基于BIM5D的建筑施工技术优化及工程管控

摘要：建筑工程施工任务较为繁杂，管理难度较高，需覆盖设计、安全、质量、进度、成本管理等多个方面，且施工过程中影响因素众多。若不加以控制，会引发资金浪费、安全事故等问题。传统施工管理是事后管理，问题发生后再处理，管理效果不理想。基于BIM技术的施工管理是一种三维立体可视化、数字化和智慧化的管理模式，通过事前分析、事中控制和事后总结的一体化管理措施，提前发现和排查隐患，保证工程建设任务的顺利开展。由此可见，对BIM技术在建筑工程施工管理中的应用进行研究至关重要。

关键词：基于;BIM5D;建筑施工技术;优化及工程管控

引言

BIM是一种新型三维虚拟化数字技术，涉及工程设计、施工、管理以及运维等多个方面，现已广泛应用于建筑工程领域。近年来，BIM技术已成为建筑工程施工领域的研究热点，能够有效消除传统工程存在的不可控和不确定等问题，实现了在虚拟空间中的“先试后建”，有助于更好地推进建筑工程施工快速完成，切实保障施工质量，同时对保障建筑企业的经济效益也具有积极作用。

一、BIM技术

BIM技术通过对建筑的具体参数进行分析处理建立起数字化模型，该模型可以展示建筑的结构设计、工程参数、施工数据等。BIM技术搭建的建筑模型具有精确性、可视化等特点，便于建筑工程管理中各参建方进行资源共享和信息交流。BIM技术的原理就是构建信息数据库，并结合建筑参数和思维模式，借助数据分析能力实现项目不同主体和单位之间的信息有效传递，从而提高工程管理和协作施工的效率。其次，在建筑工程的各环节中均采用BIM技术进行统一建模，实现信息和数据的唯一性、精确性。借助信息模型可以实现建筑全过程的可视化展示、信息共享等功能，使各方主体了解建筑项目信息，降低因沟通不畅造成的施工风险。

二、特征

2.1模拟性和优化性

BIM技术应用于建筑项目中具备很强的模拟性，这并不是指对建筑模型进行模拟，而指的是工作人员在设计过程中可以利用BIM技术对可能发生的事件进行模拟。此外还可以将BIM技术运用于招投标过程，能够进一步提升招投标方案的可行性和合理性。BIM技术具备的优化性特点，能够使得项目方案更加优化，提高各项信息和数据的准确性，当设计人员在对项目进行设计时，由于建筑项目的复杂性，使得设计过程较为困难，而采用BIM技术不仅能够综合很多设计方案的优势，还能对已经设计的方案进行优化，确保设计方案更加可靠。

2.2可视化

三维模型主要通过几何数据采用多个维度构建建筑形状，为后续施工提供准确的数据参考。三维数据模型能够给人带来最直观的感受，通过数据整合建筑信息资料，保证形成的模型有着很强的参考性。当前，构建三维模型的方法主要有以下两种：一是直接建模法，二是按照设计图纸提供的数据进行整合，搭建成数据化、可视化的建筑模型。在建模时，应当充分考虑建筑物周边的情况，按照不同的情况去搭建不同模型，构建不同的使用效果，实现建模的基础需要。此外，BIM技术也可以结合4D施工技术来模拟整个施工环节，包含了最开始的基层搭建和后期建设流程，按照时间段去设计建筑方案，模拟预发的情景。

三、BIM技术在施工中应用的优势

3.1提升精度施工准确

传统的建筑施工和设计图纸都采用二维平面模式，不能及时发现设计方案细节方面的漏洞或者缺陷，一般在施工过程中发现这些不合理的地方，或者施工人员因对图纸解读偏差造成失误等会造成工程返工和工期延误，造成施工成本增加。BIM技术的出现提高了设计和施工环节的精度，有利于施工现场的技术交底，避免出现返工现象。三维立体建筑模型能够实现对建筑各方面的直观性和细节化展示，避免了设计误差;同时有利于各专业人员对建筑模型的解读，施工过程中，以此作为基准可以提高施工过程的准确性，避免施工过程产生的偏差，对保障工程质量具有积极作用。

3.2提升管理效率

工程项目建设主要有现场勘查、主体设计、物料管理、工程施工、监理、验收等多个关节，而建筑施工是一切工程建设实施的主要阶段，同时也是周期最长、安全管理压力最大的阶段。建筑项目施工具有一定的高危性和复杂性，最重要的就是要做好施工各主体的信息沟通，才可以做到施工过程中的高效协同。传统的项目施工管理，虽然也有信息化的施工管理工具，但是仅仅是二维或三维技术，不能全面表达或查阅建筑项目的重要信息，对于现场的安全管理具有一定的局限性。施工图纸多采用二维技术，仅仅是结构设计难以展现建筑的参数信息，管理人员无法直观的对建筑内部和施工过程进行了解。此外，在传统的信息管理模式下，人工方式的信息传递和交流沟通效率低下，无法及时发现和处理施工过程中的问题和隐患，因此，建筑安全管理效率亟待提高。

四、BIM技术在我国的应用现状

国外的BIM技术发展已经比较成熟，但是这项技术在我国尚处于发展阶段，所以在应用到工程项目中实际经验并不足，技术应用标准还没有准确界定。近年来，我国BIM技术仍处于探索和积累经验的过程中，不同的建筑单位在建设工程环节中不断获取实践经验，完善这项技术。虽还处于初步阶段，但发展速度十分迅速，为了更好地推进项目进度，部分企业投入了大量资金进一步研发这项技术，促进了BIM技术的革新与进步。但是，在技术的实际应用过程当中，还存在一些问题，比如说没有一套科学的标准去界定这一体系，数据存储并不完善，会出现数据流失等。除此以外，对于BIM技术支持力度还不够，只是认为这项技术应当由建筑领域的专业人员去负责研发，忽视了这项技术本身的意义。

五、基于BIM5D的建筑施工技术应用策略

5.1BIM技术在资金管理上的应用

对于建筑项目而言，工程造价是重要的构成部分，具备良好的造价系统能够使得整个项目的成本得到控制，还能确保施工进度有效进行，进一步提升施工单位的经济效益和综合实力。基于BIM技术的资金管理具体表现在以下几点：施工前期投资预算、施工过程中资金管理以及竣工后结算工作。通过BIM技术创建的资金系统能够明确清楚项目的利益，并且还能及时发现项目在进行过程中存在的隐藏风险，降低投资方的错误判断。此外施工项目开展过程中，BIM资金系统能够分析相应的施工数据，将成本控制在合理范围内，掌握资金流向，实现对资金成本的控制和管理，有效避免资金外流而发生的成本失控问题。在项目施工竣工后，采用BIM技术对整个项目的所有数据和信息进行详细地分析和整体，能够实现所有资金的使用详细，减少项目资金风险问题的发生，也能够进一步提升项目的成本控制。

5.2场地资源优化

场地资源优化是建筑工程施工的重难点。由于本工程工作量相对较大，仅依靠人力进行场地布置所耗费的时间更多，施工周期可能会有所延长。在施工中应用BIM技术，查询相关施工方案与技术标准，据此完成数据采集和信息录入等任务，便于为解决施工现场的布置问题提供可靠依据。具体而言，借助BIM三维场布模型，以三维形式呈现传统平面场布图，直观地表达现场场地布置情况;通过优化场地资源配置，结合工程实际来合理安排施工场地，能够减少二次搬运现象;充分发挥BIM系列软件的优势，借助其场景漫游渲染功能，以图片与视频的形式输出并保存三维场地布置成果，标出易被遮挡的细节，直观展示场地总体的布置情况，以最快速度纠正检测出的问题，有助于提高施工整体质量，保障项目顺利开展。

5.3模拟施工过程

（1）动态模拟。所谓动态模拟就是借助BIM技术对施工过程进行模拟，将施工现场转化为数据信息与三维模型，在施工过程中参照模型对施工技术应用的可行性进行检验和论证，将其作为现场作业的指导方针。应用BIM技术进行施工现场动态仿真模拟的主要意义为直观展现施工流程，优化施工技术，为建筑结构分析等提供依据。（2）现场布局模拟。施工现场的布局模拟是施工安全管理的关键，对减少现场空间冲突等具有重要意义。应用BIM技术可通过仿真模拟实验反复检验和论证已提出布局方案的合理性，保证现场施工的有序性，切实提高施工效率。此外，可融合BIM模型与互联网，严格监控工程现场，保证设备布置、道路铺设等符合要求。（3）数据共享。当前我国建筑工程建设规模不断扩大，施工中所用的预制件数量较多，要求施工单位必须加强与预制件生产厂家的沟通交流，实现对预制构件规格与性能等的严格管控。应用BIM技术建立工程数据库，对物料参数进行整合更新。生产厂家将生产信息传送至MES系统，施工单位有阅览权限，可直接监控预制件的加工生产。

5.4质量控制

建筑工程施工质量管控最直接的方式就是现场检验，合理划分检验批次，实现施工技术最小单元的优化，通过优化多次验收标准，保障建筑工程施工质量的合理化控制。但是检验批次中的项目管理模式较为复杂，可能会导致检验过程难以符合质量控制的目标和要求。基于此，需要借助BIM技术，科学合理的控制施工技术，将项目建设中的验收信息与检验结果信息进行整合，这有助于监理工程师对检验批次和检验模型提供有效的质量控制。同时，在BIM模型构建的过程中，可实现施工质量控制的跟踪化管理，不仅有助于施工技术对检验结果和成果的分析，同时能够促进施工技术人员对存在的问题及时分析和总结，并提出针对性的解决和控制方案。除此之外，依据BIM模型，还可以对建筑给排水系统中的管道碰撞进行检验，通过碰撞检测，不断的消除存在的碰撞矛盾，并对存在的碰撞构件中的相关组件存在的问题进行分析，进一步消除存在的碰撞误差，指导对给排水管线进行重新设计和匹配。

结束语：

为有效进行建筑工程的成本预算，减少成本消耗，从而完成整体建筑施工工程管控，该文通过对BIM技术和建筑施工全过程的研究，结合5D信息化手段，总结了一套新的建筑施工技术和工程管控方法，并在实际建筑工程施工案例中，将新模式运用在其中进行模拟，不难发现新模式的可行性，能够有效控制整体建筑施工成本。但由于时间和精力的限制，建筑施工阶段的技术和管控模式的多样性，在该研究中不能全部涉及，只对施工方法做了总结，没有对一些构件的连接点进行分析研究，完成的内容仍有不足。在后续的研究中，要利用好BIM技术全周期的特点，对整个建筑生命周期展开研究，实现真正的信息化管理。

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