目支出始終在預(yù)期范圍內(nèi)，從而徹底消除了項(xiàng)目建設(shè)中可能出現(xiàn)的超出預(yù)算和超額支出的風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

裝飾工程項(xiàng)目是建筑施工中的一個(gè)分項(xiàng)施工項(xiàng)目，屬于建筑工程項(xiàng)目中的附屬部分，但隨著建筑行業(yè)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，裝飾工程也呈現(xiàn)日漸繁榮的趨勢(shì)。為推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展，本文研究了BIM技術(shù)在建筑裝飾工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用，通過創(chuàng)建建筑裝飾工程項(xiàng)目3D信息模型、建筑裝飾工程項(xiàng)目施工動(dòng)態(tài)模擬、裝飾設(shè)備管線碰撞與沖突檢測(cè)、創(chuàng)建計(jì)劃數(shù)據(jù)與工程項(xiàng)目綜合管理，開展工程管理方法的設(shè)計(jì)研究。經(jīng)過實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用驗(yàn)證，證明該方法成效顯著。不僅能夠顯著提升工程的進(jìn)度效率，還能精準(zhǔn)把控項(xiàng)目支出，確保其始終在預(yù)期預(yù)算之內(nèi)。通過這種方法，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目管理及其他相關(guān)工作的全面優(yōu)化，從而避免了項(xiàng)目建設(shè)中可能出現(xiàn)的超額、超預(yù)算等風(fēng)險(xiǎn)。

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[15]徐磊.數(shù)字化和智能化技術(shù)在余杭區(qū)亞運(yùn)場(chǎng)館改建項(xiàng)目中的應(yīng)用——以BIM和賽時(shí)照明系統(tǒng)為例[J].智能建筑與智慧城市，2023（2）：118-120.

編輯：劉 巖

基金項(xiàng)目：2022年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（220504459162701）

作者簡(jiǎn)介：閆 波（1976～），女，吉林省長(zhǎng)春市人，教授，碩士，研究方向：房地產(chǎn)開發(fā)與管理、工程管理。