建筑施工BIM应用技术研究

建筑施工BIM应用技术研究

丰雪松

中国十五冶金建设集团有限公司  430000

摘要：传统的建筑施工技术和管理方式效率低、对资源的消耗大，已经无法满足现代化生产建设的需求，这也推动了建筑行业朝向更完善、更高水平方向发展，更多先进的技术应用到建筑施工当中。BIM应用技术作为新世纪的一种高新技术，在国外已经取得了不错的成果，同时对建筑施工领域有着重要的作用，目前我国BIM技术研究起步较晚，但是在相关部门的支持下，也取得了一定的成效，但是在应用过程中依然有很多问题出现。本文通过分析影响建筑施工BIM技术应用因素分析，深入探讨BIM技术的应用情况，为相关人员提供参考。

关键词：建筑施工；BIM应用技术；工程管理

高新技术应用到生产模式来改善传统的生产是一种客观规律的现象，整个过程中，传统的生产模式寿命逐渐缩减，当到达一定程度之后，相关人员便会综合考虑一些因素来更新生产模式，长此以往实现生产模式的演替。新的生产模式相比较传统生产模式优势更加显著。我国目前已经全面进入到信息化时代，计算机技术的快速发展，BIM技术随之衍生出来，并在建筑行业发挥了一定作用，为建筑行业发展提供了新的发展机遇，同时也要面对全新的挑战。由于我国BIM技术研究起步晚、时间短，对比其他发达国家存在一定的差距，建筑施工领域处于初期阶段。经过十几年的摸索和实践，BIM技术的优势和作用也愈发显著，也得到了国家和社会各界的重视。

一、BIM技术概述

（一）BIM定义

BIM技术又被称为建筑模型信息技术，近几年，被作为一种新型数字化技术广泛运用到了建筑行业当中，推动了建筑行业的革新。现阶段主要用在建筑行业的设计阶段、施工阶段和建成后的维护和管理阶段，已经成为设计和施工单位承接项目的必要能力，受到了社会的重视[1]。在建筑施工中BIM技术主要有三个层面，一是数字化展现工程建设过程的BIM技术，二是参与施工项目协同管理BIM技术，三是对整个建筑工程全生命周期管理的BIM技术，因此BIM技术也延伸出了许多软件如Bently、Revit等。

（二）BIM应用特征

BIM技术在应用上主要是以三维数字技术为主，在此基础上继承了建筑工程项目相关信息的一种工程数据模型，BIM可以对工程项目的实施实体和功能特性进行数字化表达。完善的信息模型可以使建筑项目在不同周期的数据、资源以及过程连接起来，能够将完整的工程对象描述出来，方便各个建筑项目参加方使用。BIM信息模型具有单一的工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命周期中动态的工程信息创建、管理和共享。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种既支持建筑工程的集成管理环境，又可以使建筑工程在整个进程中显著提高效率和有效减少风险的出现。因此，BIM的应用特征主要为体现规划性、协同性及控制性。

1. BIM技术的规划与控制。BIM技术的实施规划主要参考国家规范与标准，通常是企业在具体使用前进行编制，明确BIM应用原则和方法，以此满足建设单位对BIM技术的要求，更好地发挥BIM技术的优势。
2. BIM模型的质量管理与控制。现代建筑施工更关心的是工程质量问题，要最大程度上满足客户的要求。BIM模型质量决定了利用BIM技术的项目客户的满意程度，BIM模型质量管理是项目交付后可以保证客户的需求得到满足，以BIM质量为中心制定计划、协调工作和管理等。
3. BIM的协同应用管理。BIM技术的应用也改变了建筑企业的团队合作方式，为了最大化体现BIM技术的价值，应用BIM技术可以为企业创造更大的经济效率，但是也会因为对新技术掌握不扎实，影响日常的工作流程，甚至出现项目风险。

（三）BIM技术特点

结合现有的文献以及BIM技术实际运用情况来看，BIM技术特点主要为以下五点：（1）可视化。BIM利用虚拟仿真技术，构建三维立体图形，以此得到最终的建筑实物。对比二维图纸，BIM技术的设计图纸更加直观，并且修改起来更加便捷，整个过程都具备可视化特点，便于项目的沟通和决策。（2）协调性。一般项目工程涉及诸多的参建单位，利用BIM技术可以实现统一化设计，在施工前解决专业之间的矛盾，利用可视化模型和统一的数据加强各方的交流、信息数据的传递效率。（3）模拟性。利用BIM模型和模型中的信息数据可以进行直接分析，减少技术人员的工作量，分析模拟工作更加详细。（4）优化性。与传统的2D图纸相比较，BIM的三维模型更能满足建筑物实体的表现需求，利用BIM技术可以实现精细化设计与管理。BIM三维模型最大程度减少了设计与施工之间的偏差、遗漏等问题，不断的优化设计方案。在BIM三维模型的作用下，可以实现对复杂施工环节的模拟，确保方案的可行性，有利于技术交底工作，保证工程施工质量。（5）可出图性。传统的建筑工程一般以二维图纸为主，二维图纸一旦出图后很难在进行修改，但是BIM模型可以随意进行修改，同时与其他视图具有关联性，一旦修改其他视图也会随之变化，工作量大大降低，同时也规避了人为因素造成的图纸错误。

二、BIM技术在建筑施工领域的优势分析

在上文中提到BIM技术作为一种可视化数字建筑模型，为建筑施工相关人员构建了信息交流的平台，利用三维数据模型来实现对工程项目的建造以及运营管理。在建筑工程施工中，已经离不开BIM技术的支持。

首先，在工程建设初期，利用BIM技术可视化特点，来收集所有施工数据来构建三维模型，来模拟全周期的建筑工程，让整个施工变得立体化和直观化。其次，建筑施工通常是由多个部门协作来完成，各部门之间需要积极进行沟通与交流，在此过程中难免会出现意见不合的情况，影响施工效率。在BIM技术的帮助下，可以通过预先模拟来发现问题，提前进行交流，减少施工过程中出现意见分歧，以此来提升施工效率。最后，BIM技术的应用为工程施工的参建部门构建了一个全新的信息交流平台，共同应对施工过程出现的影响因素。因为BIM技术具有显著模拟性特点，可以将施工过程变得直观化，及时发现影响施工的因素。施工人员通过模型分析，不断优化模型，保证每个施工环节都高质量地完成，也是提高整体建筑工程质量与性能的重要措施。

总的来说，BIM技术对整体建筑工程施工都发挥了积极作用，从施工初期、施工中期、施工后期以及投入使用后的维修保养都有BIM技术的影子。BIM技术在建筑工程中不再是一个辅助工具，已经成为了一项基础工程，是保障施工效率和质量的重要手段。

三、影响BIM技术建筑施工中应用因素

伴随我国科学技术水平的不断提高，为了更好地提升居民的生活水平，建筑工程数量和规模也在快速扩大，同时对建筑工程质量提出更高的要求，全面推动了我国建筑行业的健康发展。建筑施工行业在新的要求下，选择BIM技术应用到建筑施工领域，以此来满足社会发展的需求。但在实际应用过程中，存在了各式各样的问题，不仅影响建筑施工的效率，同时也制约着我国建筑施工行业的发展。对此，本文针对BIM技术在建筑施工中存在的问题进行分析。

（一）施工人员专业素养不高

科学技术水平的不断提升，从而使得建筑工程也需要得到进一步优化。从目前来看，从事建筑工程施工人员的专业素养亟待提升，无法满足时代发展的需求，落后于时代的发展[2]。施工人作为建筑工程质量的重要保障，若是施工人员的专业素养和技能水平较低，轻则影响施工效率，严重则引发施工安全事故。现阶段，建筑工程选择的施工人员通常为农民工，施工人员的学历水平普遍偏低，对专业知识的学习较少。因此，建筑工程管理需要加强对施工人员的专业知识培训，及时了解人员的学习进度，调整培训方案，有效地提高施工人员的专业素养，为建筑工程质量奠定基础。

（二）设计图纸和施工过程变量较多

在施工前期中设计图纸是影响建筑施工最大的因素，作为引导施工操作的主要依据，直接关系到施工质量的高低。但在实际施工当中，部分施工人员的想法与设计理念存在出入，导致在施工时与预期的设计存在很多变量。与此同时，施工过程中，施工设施及施工现场环境与设计不相符，导致具体施工与设计图纸存在偏差。若是没有针对性措施来处理，不仅影响整个工程的施工进度，甚至还会影响到最终的施工质量。对此，若不能及时解决施工人员与设计图纸的差异问题，就会无法保证按期交付施工项目，出现延期交付的情况[3]。虽然BIM技术在建筑施工中已经取得成效，但是无法规避一些人为因素的影响。

（三）施工材料与实际要求不符

施工材料是保证建筑质量的重要因素之一，也是整个工程施工主要的成本支出，对于施工材料的选取不可轻视。从目前施工材料的实际采购情况来看，很多采购人员在采购材料时，为了从其中谋取私利或者其他原因选择了不符合施工要求的材料，难以保证材料的质量，将不符合要求的施工材料应用到建筑施工中，不仅质量无法得到保障，同时也会埋下巨大的安全隐患。虽然BIM技术水平相对较高，但是在实际施工中难以控制人为因素的影响，这与BIM技术水平并没有多大联系，这就意味着，不管是否应用BIM技术，施工材料引发的质量问题都会发生，都会对建筑工程质量造成负面影响。例如在高层建筑防水施工中，一般来说楼顶的防水选择的都是SBS防水卷材，有的施工项目不结合实际情况盲目的选择卷材，甚至为了追求经济效益选择价格便宜的卷材，导致后期投入使用后出现漏水情况，影响施工企业的口碑及工程质量。

四、BIM技术建筑工程施工中应用分析

（一）建筑初期阶段

在建筑工程初期重点是在设计领域的应用，通常设计师会选择平面二维图形来构建建筑模型，打印出来进行分析，但是在完工之后，一旦设计图纸与预期情况存在偏差，修改的难度较大，因此建筑过程中经常出现现场施工与设计图纸存在偏差的情况，影响整个工程施工质量，甚至出现很多抄袭设计图纸。然而利用BIM技术可将构建的二维图形更立体化，在完成模型构建之后，若是与实际施工存在出入，设计师可以再进行调整。BIM技术最核心的部分是数据信息系统，一旦有数据或者信息被修改，其他视图也会及时进行更新，这一功能也极大减少了设计师的工作压力

[4]。此外，BIM技术构建的虚拟模型，其中储备了大量的数据和非数据信息，通过采集模型的数据再进行数据导入和模拟分析，利用分析软件做出详细的修改，规避因设计图纸与实际施工存在偏差的问题。当前，BIM虚拟模型已经具备了4D、5D的管理功能，可以构建更立体化的模型，拓展在建筑施工中的应用范围，如在工程造价环节，经过数据模拟和核算具体的施工成本，利用分析软件及时发现施工中存在的矛盾。简而言之，利用BIM技术的可视化特点来优化设计图纸，以此保证施工效率。

（二）施工中期

在建筑施工中期阶段，有着很多不确定的因素，会影响建筑单位无法及时控制施工成本。利用BIM技术可以有效应对在施工阶段出现的紧急情况，制定出针对性的策略，减少一些棘手问题的出现。具体来说，在施工过程中，承建单位、监理单位以及政府监管部门，要多进行交流和沟通，在以往的建筑模式中，会选择座谈会的方式进行商讨，但是在BIM技术的支撑下，利用信息技术来模拟整个工程的施工，有利于提高问题的解决效率和沟通效率。例如，在进行到某一施工环节中，参建方可以利用BIM技术实现视频交替工作，将繁琐的施工环节进行分解，发挥BIM技术的直观性特点，将具体的施工工艺和流程全面地展现给施工人员，提高施工协调管理效率[5]。

施工现场的管理是建筑工程中最关键的内容，当前建筑工程管理内容非常复杂，不稳定的施工环境也增加了施工的难度。仅凭借施工人员个人力量布置现场，会影响整体的施工进度，同时施工质量也无法得到保障。利用BIM技术来进行施工现场管理，一是可以全面的采集施工现场环境和建筑物的数据信息，并对采集的数据信息进行自动化处理，利用软件来构建三维平面图；二是工程设计师可以根据参建单位的具体要求，来制定详细的施工计划，模拟施工现场各个环节具体情况，将完成处理的信息数据递交施工管理单位，减少现场施工布置问题。

将BIM技术投入到建筑工程领域是一项重大的技术突破，为建筑施工提供了科学技术的指导。施工技术指导是现场技术人员向施工单位进行技术交底，以此来掌控施工重点和施工方式，然而，在技术指导工作的实际效果会受到技术人员的表达能力和施工人员的理解能力的影响。在BIM技术的引导下，技术人员通过构建施工模拟图像，让技术指导工作更通俗易懂，使技术人员和施工人员进行有效的交流，是保证施工项目顺利完成施工的重要手段。

（三）后期维护阶段

在建筑工程完工投入使用后，最重要就是对建筑工程的维护工作，其中包含了对监控、透风、照明、电梯等系统的检测维修，若是这些系统发生问题会影响建筑的使用效果。BIM技术在建筑工程投入使用后的维护管理也有着重要的作用。不仅可以及时排查出系统中存在的隐患，还可以最大程度降低损失，快速应对一些紧急事件，精准地掌握建筑工程使用情况。例如将BIM信息模型结合到视频监控系统，构建建筑监控系统，通过数据信息来检测建筑物中存在的故障及隐患，制定出针对性的预防措施和应对流程[6]。利用监控系统来监管整个建筑系统，提高建筑物在使用期间的安全性。例如建筑物发生火灾事件，BIM技术可以快速检测出火灾并自动进行报警，同时还能够精准定位火灾位置，为消防救援人员提供有利的火灾信息，减少人员的伤亡。在建筑维护与管理中，不管是哪一种技术都需要详细记录仪器设备的空间位置和参数，由于传统技术记录方式较繁琐，在查阅信息资料时难度较大，但BIM技术可以很好地规避这些问题。BIM技术通过虚拟仿真来帮助建筑管理者快速定位和识别在建筑物有可能存在的危险，帮助管理者制定出有效的解决方案或者措施，确保建筑物在使用时足够的安全。

五、结语

综上所述，BIM技术在建筑施工中得到了广泛的应用，成为了建筑行业的主流。BIM技术可以应用到建筑施工前期、中期、后期维护管理等阶段，对建筑施工中各项管理工作都发挥了重要作用。BIM技术可以为施工项目所有的参建方提供良好的交流平台，提高沟通效率；针对现场施工勘测，来制定紧急预防措施和方案；在后期维护工作中，BIM技术可以及时检测出存在的安全隐患，提高建筑项目的安全性。因此，从事建筑施工的工作人员，要正确的利用BIM技术，来实现精细化管理，保证施工效率的同时，提高建筑质量，共同推动建筑施工行业的长期发展。

参考文献：

[1]孙杜鹏. 基于BIM技术的建筑工程施工安全管理研究[J]. 居业,2021,(12):151-152.

[2]杨亚男. 建筑施工图设计中BIM技术的应用[J]. 工程建设与设计,2021,(22):116-117.

[3]李锋,张希龙. BIM技术在房屋建筑工程中的实践应用[J]. 铁路技术创新,2021,(05):99-106.

[4]李营. 基于BIM的工程项目施工成本控制应用研究[D].长春工程学院,2020.

[5]林晞远. 试论BIM技术在建筑工程设计管理中的应用效果[J]. 居舍,2020,(34):37-38.

[6]李涵. BIM技术在建筑工程施工质量管理中的运用刍议[J]. 建筑科学,2020,36(09):217-218.

姓名：丰雪松 （1994.12）

身份证号码：220322199412296837

性别：男  籍贯：吉林省四平市 民族：汉族 

学历：本科  毕业于    

现有职称：助理工程师  研究方向：建筑施工 

单位及邮编：中国十五冶金建设集团有限公司  430000  单位所在地：武汉市洪山区