《BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用（論文）》

引言目前國內(nèi)建設(shè)公司的建筑管理系統(tǒng)以及公司的管理理念和落后的一般管理水平，使得建筑公司無法適應(yīng)當今不斷變化的建筑結(jié)構(gòu)，在這種情況下BIM技術(shù)提供了建設(shè)規(guī)劃、施工現(xiàn)場管理上的輔助，本文所探究的雄安新區(qū)建筑工程中就大量應(yīng)用了BIM技術(shù)。探究BIM技術(shù)在工程項目施工中的應(yīng)用，有助于加強建設(shè)項目的動態(tài)管理，并增加價值到整個建設(shè)項目中去，這也是本文研究的價值所在。1BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用1.1BIM技術(shù)在建設(shè)施工項目進度控制中的應(yīng)用參考傳統(tǒng)的工作進度表編制方法，創(chuàng)建基于BIM技術(shù)的施工進度調(diào)度過程，發(fā)現(xiàn)模擬設(shè)計中的問題，及時開發(fā)解決方案，或修改步驟以改進傳統(tǒng)的進度計劃，如圖1-1所示，BIM技術(shù)的應(yīng)用為更好地為項目經(jīng)理提供服務(wù)的計劃王耀王耀，孔亞騰.BIM竣工模型在建筑工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019(19):34-35.圖1-1傳統(tǒng)計劃編制1.2BIM技術(shù)在成本控制中的應(yīng)用基于BIM技術(shù)的施工階段的成本管理主要基于傳統(tǒng)流程，一般成本控制分為兩個目標。首先，我們通過各種管理方法和技術(shù)手段管理建筑工程目標范圍內(nèi)的成本。各個管理部門和團隊通過組織成本控制系統(tǒng)共同努力改進成本控制過程。具體來說，成本管理可分為三個階段：現(xiàn)有成本計劃，流程內(nèi)成本控制和事后成本分析。成本操作被分解，BIM概念被整合到現(xiàn)有工作流程中石濤銘.研究教育類公共建筑綠色設(shè)計[J].建材與裝飾石濤銘.研究教育類公共建筑綠色設(shè)計[J].建材與裝飾，2019(19):79-80.1.3BIM技術(shù)在質(zhì)量控制中的應(yīng)用基于BIM質(zhì)量管理的實現(xiàn)是基于傳統(tǒng)的質(zhì)量管理體系結(jié)合BIM技術(shù)及相關(guān)理論，形成質(zhì)量管理體系，根據(jù)現(xiàn)場施工情況建設(shè)實現(xiàn)施工信息化建設(shè)的質(zhì)量管理和管理。結(jié)合現(xiàn)場質(zhì)量控制計劃與質(zhì)量控制目標，使用BIM技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)場施工計劃，并選擇最佳施工技術(shù)。如果建筑工程中遇到質(zhì)量問題，可以使用BIM技術(shù)實時顯示和通知建筑工程質(zhì)量信息并調(diào)整質(zhì)量缺陷王盛.基于BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材與裝飾王盛.基于BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019(19):97-98.2BIM技術(shù)在雄安新區(qū)建筑工程中的應(yīng)用研究2.1基于BIM技術(shù)的精益建造2.1.1管綜優(yōu)化雄安新區(qū)建筑工程中的機電安裝存在機電管道綜合碰撞無法施工的現(xiàn)象。其原因包括設(shè)計單位機電設(shè)計專業(yè)不協(xié)調(diào)、設(shè)計中對施工條件考慮不足、施工單位施工過程中出現(xiàn)錯誤等，從而導(dǎo)致設(shè)計變更以及返工等諸多問題，如浪費工作和材料。為避免此類問題，組織BIM小組成員在機電管線安裝前，利用BIM技術(shù)對綜合管理線路進行優(yōu)化，解決安裝前設(shè)計與施工脫節(jié)的問題。雄安新區(qū)工程建設(shè)項目機電安裝工程專業(yè)多，設(shè)備管線需要更復(fù)雜地布控（圖1）。安裝前必須考慮結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場安裝條件，深化圖紙設(shè)計。在以往的安裝工程中，技術(shù)人員根據(jù)施工圖紙和雄安新區(qū)建設(shè)工程現(xiàn)場情況進行了管線布置。但由于現(xiàn)場管線眾多、復(fù)雜，無法有效控制安裝質(zhì)量。BIM技術(shù)集成了各種專業(yè)的BIM模型，可以實現(xiàn)管道、管道和構(gòu)筑物之間的碰撞檢測，排除各種碰撞點，優(yōu)化管道布置，滿足雄安新區(qū)工程建設(shè)前的施工要求。圖1雄安新區(qū)建筑工程項目機電安裝雄安新區(qū)建筑工程中的施工單位綜合管理優(yōu)化的內(nèi)容包括：（1）補輸管線。設(shè)計單位提交的模型中缺少消防噴頭和強電專業(yè)管道，部分專業(yè)管道不完整，需要補充；（2）重排。設(shè)計單位提交的管道布置采用平面布置，可為室內(nèi)凈高留有較大空間，但也帶來了管道浪費、維護不便等問題。它也會出現(xiàn)在地下室、平房和其他有天花板的區(qū)域?？紤]到需要對業(yè)主負責并獲得魯班獎，施工單位可以利用BIM技術(shù)在原設(shè)計上進行重新布控；（3）調(diào)整和更新。管道鋪設(shè)時，設(shè)計人員沒有充分考慮現(xiàn)場施工條件。存在安裝距離過小、建筑與機電矛盾、管道碰撞等問題，提交BIM模型后，設(shè)計方在后續(xù)施工階段將不再跟進。布控需要的時間反映在現(xiàn)有的BIM模型中。下圖顯示了地下室區(qū)域調(diào)整（圖2）。圖2地下室部分區(qū)域BIM圖3管線調(diào)整模型對比雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工階段管線優(yōu)化與設(shè)計階段管線優(yōu)化的區(qū)別在于：（1）設(shè)計階段為初篩階段，施工階段完善。在雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的實際運行中，由于施工設(shè)計在設(shè)計階段滯后，各施工專業(yè)完成進度不一致，導(dǎo)致雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工模型存在缺陷，無法實現(xiàn)管道間的碰撞檢測，只能在設(shè)計階段進行?？梢詧?zhí)行建筑組件之間的碰撞檢查。然后，根據(jù)設(shè)計單位提供的以下圖紙，建設(shè)單位對管道模型進行了改進和優(yōu)化。（2）設(shè)計單位只考慮設(shè)計方案，施工單位注重綜合實施。需要參照業(yè)主的施工意見對項目進行布控，對施工進行調(diào)整和優(yōu)化。（3）雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的理想模型是設(shè)計單位綜合管線碰撞的基礎(chǔ)，現(xiàn)實模型是施工單位綜合管線碰撞的基礎(chǔ)。在雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的設(shè)計單元的設(shè)計中，所有的尺寸和位置都是理想的，但在雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工單元施工后，不可避免地會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)施工偏差、結(jié)構(gòu)撓度等。因此，在碰撞檢測前，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工單位應(yīng)根據(jù)實際施工情況調(diào)整偏差，確保碰撞檢測數(shù)據(jù)的準確性。2.1.2施工交底在對雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的BIM模型進行優(yōu)化和調(diào)整后，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工經(jīng)理可以使用該模型直觀指導(dǎo)施工?，F(xiàn)場工作人員查看手機或其他終端上的模型安裝截圖和尺寸定位（圖4），并按照BIM模型尺寸定位（圖5）進行安裝。在此過程中，如果雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工現(xiàn)場與模型不符，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工現(xiàn)場經(jīng)理會直接拍照并反饋給BIM技術(shù)人員進行驗證，以確保現(xiàn)場安裝在模型的控制下進行。圖4施工現(xiàn)場安裝圖5BIM模型通過雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的現(xiàn)場施工的BIM指導(dǎo)，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的現(xiàn)場管理人員和施工人員對安裝效果有一個整體的概念和感知，了解管道之間的關(guān)系，避免雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的現(xiàn)場安裝人員只負責專業(yè)的管道安裝，以及忽略其他專業(yè)管道的安裝，這將導(dǎo)致以后的專業(yè)安裝。同樣，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工單位對施工過程中的重要部分和復(fù)雜部分進行建模，通過三維模型，現(xiàn)場施工管理人員可以進行核算。BIM模型能直觀地看到施工過程中的難點和關(guān)鍵點，使施工人員對施工結(jié)果有一個全面的概念，從而避免雄安新區(qū)工程建設(shè)項目在施工過程中出現(xiàn)施工混亂。2.1.3幕墻深化雄安新區(qū)工程建設(shè)項目中的1號樓幕墻采用單窗玻璃幕墻、中空夾層雙銀低玻璃、垂直主應(yīng)力龍骨鍍鋅鋼管等。雄安新區(qū)工程建設(shè)項目中的鋁型材可見外表面采用氟碳噴涂處理。雄安新區(qū)工程建設(shè)項目施工主要采用BIM技術(shù)對單窗玻璃幕墻的接縫結(jié)構(gòu)進行預(yù)施工，通過三維觀察提前發(fā)現(xiàn)缺陷，優(yōu)化幕墻整體方案，減少與其他專業(yè)的碰撞（圖6）。通過幕墻BIM模型，可以直接導(dǎo)出龍骨、面板尺寸、數(shù)量等信息清單，提供給鋁供應(yīng)商進行生產(chǎn)加工，然后通過BIM模型指導(dǎo)幕墻安裝。圖6幕墻BIM2.1.4砌體排布優(yōu)化雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的相關(guān)施工單位根據(jù)設(shè)計單位提交的墻體圖紙，利用BIM技術(shù)自動生成加氣混凝土砌塊的布置圖。所有砌塊均按標準模量進行填充，對墻體邊緣的非標準模量砌塊進行整合微調(diào)，形成砌筑圖。雄安新區(qū)工程建設(shè)項目中的每面墻的砌磚圖都打印并張貼在施工現(xiàn)場。施工人員根據(jù)砌磚圖進行墻體施工，最終完成墻體施工。雄安新區(qū)工程建設(shè)項目在施工過程中利用BIM軟件平臺自動生成砌塊布局，有效減少了非標準砌塊的切割，提高了砌塊廢棄物的利用率，大大減少了項目施工過程中砌塊切割造成的材料浪費。圖7砌墻流程2.2基于BIM技術(shù)的施工組織2.2.1場地布置雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的相關(guān)施工單位在進行工程投標時，將BIM技術(shù)應(yīng)用于投標文件中的現(xiàn)場布置。場地布局模式包括構(gòu)筑物、重型機械、臨時辦公樓、場地圍墻、淤泥運輸?shù)缆泛痛箝T。材料堆放場地、攪拌裝置、車輛運輸?shù)仁┕ひ靥崆安贾?，避免可能出現(xiàn)的問題及時發(fā)生。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，早期階段的建設(shè)，雄安新區(qū)工程項目相關(guān)建設(shè)單位在不同的時間節(jié)點根據(jù)模擬施工狀態(tài)的關(guān)鍵時間節(jié)點建設(shè)，以使具體化的復(fù)雜和抽象的建設(shè)情況，使雄安新區(qū)工程的施工情況更直觀和容易理解，并建立業(yè)主的施工過程的概念和相關(guān)的參與者（如圖8、圖9）。圖8施工階段圖9竣工階段2.2.2展示匯報雄安新區(qū)施工單位進場后，每周定期召開工程項目例會，設(shè)計、總承包、監(jiān)理、施工代理、承包商參加。當討論涉及分包商時，分包商也應(yīng)出席定期會議。其中，雄安新區(qū)項目施工的本周的進度報告和下周的施工計劃是會議的重要內(nèi)容之一。雄安新區(qū)工程建設(shè)項目總承包商通過BIM模型，明確本周的施工進度和下周的施工計劃，使業(yè)主和項目經(jīng)理直接控制施工進度。參與者還可以分析和討論三維模型圖中的問題，以提高溝通效率。2.2.3支架搭建雄安新區(qū)施工單位采用BIM技術(shù)解決施工過程中的實際問題。BIM三維可視化模型有助于應(yīng)用單元完成復(fù)雜構(gòu)件的支撐和過濾設(shè)置，提高現(xiàn)場施工的安全性。雄安新區(qū)9號樓展廳一樓部分架空10米以上，最大高度18米。上講堂階梯式座椅和座椅送風系統(tǒng)增加了支撐部件的難度。本工程采用盤形鋼管支架。通過BIM技術(shù)和有限元分析方法，虛擬布置盤形支架，合理布置連桿，充分利用新型盤形支架的高強度材料性能，減少安裝工作量。降低了工程造價。2.2.4成效分析與工作集不同的是，鏈接模型適用于可拆分的單體建筑，設(shè)計團隊中的各專業(yè)建筑師在獨立的文件中完成自己專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容或單體設(shè)計內(nèi)容，并在總圖文件中鏈接各自的Revit模型文件，該方法與傳統(tǒng)設(shè)計模式中的外部參照協(xié)調(diào)設(shè)計模型相同。bim技術(shù)的應(yīng)用可以減少項目參與方與工作方之間的不協(xié)調(diào)所造成的投資損失，從而加快施工進度，提高工程質(zhì)量。2.3基于BIM技術(shù)的智慧工地建設(shè)2.3.1整體技術(shù)架構(gòu)雄安新區(qū)智慧施工現(xiàn)場技術(shù)框架由四部分組成：現(xiàn)場終端感知系統(tǒng)、運營商基站信號傳輸系統(tǒng)、采集系統(tǒng)管理云平臺和終端系統(tǒng)。其中，雄安新區(qū)智慧工地管理云平臺是整個技術(shù)架構(gòu)的核心，是信息采集與集成計算的關(guān)鍵。各種感知檢測終端通過傳輸網(wǎng)絡(luò)實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，雄安新區(qū)智慧管理云平臺進行處理。監(jiān)理部門和施工單位通過終端訪問云平臺上的各種信息。2.3.2重點應(yīng)用項（1）基于VR的安全教育雄安新區(qū)工程建設(shè)項目在施工現(xiàn)場入口區(qū)設(shè)有專門的虛擬現(xiàn)實體驗室。通過佩戴虛擬現(xiàn)實設(shè)備，體驗者可以在施工現(xiàn)場漫游，體驗諸如落坑、落墻、落物等虛擬危險場景，以激發(fā)工人對安全教育的興趣，提高工人的安全性。對理性的感性理解。在雄安新區(qū)工程建設(shè)項目中，建設(shè)單位僅利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn)安全教育的目的，但必須認識到虛擬現(xiàn)實技術(shù)和BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)集成的潛在價值被擁抱。例如，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目通過使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和遠程監(jiān)控，通過切換基于BIM的現(xiàn)場監(jiān)控界面和虛擬現(xiàn)實場景界面，比較BIM模型與現(xiàn)場施工的區(qū)別，雄安新區(qū)工程建設(shè)項目的施工質(zhì)量經(jīng)理可以實現(xiàn)現(xiàn)場檢查。在關(guān)閉狀態(tài)下打開。從而提高雄安新區(qū)工程建設(shè)項目施工單位的管理水平，使現(xiàn)場更加智能化。（2）智慧考勤管理系統(tǒng)雄安新區(qū)工程建設(shè)項目通過人臉識別技術(shù)，智能地對現(xiàn)場施工人員進行考勤。通過將智能考勤系統(tǒng)的信息與智能安全帽芯片中的信息進行綁定，根據(jù)員工入口處蜂標的反饋信息，自動生成員工的個人考勤記錄，使人員工管理更加規(guī)范有序。（3）人員精準定位管理系統(tǒng)雄安新區(qū)建筑工程項目管理系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、GPS/北斗等新一代技術(shù)，以智能化現(xiàn)場管理平臺為核心，采用智能安全帽、工蜂信標等設(shè)備，實現(xiàn)了雄安新區(qū)建筑工程項目管理的全過程?，F(xiàn)場人員的本地化和日常管理。當工人在室外時，雄安新區(qū)建筑工程項目系統(tǒng)通過GPS/北斗定位人員。當工人在室內(nèi)時，雄安新區(qū)建筑工程項目系統(tǒng)會用木棍來定位人。當發(fā)生事故時，雄安新區(qū)建筑工程項目指揮官可以迅速聯(lián)系最近的經(jīng)理處理。2.3.3成效分析與傳統(tǒng)建筑模型相比，基于BIM技術(shù)的智慧工地建設(shè)有助于建筑師提高建筑設(shè)計的質(zhì)量。除了上述日光分析和工程量分析外，設(shè)計階段還涉及環(huán)境分析、概念性體積分析、成本分析、結(jié)構(gòu)分析、施工方法分析、新材料使用分析以及其他建筑技術(shù)分析。這些分析雖然并不帶有強制性，但是全面的模型分析會提高建筑設(shè)計的合理性、節(jié)省建筑造價、提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、簡化施工程序。3BIM技術(shù)在雄安新區(qū)建筑工程中的應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)3.1培育BIM技術(shù)人才，加強軟件開發(fā)整合從雄安新區(qū)建筑工程項目BIM應(yīng)用的角度來看，雄安新區(qū)建筑工程項目的BIM應(yīng)用范圍和深度在很大程度上取決于該項目投入的BIM技術(shù)人員的實力。近年來，我國對建筑信息化管理人才的培養(yǎng)越來越受到重視。然而，與我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的巨大規(guī)模相比，人才缺口依然巨大。此外，由于國內(nèi)軟件產(chǎn)業(yè)的不發(fā)達，BIM的應(yīng)用高度依賴國外軟件，軟件的發(fā)展需要長期的技術(shù)積累，因此短期內(nèi)不能改變現(xiàn)狀。盡管市場上有許多類型的軟件，但缺乏集成和數(shù)據(jù)互操作性。因此，相關(guān)企業(yè)可以與國外軟件廠商合作，加強現(xiàn)有軟件的再開發(fā)，整合現(xiàn)有軟件的工作流模型，促進我國BIM的發(fā)展。3.2BIM應(yīng)用要提前規(guī)劃，量力而行在雄安新區(qū)建筑工程項目應(yīng)用BIM缺乏設(shè)計和施工單位的前期規(guī)劃，直接導(dǎo)致BIM應(yīng)用不足，模型深度不足。在應(yīng)用BIM時，必須事先商定雄安新區(qū)建筑工程項目的應(yīng)用目標和項目，以進一步明確模型的深度精度，否則只會浪費人力、物力和時間。此外，施工單位也應(yīng)盡其所能提前規(guī)劃，以保證雄安新區(qū)建筑工程項目最終的完成質(zhì)量和成本。3.3BIM模型深度及精度與BIM的應(yīng)用密切相關(guān)無論是在設(shè)計單位還是施工單位，BIM的應(yīng)用都是在模型深度滿足要求的前提下進行的。雖然雄安新區(qū)的BIM模型體系較為完善，涉及各類專業(yè)建筑，但模型的完成量很大，耗費了大量的人力、物力和財力。然而，由于建筑模型信息的深度和準確性達不到要求，實際的BIM應(yīng)用無法達到理想的BIM應(yīng)用，所獲得的努力和效益是努力的一半以上。因此，設(shè)計單位和施工單位對新頒布的《建筑信息模型設(shè)計交付標準》的理解，不僅是一項標準規(guī)定，而且是一種吸收大量實施經(jīng)驗的工具，使BIM技術(shù)真正得到在工程項目施工中最大效用。4結(jié)語本文研究了雄安新區(qū)建筑工程項目中相關(guān)施工單位應(yīng)用BIM技術(shù)進行施工的相關(guān)管理過程，通過研究發(fā)現(xiàn)在BIM技術(shù)應(yīng)用于雄安新區(qū)建筑工程項目中出現(xiàn)的錯誤、遺漏和不足等常見的圖紙問題上是有效的，但由于設(shè)計模型的深度不夠，雄安新區(qū)建筑工程項目在應(yīng)用BIM技術(shù)過程中也并不十分充分上，這反映了雄安新區(qū)建筑工程項目中應(yīng)用BIM軟件設(shè)計的不足。另外，在對雄安新區(qū)建筑工程項目中BIM技術(shù)應(yīng)用過程的探討中，本文提出了數(shù)字模型與物理模型相結(jié)合的必要性。通過BIM在室內(nèi)裝飾設(shè)計中的應(yīng)用，說明了BIM技術(shù)在材料統(tǒng)計和設(shè)計過程等優(yōu)化中的重要性。此外，分析了雄安新區(qū)建筑工程項目中各施工單位在管道優(yōu)化中應(yīng)用BIM的調(diào)整及原因，并論證了如何將BIM應(yīng)用于現(xiàn)場布置和施工模擬。最后，本文還結(jié)合BIM技術(shù)在雄安新區(qū)建筑工程項目中的應(yīng)用，揭示了BIM技術(shù)與智能現(xiàn)場的密切關(guān)系。雄安新區(qū)建筑工程項目的相關(guān)模型與圖紙之間的對應(yīng)關(guān)系是一個關(guān)鍵問題。對于施工單位，需要在設(shè)計單位根據(jù)自身需要提交的成果基礎(chǔ)上對BIM成果進行深化和維護，并根據(jù)施工經(jīng)驗對設(shè)計BIM成果進行必要的調(diào)整，以達到實際的施工效果。通過對比雄安新區(qū)建筑工程項目的BIM技術(shù)在設(shè)計和施工中的應(yīng)用結(jié)果，發(fā)現(xiàn)雄安新區(qū)建筑工程項目中BIM技術(shù)在應(yīng)用方向和應(yīng)用過程上存在許多差異，這也為未來相關(guān)工程施工設(shè)計單位應(yīng)用BIM技術(shù)提供了經(jīng)驗和教訓。參考文獻王耀，孔亞騰.BIM竣工模型在建筑工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019(19):34-35.石濤銘.研究教育類公共建筑綠色設(shè)計[J].建材與裝飾，2019(19):79-80.王盛.基于BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019(1