BIM技術在建筑工程的應用

摘要

目前，建筑行業(yè)正在進行著新一輪的技術升級變革，國際國內對新BIM理念的三維化

建筑設計已經達成共識也正在被國內眾多的建筑行業(yè)從事企業(yè)所接受。住房和城鄉(xiāng)建設部

在0016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確提出在“十三五”期間，快推動裝配式

建筑與信息化深度融合，推進建筑信息模型（BIM）、基于網(wǎng)絡的協(xié)同工作等信息技術應

用。

本文從建筑工程BIM技術的應用角度出發(fā)，把技術和管理作為研究對象，綜合國內外

相關文獻闡述BIM技術相關理論及應用價值，界定BIM技術標準，明確BIM模型創(chuàng)建方法,

基于BIM技術項目管理系統(tǒng)和全員參與的共享管理方式，結合上海某辦公樓建筑工程實際

項目創(chuàng)建的BIM模型，并關聯(lián)所有工程過程數(shù)據(jù)，充分利用BIM數(shù)據(jù)進行復雜結構三維建

模、參數(shù)化協(xié)同設計、BIM碰撞檢查、動態(tài)方案模擬、工程量統(tǒng)計、可視化、集成化的5D

施工管理等應用指導建造施工?；贐IM技術協(xié)同管理平臺，對工程項目全生命周期、全

參與方、全要素的協(xié)同管理與信息集成進行應用，優(yōu)化施工組織方案與施工工藝，落實質

量與安全保障措施，提高資金周轉和資源調配，有效控制成本?？偨Y提出BIM技術的優(yōu)勢、

建設工程項目全生命周期BIM協(xié)同平臺建設及實踐應用解決方案，為BIM技術在同類工程

實踐中的應用提供參考，促進建筑產業(yè)向著綠色化、工業(yè)化、智能化方向轉型升級。

關鍵詞：建筑信息模型；BIM技術；項目管理；實踐應用

第1章緒論

1.1研究背景與意義

1.1.1研究背景

建筑業(yè)作為我國的傳統(tǒng)產業(yè)，包括勘察、設計、施工、運營、維護等多個方面，體量

規(guī)模大，涉及專業(yè)多，需要消耗大量的人力、物力和財力?，F(xiàn)有從業(yè)人員4000多萬，建

筑企業(yè)7萬多家，勘察設計相關企業(yè)近15000家，年建設規(guī)模突破15萬億。另一方面，

建筑業(yè)又是高消耗、高排放的產業(yè)，每年全國水泥產量的45%,鋼材產量的50%以上用在

了建筑業(yè)上口。

這樣一個規(guī)模龐大的建筑產業(yè)，雖然近些年來信息化水平得到了大幅提高，但整體還

處于初級發(fā)展水平階段，與國外信息化程度有較大差距。建筑企業(yè)的科技投入僅占企業(yè)營

業(yè)收入的0.25%,施工過程中應用計算機進行項目管理的比例不到10%o工程基礎數(shù)據(jù)大

部分還處在傳統(tǒng)三維算量階段，各專業(yè)單兵作戰(zhàn)，未能形成一個完整的體系，讓工程基礎

數(shù)據(jù)發(fā)揮更大的價值，無法建立企業(yè)級的數(shù)據(jù)庫⑵。不同參與主體均涉及到建筑工程信息

的創(chuàng)建、使用和維護，但是各方信息數(shù)據(jù)存儲與交換格式不盡相同，容易形成信息孤島。

控制施工期的有效途徑是變更少、重復勞動少、協(xié)調生產效率高，縮短工期，這樣可以減

輕企業(yè)的財務壓力，控制企業(yè)的財務費用咒傳統(tǒng)二維CAD圖紙會審工作量大，溝通困難,

小問題不斷，人工計算工作量不僅大也難以保證準確率。因此，如何充分利用現(xiàn)代信息技

術手段促進建筑業(yè)技術進步，是對經濟、社會和環(huán)境的一項非常有益和緊迫的任務上，

技術向著信息化發(fā)展引導行業(yè)向信息化轉變，促進了智慧建筑，綠色建筑，智能生活

的興起⑹。BIM技術伴隨建筑行向業(yè)信息化轉變應運而生，建筑信息模型的出現(xiàn)，為改善

建設工程行業(yè)的現(xiàn)狀帶來了希望⑺。BIM能夠利用數(shù)據(jù)存儲，管理工程項目信息，改進設

計方案合理性，提高設計質量，縮短工期，節(jié)省投資，甚至為后期的成功運維提供依據(jù)，

BIM技術在工程領域的全面應用將顯著提高建筑業(yè)的生產效率，提升建筑工程的綜合集

成，提升建筑工程全生命周期內的質量和效率，降低施工和運維成本，促進行業(yè)科學、綠

色、健康發(fā)展。

1.1.2研究意義

目前國內建筑行業(yè)由于項目工程體量日益擴大，結構形式愈加復雜，如何讓現(xiàn)在低效、

單線、高能耗的生產方式向低污染低能耗的綠色設計方法轉變，就需要像BIM這樣的工作

方法，再輔以綠色建筑設計理念，來完成各環(huán)節(jié)信息的實時交換和數(shù)據(jù)共享，基于軟件和

數(shù)據(jù)信息來構建的可視化模型，為建筑結構水暖電各專業(yè)和開發(fā)商、施工隊和使用者等各

方提供一個虛擬平臺，利用三維數(shù)字模型對項目進行設計、建造、運營管理，使得整個項

目在設計施工和使用都能有效第實現(xiàn)節(jié)約成本，降低能耗、減少污染。

用BIM技術監(jiān)控施工質量，及時發(fā)現(xiàn)和解決與質量有關的問題，有效提高最終的施工

質量。通過多學科整合，有效的碰撞檢測，管道布局的解決方案優(yōu)化、間隙優(yōu)化等，減少

施工過程中的有關變更。BIM可三維可視化，并加載有關整個項目各階段的信息，如變更、

施工團隊信息、施工人員信息、設備驗收報告、施工期間的照片等，并可以快速找到位置,

加強相關單位的責任，實現(xiàn)信息和責任的可追溯性，也可為后續(xù)建筑物運營維護提供重要

的基礎數(shù)據(jù)。推進BIM技術深化應用，結合現(xiàn)在5G技術和智能制造的發(fā)展浪潮，促進建

筑技術和管理水平提升，助力我國建筑產業(yè)的現(xiàn)代化轉型，使我國建設工程乃至基礎設施

的發(fā)展從粗放型的外延式進入到產業(yè)布局、類型、結構重組和轉型的有機更新配⑻。

1.2國內外研究現(xiàn)狀

1.2.1國外研究現(xiàn)狀

建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)理念源于上世紀70年代,

最早由喬治亞理工大學CharlesEastman教授提出，他提出的思想是“建筑描述系統(tǒng)”

(BuildingDescriptionSystem)[11],隨后CharlesEastman教授指出BIM技術是建立

在一個精確的數(shù)字虛擬模型中，視為建筑信息模型，建筑信息模型中包含了建筑全生命

周期所包含的精確數(shù)據(jù)信息。

BIM(BuildingInformationMedeling)作為一種應用于建筑業(yè)技術創(chuàng)新理念最早是

由歐特克公司于2002提出，BIM的基礎理論發(fā)源于機械制造行業(yè)集CAD/CAM于一體的計算

機集成制造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturingSystem,CIMS)理念和基于產

品數(shù)據(jù)管理PDM與STEP標準的產品信息模型1⑵，在工程應用方面，美國在應用BIM技術

一直領先地位，無論是施工方還是設計方都較早地應用BIM技術:13\美國數(shù)字藝術中心

是萊特曼項目，在整個施工過程中使用BIM技術，不僅提前完成項目建設，而且通過發(fā)現(xiàn)

預先設計的問題，節(jié)省近30萬美元，經濟效益相當可觀。

在歐洲英國政府發(fā)布的政府建設策略等相關文件表明：自2012年4月起，在政府的

項目中從設計、施工到運營階段都必須強制性應用BIM,分批階段性的推廣，交付3D-BIM

項目，到2016年凡是政府投資的項目都必須將BIM技術應用到文件信息管理狀態(tài)，英國

政府將致力于BIM標準的制定，確保工程項目都能通過BIM技術使得各參建方實現(xiàn)協(xié)同化

管理，另外英國的CrossRail項目整條線路長達100英里，其投資額高達148億英鎊，

其采用BIM技術后，獲得了巨大的收益，BIM技術在綠色施工的應用中使得98%的挖方材

料得到了重新利用，應用BIM技術繪制的地形地貌模型對其進行數(shù)字化管理，使碳排放量

降低了11%,在4D模擬施工機具進出場管理中，降低了84%的設備能量排放口，

1.2.2國內研究現(xiàn)狀

從2002年開始，我國逐漸重視和應用BIM技術，相比于國外，我國BIM技術起步晚，

基礎弱，應用率低。我國最先應用BIM技術的城市是香港，直至2009-2010年前后，國家

開始制定政策推廣應用BIM技術，十二五規(guī)劃頒布了《2011-2015年建筑信息化發(fā)展剛要》

以及《關于推進建筑信息模型應用指導意見》關于BIM應用的重要文件，從國家層面普及

BIM技術在設計和施工階段的應用，提出了我國在“十二五規(guī)劃”中普及BIM技術的階段

性目標，國內關于BIM應用標準和應用軟件隨之也正式開展研究1⑸。

2012年，中國BIM發(fā)展聯(lián)盟成立，以發(fā)展中國BIM建立標準以及配套軟件為目的，

實現(xiàn)技術成果轉化產業(yè)化，提高中國建筑產業(yè)核心競爭力。2015年中國工程建設標準化協(xié)

會建筑信息模型專業(yè)委員會已完成《綠色建筑設計評價P-BIM軟件技術與信息交換標準》

（征求意見稿），為統(tǒng)一民用綠色建筑設計、評價過程中，建筑物理與功能特性的數(shù)字化

表達，規(guī)范綠色建筑設計評價階段P-BIM模型的建立、信息數(shù)據(jù)的交換和軟件工具的編制，

提高P-BIM技術應用的效率和效益。

在建筑結構設計方面，國內有杭州奧體中心主體育場、上海世博會芬蘭館及中國尊大

樓等工程實例。杭州奧體中心主體育場規(guī)劃建筑面積22.9萬平方米，擁有固定觀眾席

8000個，該體育場為以類似花瓣的表現(xiàn)形式如圖1,整個設計過程以BIM模型為核心，實

現(xiàn)設計流程中的設計信息在專業(yè)間的有效傳遞，在BIM技術的協(xié)作下，設計師的創(chuàng)意和想

法能得到充分的發(fā)揮。該項目分別建立建筑、結構、設備等專業(yè)的BIM模型口上

a）細部結構圖b）整體框架圖

圖1杭州奧體中心主體育場結構BIM模型

1.3研究內容和方法

1.3.1研究內容

本文以正建的實體項目為基礎，利用BIM3D模型，建立信息化平臺，探索如何有效地

將BIM技術及協(xié)作平臺應用于實際項目。具體內容如下：

1.通過建立上海某辦公樓項目BIM模型，討論該模型在方案優(yōu)化等方面的顯著效果;

2.創(chuàng)建項目BIM3D模型，并關聯(lián)5D數(shù)據(jù)庫，驗證在工程項目成本風險的有效管控過

程中使用BIM技術的優(yōu)勢；

3.在BIM3D模型基礎上進行BIM技術應用，將實際工程項目施工過程與虛擬施工模

擬作比較，制定糾偏措施，達到優(yōu)化施工過程的目標；

4.建立基于BIM3D模型的空間、時間、成本的BIM5D體系，討論其在施工過程中與

移動終端、無線傳感器、數(shù)字化現(xiàn)實捕捉、云計算技術等的結合，實施協(xié)作項目交付應用

程序，從更全面的領域創(chuàng)造價值。

1.3.2研究方法

本論文主要采用文獻研究、案例分析和模型法對上海某辦公樓項目展開研究。

1.文獻研究法：查找整理與BIM技術相關的文獻資料，深入了解BIM技術在國內外

的發(fā)展現(xiàn)狀，以及計算機輔助設計的發(fā)展。

2.案例分析法：本文以上海某辦公樓為工程具體案例，針對實際項目特點應用BIM

技術，說明BIM技術在建筑設計中的應用價值優(yōu)勢。

3.模型法：分析BIM技術在項目各個階段的應用過程中利用軟件進行建模、模擬仿

真，使得項目在設計、施工等各個階段能夠協(xié)同，以減少因設計、施工過程的不協(xié)調、信

息孤島等問題導致的浪費和返工現(xiàn)象。

1.3.3技術路線

圖2技術路線

第2章BIM技術相關理論概述

2.1BIM技術理論

BIM技術是建筑信息模型的簡稱，其指的是在建筑領域，將與項目建設相關的大量數(shù)

據(jù)進行科學整合，同時還對數(shù)據(jù)進行分類、歸納，將這些與工程施工建設相關的數(shù)據(jù)輸入

計算機，進而將其筑造成為一種模型。在實際應用過程中，BIM主要存在三個特點：首先,

模型信息具有完備性。該種技術除了能夠對工程對象進行3D幾何信息描述和拓撲關系描

述之外，同時還可對工程對象全部工程信息進行詳細描述。其次，模型信息具有關聯(lián)性。

在工程信息模式中，各個工程對象均可識別，且是相互關聯(lián)的，當處于模型中的某個對象

產生變化時，與其相關的對象會隨之自動更新。再次，模型的信息具有一致性。工程項目

的建設生命周期中各個階段模型所蘊含的信息均可保持一致性，因此，在應用過程中，相

同的信息不需要重復多次輸入。止匕外，基于BIM的信息模型還可實現(xiàn)自動演化，在施工過

程中的各個階段均可對模型對象進行簡單的修改和擴展，因此，不需要重新進行模型創(chuàng)建。

BIM3D：3D模型是使用數(shù)字模型設計，構建和操作項目的過程.

BIM4D：3D模型+時間.

BIM5D：3D模型+時間+成本（工程量、工料機耗量、造價）。在建設項目的建設和施工

過程中，基于建筑物的三維信息模型，將成本信息納入模型，形成建筑成本（成本）信息

模型-CBIM[17]O可以隨時隨地掌握施工進度、資源、資金、成本的使用情況，通過虛擬

漫游施工推演項目執(zhí)行過程，適應項目管理的動態(tài)調整，運用施工成本信息模型解決當前

招標階段，施工過程，審核結算等資源管理和控制，工程量測，預算等要求，為項目管理

提供核心數(shù)據(jù)，BIM以模型為載體，信息為靈魂，協(xié)作為重點，助推項目優(yōu)質發(fā)展。圖3

是BIM技術生命全周期應用。

設計招投標

算量模型

設計儂wm*

三維算最

計價

圖3BIM技術應用

2.2BIM技術應用

BIM技術雖說是從設計中來，但它的應用卻決不僅僅限于設計而是貫穿于工程建設全

生命周期中一一招投標、設計、施工、運營，其中每個階段對BIM技術的應用如下：

決策階段主要是通過初步構想，利用BIM技術建立建筑項目的初步模型，通過航拍或

衛(wèi)星定位確定工程實體方位，然后根據(jù)實地勘測走訪分析建筑模型及其周邊建筑環(huán)境、商

業(yè)環(huán)境以及交通狀況。

設計階段的BIM技術應用主要是根據(jù)建筑、結構、暖通、給排水等各項專業(yè)性設計圖

紙生成3DBIM模型，為建筑工程各參與方提供一個更直觀更準確的交流與協(xié)作的平臺；

利用專業(yè)的施工知識進行各專業(yè)系統(tǒng)之間空間布局的協(xié)調，對各管線走向和室內凈空尺寸

進行優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)設計中的錯誤，減少設計變更，為后期施工節(jié)約工期和成本；利用BIM

模型數(shù)據(jù)的實時更新性，與施工階段工作進行無障礙的溝通與協(xié)調；在設計早期階段，運

用和BIM數(shù)據(jù)模型具有一定互用性、可進行能耗分析的軟件，把低消耗、可持續(xù)發(fā)展的理

念以及先進的技術融入進來，從而保證在設計階段前期就可滿足建筑項目低能耗的目標和

要求。

施工階段的BIM技術應用，主要是施工方在BIM數(shù)據(jù)平臺與各參與方以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)進

行交流、溝通和協(xié)調，從而加快施工進度。止匕外，施工方基于BIM技術進行多專業(yè)模型的

集成應用，檢測各專業(yè)間碰撞，導出碰撞報告，提前發(fā)現(xiàn)錯誤，縮短工期，降低財物損失；

施工階段大量的工程資料以數(shù)據(jù)的形式存入BIM數(shù)據(jù)平臺，隨時方便查看，減少資源浪費

的同時也節(jié)約了翻閱資料的時間，實現(xiàn)了高效管理與協(xié)同；運用BIM技術的施工模擬與進

度跟蹤功能，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，優(yōu)化施工方案；設備、構件等及時錄入系統(tǒng)，形成企業(yè)

設備庫、構件庫，實現(xiàn)企業(yè)內部信息共享。

運營維護階段是建筑工程項目建成后盈利的階段。建筑工程項目的所有信息都隨著

施工階段的不斷推進，圖紙、施工方案、工程量等的變更，在BIM竣工模型上得到同步和

完善。運維方根據(jù)業(yè)主提供的最終竣工模型，整合消防、照明以及監(jiān)控系統(tǒng)，并錄入本階

段產生的維修養(yǎng)護信息、設備參數(shù)信息、房間空間分配等信息，進而形成一個完整的運維

模型。運維方基于BIM運維模型實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的查詢、更新以及突發(fā)事件的應急處理。

第3章BIM技術應用實例

3.1項目概況

本工程為九層（局部水箱間和樓梯間、電梯機房為十層），框架剪力墻結構。一樓至

二樓的高度為3.9米，三樓至八樓為3.7米，九層為4.8米，頂層水箱，樓梯間，電梯機

房最高處為4.2米，建筑物總面積為8361.48rtf,建筑物高度為39.85米。車管所業(yè)務用

房為地上兩層的框架結構，第一層層高4.5米，第二層的高度為3.9米，屋頂機房層的高

度為3.0米，建筑面積：1984.建筑高度為11.5米，室內外高差為0.6米。場區(qū)范

圍內的地下水埋深度在1.90m?2.65m,地下水水位年變幅：±1.0m,場地標準凍深為1.32

米。對于該項目，使用預拌混凝土，后澆帶使用的混凝土比現(xiàn)澆混凝土更容易收縮，建設

項目抗震類別為丙級，強度為7度，建設項目結構為二級安全。本工程建設地點位于上海

某地，已具備“三通一平”的施工條件。

1.節(jié)能設計

本工程外窗均采用斷橋隔熱鋁合金玻璃內平開窗，外門采用斷橋隔熱鋁合金安全玻璃

門，外窗的氣密性等級不低于6級，滿足《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能及檢測方

法》GB/T7106-2008的規(guī)定。

2.給排水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)：本項目水源為市政自來水，滿足生活供水和戶外綠化，消防供水系統(tǒng)，市

政供水管網(wǎng)直徑為De200,壓力為0.35MPa,排水經化類池處理后排入市政排水管網(wǎng)。作

為冷水管的管材和管件，其公稱壓力不低于1.5（2.00）PMa；墊層內暗敷給水管采用PE-RT

管，不得設置接頭。排水系統(tǒng)：本樓室內生活用水系統(tǒng)形式為下行上給式，按照用水量標

準為50L/（人*班），小時變化系效為15。這棟樓的室內生活有兩個水域，室內衛(wèi)生間和淋

浴室是一個單獨的立管天花板通風和排水系統(tǒng)。采用內排水系統(tǒng)將屋面雨水排至用地紅線

內排水管網(wǎng)，具體參照該地區(qū)基雨強度。

3.消火栓系統(tǒng)

建筑消防栓系統(tǒng)設計為30L/s,由消防栓泵和安裝在泵房內的室外消防儲罐（有效容

積50CW）共同供給。室外地下泵房內設室外消火栓系統(tǒng)下置增壓穩(wěn)壓裝置。

4.米暖系統(tǒng)

本項目采暖系統(tǒng)形式：建筑采用下道雙管和同一程序加熱系統(tǒng)，且地暖盤管隱蔽過程

應在管道帶壓狀態(tài)下進行，按試驗壓力0.8Mpa試壓。

5.電氣設計

本工程電源來自專用箱變（容量2*400KVA）,其中一路供給主樓的照明負荷，一路供

給主樓的空調動力負荷用電，一路供給EPS負荷用電，一路供給主樓的消防設備負荷用

電。供電方式為放射式與樹干式相結合的供電方式。供電電源為220V/380V,三相供電，

配電設備盡可能設于負荷中心，以節(jié)省線材，降低電能損耗；盡可能的減少負荷不平衡度,

減少變壓器消耗，按經濟電流密度合理選用導線截面以降低線路損耗。

3.2BIM技術實踐應用

3.2.1碰撞檢查

通過BIM技術管理平臺中的項目工作集功能，將土建、結構、給排水、電氣、暖通空

調、幕墻等專業(yè)模型及數(shù)據(jù)信息集成到一起，形成功能齊全的BIM模型。在碰撞檢查之前,

在平臺上先設置好符合工程或者是企業(yè)的碰撞規(guī)則（軟件內置國標施工規(guī)范），這樣可以

大大提高碰撞點準確性和針對性，避免碰撞以后會出現(xiàn)成千上萬不準確的碰撞點，如圖4

為碰撞的節(jié)點顯示。BIM平臺服務器具有強大的功能，可用于多專業(yè)BIM模型的3D空間

碰撞檢測，節(jié)省工時和不必要的變更與浪費，表1為碰撞檢查報告（部分），表2為碰撞

數(shù)據(jù)分析報告（1層）。

3G2240'200#OT?-leO..0-5050；H?=2HiH/RV45mm〃一XUJSX

4G2240?200160__0-50S0/3/itX/Ma/HV新一±?/B-_UsOJpJt

圖4碰撞檢查結果

項目工作集-項目1層碰撞點

全部：192活動問題：192

構件1：暗柱\YBZ12備注：

(H=0~3900)、土建

構件2：消防管、鍍鋅鋼管

-DN150(H=700?34000(工

程))\XF-1

樓層：1/1

軸網(wǎng)：其他位置

碰撞類型：活動問題

構件1：暗柱\YBZ12備注:

(H=0?3900)'土建

構件2：消防管、鍍鋅鋼管

-DN150(H=3000)\XF-1

樓層：1/1

軸網(wǎng)：其他位置

碰撞類型：活動問題

構件1：暗柱\YBZ12備注:

(H=0~3900)\土建

構件2：消防管、鍍鋅鋼管

-DN65(H=720)\XF-1

樓層：1/1

軸網(wǎng)：其他位置

碰撞類型：活動問題

構件1：暗柱\YBZ15備注:

(H=0~3900)'土建

構件2：橋架'橋架-300*1架

(H底=3000)\AL1

樓層：1/1

軸網(wǎng)：其他位置

碰撞類型：活動問題

表1碰撞檢查報告(部分)

碰撞數(shù)據(jù)分析

建給電暖消弱

專業(yè)

筑結構排水氣通防電

建筑結構038130980

給排水3820000

電氣13000120

暖通000000

消防980120310

弱電000000

匯總149402501410

表2碰撞數(shù)據(jù)分析報告（1層）

3.2.2預留孔洞

調整管線綜合，提前發(fā)現(xiàn)結構與機電沖突的位置，可提前解決90%以上的碰撞問題，

避免施工錯誤與工期延誤。通過凈高分析，優(yōu)化空間，創(chuàng)建更加合理美觀的管線排列。管

線穿墻位置已改變，通過孔洞檢查命令，可以精準找出孔洞標高、尺寸、位置等詳細信息，

并出具相應的孔洞預留圖紙進行指導施工，見圖5。根據(jù)已調整好的管綜模型，利用多專

業(yè)集成平臺提供的自動預留洞檢查功能，可以在短時間內自動查找出所有預留洞口的定

位，避免了二次開洞對于結構破壞的影響，并且可以精準控制孔洞尺寸，節(jié)省了現(xiàn)場封堵

材料，量化BIM技術帶來的項目成果，提升項目整體品質。表3為該項目孔洞檢查報告（部

分）。

圖5孔洞檢查

項目工作集-項目2層孔洞檢查報告

全部74活動問題74

洞口類型：預留墻洞備注:

洞口尺寸：①100(H=7200nun)

軸網(wǎng)：7(-367mm)/l/G(-400nun)

主構件：土建\墻\磚內墻、內1

次構件：給排水、管道、污水管、

排水用PVC-U-De75

類型：活動問題

洞口類型：預留墻洞備注:

洞口尺寸：①120(H=6900nun)

軸網(wǎng)：7(-0nnn)/D(+450mm)

主構件：土建\墻\磚內墻'內墻

次構件：消防、管網(wǎng)、噴淋管、鍍

鋅鋼管-DN25

類型：活動問題

表3孔洞檢查報告(部分)

3.2.3虛擬漫游

在多專業(yè)合并的模型上進行漫游，漫游時設置漫游視角的高度及視口方向，身臨其境

的感覺建筑內部構造關系，及時作出決策以及調整，如下圖6,漫游時支持第一人、第三

人，碰撞、重力等多種操控方式，并且查看機電、土建、預埋件之間的碰撞點位。

圖6可視化漫游

3.2.4施工模擬

對于更復雜的特殊構造方案，可以使用BIM技術來指導準備，從而可以簡化和透明復

雜的部件，并且可以提前進行模擬以分析復雜的過程。提前檢查現(xiàn)場可能存在的危險，安

全隱患，火災隱患等，合理安排特殊方案的施工程序，有利于規(guī)劃的專業(yè)性和合理性。

1.復雜節(jié)點三維模擬

鋼筋復雜節(jié)點的施工難點在于抽象，可視化編輯和橫截面，以及難以理解和觀察的鋼

筋各部分的單獨觀察，定制復雜節(jié)點，輸出節(jié)點細節(jié)，以及可視化顯示，并可以在BIM平

臺上進行三維查看，施工前交底，確?，F(xiàn)場順利施工，如圖7。

圖7復雜點模擬

2.施工場地規(guī)劃模擬

施工場地規(guī)劃要實現(xiàn)場地布置科學合理。根據(jù)施工圖設計模型或深化設計模型，施工

場地現(xiàn)場信息（如規(guī)劃文件、地勘報告、GIS數(shù)據(jù)、電子地圖等），施工場地規(guī)劃，施工

機械設備選型初步方案，進度計劃等，對工程量比對、設備負荷校核附加相關信息進行經

濟技術模擬分析，依據(jù)模擬分析結果，選擇最優(yōu)施工場地規(guī)劃方案，生成模擬演示視頻并

提交給施工單位進行審核，準備現(xiàn)場規(guī)劃計劃并進行技術演示，如下圖8所示。

圖8施工場地模擬

3.砌體排布模擬

使用BIM軟件的砌體排布技術，依據(jù)施工規(guī)范要求，可對需要砌筑的墻體進行測量,

統(tǒng)計砌塊施工用量，并自動編號，可以提前加工備料，減少二次搬運。

4.虛擬三維可視化施工

傳統(tǒng)技術方案往往采用的是紙介質表達思路與做法，對于細節(jié)、不直觀的部位，尤其

是安裝管線的布局，無法做到清晰交底，這樣就為工程質量留下隱患，借助新的BIM技術,

例如4D虛擬動畫渲染方案的應用，可以可視化建筑的困難部分，提前預測問題，提前預

防，并確保項目的質量，如圖9所示。

圖9三維可視化

3.2.5技術與質量管理

1.質量信息管理

本項目涉及工程種類多，施工后整理質量資料困難，展現(xiàn)質量信息更加困難，施工單

位質量信息的整理程度決定了監(jiān)理、設計、建設單位的獲取程度，因此如何高效化的進行

質量信息管理尤為重要。

現(xiàn)場出現(xiàn)質量問題，常規(guī)做法為：現(xiàn)場檢查問題由監(jiān)理工程師（或現(xiàn)場技術人員）提

出整改通知書，由項目部（或現(xiàn)場班組工人）接收后，進行整改，整改完畢后進行報驗檢

查，相關人員檢查后，提交整改回復報告，由監(jiān)理工程師現(xiàn)場復驗后簽字確認，整改閉環(huán)。

實際整改過程較長，且現(xiàn)場有資料滯后現(xiàn)象，同時存在資料保存度問題。統(tǒng)一的信息集成

平臺將有效解決信息整理問題，將質檢資料信息轉移至信息化平臺上，可進行任意地點、

任意時間完全信息查看，如圖10所示。BIM技術移動端APP,關聯(lián)BIM模型位置?，F(xiàn)場

質量問題檢查記錄備案，形成本項目現(xiàn)場施工缺陷問題庫，結合相關圖集規(guī)范要求，進行

階段性總結，及時減少類似施工問題再次出現(xiàn)，并對班組進行施工做法交底。

現(xiàn)澆板蜂窩

柱筋焊接未搭設安全架

A一級國不限期◎待整改

A一級國不限期?待整改

創(chuàng)建于2019.0866創(chuàng)建于2019.08.06

相關人相關人。

圖10質量安全管理

2.管線綜合優(yōu)化

對于一次碰撞所找出的模型問題，在建模端整合全專業(yè)模型進行管線綜合排布調整，

重點在于調整方案人員的思路以及方案，再結合建模端快速調整模型命令，得出第一版的

管線綜合模型。在管線綜合優(yōu)化過程中會記錄管線綜合調整報告，內容主要包括：管線綜

合調整過大且已優(yōu)化的部位；管線綜合調整過大，且不能優(yōu)化的部位。通過報告結合管綜

模型與其他參與方進行交底，解決98%碰撞問題，見圖11,12。在調整管線綜合過程中必

然會考慮到凈高問題，但通過BIM多專業(yè)集成平臺可以按區(qū)域劃分進行不同凈高檢查，并

進行總平面交底，讓工程師們對于凈高問題一目了然的掌握。深化設計完成后，對預留洞

口進行精確的定位，確保預留洞口準確，不僅可以避免二次開孔開槽的返工，還可以確保

整體結構的穩(wěn)定性。由系統(tǒng)自動導出凈高檢查報告用于問題交底記錄，加快解決問題的效

率，保障工程品質。

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圖11管線排布

二層

序號位置說明

排布建議：排布

50nm橋架及水

位置：1?4?1?7交1-口管3橋架下50布

-1-E軸碰撞點.：夏風管6最低點

高度：

（101、106、108、2300mm

118x124、148x183

、220、253、628、

653、693）

排布建議：該處

高度校低，目存

在風管與橋架交

叉增加風管的現(xiàn)

位置：1-3—1-4交1-

象，考慮風管技

H—1-D軸碰撞點：

（57、670>671、照原圖繞行橋架

693）貼頂走風管走橋

架下50mmo最低

點局度：2250mm

排布建議；梁底

50M橋架及水

管：橋架下50布

邕風管。最低點

位貪：1-3—1-4交2-

；

D-2-G軸碰撞點：局度2000JTUR

（8、127、194、554

、563）

圖12管線優(yōu)化

3.2.6安全控制管理

工程項目現(xiàn)場安全管理對企業(yè)及員工至關重要，安全事故發(fā)生往往是因為麻痹心理而

非施工技術不足，同時因建筑施工涉及設備均為大型設備，因此安全管理集中體現(xiàn)在人的

管理及設備管理方面。設備管理突出檢修頻率，人的管理則需突出思想意識，即安全意識

即需儲備一定的安全勞動知識，同時遵守勞動準則，通過BIM協(xié)作實現(xiàn)高效安全管理，降

低安全施工風險。

1.安全教育（可視化交底）

目前常規(guī)的安全教育多流于形式，一是管理人員講不清，二是受教育工人理解不透，

提高安全教育的可識別性，則能提高安全教育有效性。通過BIM三維模型建立及立體的動

畫演示，工人可直接看到危險，做到看到即理解到，同時BIM平臺支持VR技術的接入，

可建立安全和VR體驗平臺，以班組為單位讓工人虛擬安全體驗，加強安全意識和學習事

故預警并提高應急能力。

2.設備安全管理

因本項目施工設備工作區(qū)域基本固定，可在信息化平臺中集成相關設備模型，并生產

相應二維碼，每次設備檢查時掃描二維碼記錄檢查時間，錄入相關設備檢查情況，記錄檢

查后進行維修，則將維修部位、維修時間、更換零部件等信息上傳至系統(tǒng)模型中，標識成

一次獨立維修，并簡述故障原因，形成一次設備檢查、維修記錄信息。系統(tǒng)中將錄入信息

進行匯總導出，可進行單個或多個設備一段時間內（周、月、季均可），設備維修次數(shù)、

原因等，可直觀看到故障易發(fā)設備及易發(fā)問題等內容。

3.安全巡檢管理

對于重點控制的安全管理部位，可在平臺中進行安全巡檢路線指定，項目相關安全管

理人員（可指定專職或兼職安全員），對巡檢路線上巡檢點進行每日檢查，檢查內容則由

移動端輸入上傳至平臺，檢查結果無論有無安全隱患均需每日進行結果上傳，若有安全隱

患，則進行安全整改協(xié)作流程。

4.安全整改協(xié)作

施工現(xiàn)場出現(xiàn)安全隱患，常規(guī)做法為：由安全總監(jiān)（安全部長）提出安全隱患整改通

知書，交給現(xiàn)場執(zhí)行副經理（或直接交至班組），對隱患問題進行整改，現(xiàn)場人員整改完

畢后進行報驗檢查，相關人員檢查驗收合格，形成整改閉環(huán)，完成后再進行隱患整改記錄。

集中平臺協(xié)作功能，則是由相關檢查人員將檢查問題現(xiàn)場上傳至平臺中，可選擇相應

整改人進行問題確認，相關人員得到提醒后，查看問題并實時整改，整改完畢后將整改資

料上傳（過程照片及結果照片并簡要描述），由發(fā)起人審核后形成整改閉環(huán)，而相關資料

則集成在具體模型部位，并與普通資料顯示不同效果，可直觀看到質量整改點，并查看整

改過程，整改資料后可根據(jù)上傳資料下載整理后完成資料歸檔工作，有效節(jié)約中間過程,

提高管理效率。

3.2.7成本管理

企業(yè)看板的數(shù)據(jù)都是來源于項目匯總得到的，其中企業(yè)看板可查看企業(yè)項目分布情

況、項目列表基礎信息、企業(yè)實際收入、資金走勢等。創(chuàng)建BIM模型數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建BIM模

型數(shù)據(jù)庫，并且5D與模型數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)進行精算。

3.2.8進度管理

BIM平臺實現(xiàn)了對進度的4D模擬、動態(tài)展示。對項目總體施工進度進行推演，同時

實時動態(tài)監(jiān)控、追蹤施工實際進度，促使項目進度管理更加精細化。工程實際施工中的進

度每天錄入，并與BIM模型關聯(lián)，實時將實際施工進度情況展現(xiàn)出來，管理人員可以隨時

隨地看到現(xiàn)場進度，檢驗傳統(tǒng)建筑施工計劃進度編排的合理性，幫助實現(xiàn)項目施工工期的

優(yōu)化，。實際施工信息與BIM模型掛接，動態(tài)反映、追溯實際施工進度，實現(xiàn)施工進度情

況的實時把控，為后期施工組織規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.9資料管理

BIM技術項目協(xié)同管理平臺可以將施工數(shù)據(jù)文件記錄到BIM模型中，實現(xiàn)可追溯性，

明確責任，提高施工質量。BIM技術的發(fā)展，為建筑項目的質量追溯提供了可靠的手段，

幫助項目建立虛擬的資料檔案館。同時，BIM技術對資料文檔有著詳細的標簽標注，可以

針對標簽，文件名，上傳人等信息查詢到相應的文件資料，并能方便的進行篩選和歸檔。

由于是基于BIM模型的資料文檔的管理，所以，文檔和模型都將存儲在服務器（云端）上，

徹底消除了因異地修改導致的不同步問題，BIM平臺也同時成為項目各方溝通及信息傳遞

的協(xié)同平臺。

通過最高后臺管理權限（超級管理員），可新建分公司、項目部。并且超級管理員賬

號可指定子管理員權限（分公司、項目部）查看的范圍和管理范圍（權限管理，流程，工

程，空間等）。后臺管理同時可對按照公司、分公司、項目部組織架構創(chuàng)建人員角色，對

各角色人員進行權限分配和分組管理，提高管理效率。后臺管理可實時查看系統(tǒng)日記，日

記不僅可統(tǒng)計用戶活躍度、文件和模型瀏覽量，還可以實時統(tǒng)計各人員的操作內容，提高

企業(yè)數(shù)據(jù)把控能力。

第4章結論與展望

4.1結論

工程項目全生命周期（規(guī)劃設計、建造、運維）、全參與方（業(yè)主、BIM技術方、設

計方、施工方等）、全要素（質量、安全、投資、進度）BIM技術應用。從應用層面上分

為兩條主線：建模及模型技術應用、基于BIM的協(xié)同管理與信息集成。通過模型應用提升

工程“建管運一體化”水平，為實現(xiàn)工程精益建造和智慧運維提供技術支撐；通過BIM協(xié)

同管理平臺，利用三維模型整合項目的全階段和全業(yè)務數(shù)據(jù)，達到信息共享，管理協(xié)調，

質量改進和效率提升的目的，為實現(xiàn)提供技術支持。

1.實踐項目BIM技術應用的具體效果

（1）發(fā)揮BIM技術優(yōu)勢，減少設計階段的誤差，遺漏，碰撞等；

（2）發(fā)揮BIM+智慧工地的虛擬建造優(yōu)勢，在施工階段對建筑工程進行施工模擬和過

程監(jiān)控，提升工程質量和安全水平；

（3）發(fā)揮BIM模型的信息集成優(yōu)勢，確保所有工程文檔和過程數(shù)據(jù)與BIM模型相關

聯(lián)，作為業(yè)主后續(xù)運營和維護階段的重要依據(jù)；

（4）總結BIM模型應用中的技術準則，形成一系列適用于建設工程的建模及用模的

標準指南。

2.總結BIM協(xié)同平臺總體技術要求

（1）為保障基礎設施信息的