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BIM技术在建筑工程管理中的应用探讨

汤海鸣
  
安家(建筑与工程)
2022年11期
中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南 长沙 410000

摘要:随着我国科学技术的发展,建筑行业也取得了很大的进步,而建筑工程设计是其中最重要的环节之一,它直接影响着我国建筑工程的质量。项目质量管理是非常重要的,在施工中,由于施工单位对设计环节缺乏控制,难以有效保证施工质量,不仅造成经济损失,还威胁到施工安全。BIM 技术可以弥补传统设计技术的不足,帮助专业人员准确地设计高度吻合建筑外观结构的三维模型,满足了业主日益增长的需求,也为承包商、施工单位带来了最大的经济效益,BIM 技术逐渐成为国家建筑行业发展的内在驱动力,具有关键的现实意义。

关键词:BIM技术;建筑工程;管理;应用;探讨

引言

近年来,我国信息技术高速发展,多种高新技术都被广泛应用到了建筑工程领域中,其中之一便是 BIM 技术。具体而言,BIM 技术是一项数学建模技术,具有可视化、模拟性、协调性特点,在建筑工程管理中具有重要的应用意义,能够显著提升建筑工程管理的效率与质量。随着人民生活水平的不断提高,建筑工程的规模也在不断扩大,传统设计软件由于其二维模型不能直接表达建筑的整体形象,而且设计效率低,设计周期长,不能满足当前高强度、高速的工程周期。本文论述了 BIM 技术的应用特点,然后从分析了 BIM 技术在建筑工程设计和管理中的主要应用要点。

1BIM 技术概述

BIM 技术最早出现在美国,作为一项新型技术手段为建筑行业带来了全新的发展机遇。将 BIM 技术应用到建筑工程项目有助于奠定良好的 3D 模型基础,而工程项目管理人员也可以利用获得的数据信息仿真模拟建筑物的真实状态。依托于 BIM 技术下的信息共享平台,还能为参与到建筑工程项目的设计单位、材料供应商提供良好的沟通交流平台,真正将各参与方进行了紧密关联,为其协调合作带来了极大的便利,同时有效提高了数据信息传输的准确性和时效性。在建筑工程项目施工过程中,各利益方还可以结合自身实际需求和权限设置对 BIM 技术信息共享平台中的数字信息进行提取、修改、加工、更新等处理。尽管相比于发达国家,BIM 技术在我国发展中的起步时间相对较晚,但在我国现代建筑水平不断提升的背景下,建筑行业逐渐对 BIM 技术进行了深入研究与分析,在实际应用过程中还取得了明显发展成效。

2建筑工程设计项目管理的意义

建筑工程设计项目管理能够融合多种理念,能够进一步提升人们的生活质量,以建设突出建筑的经济价值以及社会价值,因此在实际建设中需要满足项目需求,采用不同的管理措施,保证建设能够符合城市人民的需求。同时,建筑工程设计项目管理能够实现建设发展创新,有利于促进建筑设计企业转型发展,以适应市场发展与变化需求,在强化经营结构与资源的优化整合和有效利用基础上,提升建筑行业的市场竞争力,给建筑的开发单位带来更多的经济利益,满足建筑工程设计的需求,推动长期良好发展与建筑行业进步[1]。

3 BIM 技术特征

3.1信息集成

信息集成是 BIM 技术最重要的功能,BIM 技术可以组织和分析建筑设计中的所有数据和信息,这些数据主要包括结构尺寸、材料等相关数据,这一功能主要体现在以下两个方面 :一是设计过程中的数据组织 ;二是对各个设计过程的数据进行分析。在传统的设计过程中,设计师必须亲自分析和计算每一个数据,BIM 技术可以有效地改善这一问题,大大减少设计师的工作时间,并提供相对准确的数据和建模过程。另外,BIM 技术可以在保留传统设计功能的同时建立3D 模型,当设计师发现模型存在缺陷时,可以快速有效地修改模型,从而提高设计效果,更好地服务于后续的施工过程。

3.2相互协调合作性

目前,BIM 技术在中国的发展还处于起步阶段,在实际使用过程中,设计师必须根据实际建筑条件进行设计。要结合用户的意见和要求,参考各种设计资料,促进协调操作,在实际设计过程中,要建立一个三维模型来分析实际设计,三维模型是所有技术的核心。BIM 技术的主要目的是利用三维模型直观展示施工过程,有较好的视觉效果,帮助工作人员解决问题,提高设计阶段各方面的工作效率,协调各部门之间的合作,避免影响设计进度的问题,不断提高工作效率。

3.3可传递性

在实际应用的过程中,BIM 技术主要是通过建模将各种信息和数据进行集成,使每一项数据都能顺利传输,最终实现整个系统的自动化管理和操作。与传统技术相比,BIM 系统本身可以保证数据的准确性,无需人工操作,在处理地图时,数据也直接可见,比人工测量更准确,从而减轻工作人员的工作压力。

4BIM技术在建筑工程设计中的应用优势

4.1  利用 BIM 技术建立信息数据库和三维模型

BIM 技术最重要的应用是专业人员可以根据建筑的实际情况获取建筑的相关参数,并创建包含结构元素以外的详细信息的数据库,建立了反映项目实际情况的三维模型。根据不同的模型,设计师可以直接查看建筑的优缺点,并直接修改模型,以满足项目规划和施工的要求。BIM 技术还可以让人们直接查看不同颜色材料的组合,以及模型中不同位置之间的关系,该功能为设计师和业主带来了丰富的体验。在未来,人们不再需要想象平面图,而是可以直接使用 BIM 技术提前参观建筑,就像在实际的建筑中一样。此外,强大的 BIM 模拟功能可以灵活应用,模拟居民在地震、火灾等突发事件中的疏散和救援人员的行动路径,从而在设计阶段修改原有方案,确保建筑工程的安全可靠。

4.2贯穿于整个建筑生命周期

中在整个施工生命周期中,在初始阶段、平面布置、结构选型、中间设计建模、计算、材料选型等阶段,展示了施工场地的选择、整个工程范围、工程特点、使用方式、人力物力配置、项目成本预算等。BIM 技术能够提高场地利用率,还可以帮助不同专业人员科学严谨地设计出高品质的建筑。它还可以模拟三维模型,规避各种危险因素,提高建筑物的稳定性。在 BIM 技术的支持下,信息数据库中的数据真实完整,可以削减不同阶段的复杂传输和通信时间,实现建筑生命周期不同阶段的数据传输和共享。

4.3有效控制全生命周期的经济成本

BIM 的功能性和便利性不仅体现在建筑设计和建模上,管理者也可以利用 BIM 的二维仿真功能来控制整个施工期间的资金。在完成建筑的3D 模型时,设计师必须使用 BIM 技术来选择建筑的整体材料类型和数量,可以直接汇总所有材料信息,包括名称、数量、价格等,并在施工过程中给出材料调配计划。BIM 信息库实时更新项目资金使用情况,既能保证建筑设计过程的效率,又能避免因计算疏忽造成的资源浪费。

4.4  实际施工有序实施

在传统的工程软件中,虽然也能体现建筑物的最终效果,但在细节上仍然存在一些问题。这些问题在设计阶段可能影响不大,但在施工阶段,影响会十分明显,重新布局不仅会使设计师对图形进行修改,还会给建筑带来安全隐患。BIM 技术可以显示从大到小的所有细节,工作人员可以在设计阶段进行更改和修正,以确保下一阶段施工的顺利进行。

4.5 复杂建筑的设计

传统设计软件设计的建筑结构相似、简单、缺乏创新,但是随着社会的发展,人们对建筑的外观有了其他的要求。BIM 技术可以将优秀复杂的设计和建筑信息存储在自己的模型数据库中,并通过3D 效果展示分享工程师的丰富经验和知识,丰富建筑的表现形式[3]。

5BIM技术在建筑工程管理中的应用

5.1在 4D 施工模拟方案中的应用

在建筑工程施工过程中,必须严格把控整个工程项目的施工进度,这也是施工过程中必须予以高度重视的环节。实际上施工进度控制的科学性、资源配置的合理性、技术手段的先进性、施工方案的完整性、现场气候条件的预测情况以及建筑材料的运输方式都会直接影响建筑工程项目的施工进度。与此同时,在实际施工过程中,必须严格遵循特定的施工流程,这也意味着施工顺序具有一定的不可逆性。因此,一旦工程项目施工发生各种错误问题,就必须重新建造。这不但会造成大量人力、物力以及财力资源损耗,还可能对最终的施工质量和工程项目的安全性造成不同程度的影响。但将 BIM 技术应用到整个工程项目施工的全过程,就能对施工中的建筑物、施工现场模型、施工进度、施工资源进行模拟,并将各施工阶段中的数据信息进行有效整合,同时按照时间维度构建完整的施工信息模型。在此过程中,工程项目管理人员可以通过直观立体的施工模型了解各个阶段中涉及到的数据信息,有效降低了施工协调、管理工作的难度系数,还能将四维施工模型和具体的施工方案进行有机结合,从而实现设备、材料、劳动力、机械应用等资源的合理化配置,切实提高各项资源运用的经济性和适用性。最后,利用施工模拟技术追踪与管控工程项目的施工进度,还能为工程施工进度安排的合理性与实效性提供基本保障,精准识别工程项目的施工进度是提前还是滞后,进而推动整个工程项目施工的顺利进行。

5.2优化配置施工资源,降低消耗

资源消耗是建筑工程投资最大的环节,因此如何实现资源的优化配置非常关键,能够为建筑工程带来更多经济效益。基于 BIM 技术建立的三维模型,可以更加全面地可视化反映出建筑工程实际情况,包含了施工技术的应用,各个项目的有效管理,包括施工中资源使用情况,从而实现优化配置的目标,避免不必要的消耗与浪费。另外BIM 技术具有自动化算量功能,能够仔细计算建筑工程量,并提供准确的工程清单,作为采购原材料的重要依据和参考。同时 BIM 技术能够持续调整、完善施工计划,检验材料等资源的使用情况,并与工程量进行有效对比,查看是否存在偏差,这种动态控制的形式,有利于施工方案的随时调整、优化,全面提高资源优化配置。

5.3确保碰撞检查改进设计的合理性

模型完成后,可以使用 NavisWorks 软件对碰撞进行检查,并出具详细的碰撞报告,同时,要记录相应的碰撞,然后对文档和图像进行分类,并与相关设计师进行讨论,有效提高碰撞检测效率,并不断完善相应的模型。为了有效协调双方的关系,降低后续建筑的再设计率,节约施工成本,设计师在建造具体项目时可以将相关的模型图纸发送给制造商

5.4环保节能分析

金属幕墙的建立必须完成多样化的计算功能,BIM物理模型可以为您带来这台计算机所需的数据统计。基于物理模型的计算,对建筑物的日照规格、室内空气质量、等进行模拟。测算建筑物节能环保的实际效果,对建筑节能环保的最佳改进设计方案是根据模型的计算和分析得出的。确保建筑物全生命周期时间的合理化和合理化使用。

5.5碰撞检测提高管线布设精度

在建筑工程中地下管线设计十分复杂,对精准度要求较高,为了不影响工程后续使用,必须对地下管线进行优化设计、碰撞测试。尤其是地下室、消防泵房以及风机房,这些管线相对集中的地点,往往需要做好碰撞测试,指导管线布设达到最佳,符合建筑工程项目使用需求。目前来看 BIM 技术是做好碰撞测试的重要途径,通过三维模拟反复调整,尤其是相对复杂的部位,设计出更加科学合理的方案。例如建筑给排水系统、电气系统以及暖通系统,都需要借助 BIM 技术进行仔细修改,通过分析各类管线的碰撞点,找到管线布置设计不合理的问题,并及时反馈给设计单位,像消防与污水管冲突、给水管碰撞,必须及时解决否则将会为工程带来更多麻烦,BIM 技术大大提高了图纸设计的精准度,减少管线布设冲突的问题。

5.6专业出图严格控制施工成本

BIM 技术的优势在于模拟,施工过程中的每个细节都可以借助BIM 技术制作模型,除此之外,还可以对成本进行控制,通过模拟优化图纸设计方案,能够减少施工过程中的质量问题,避免过多返工处理,能够为建设单位节省适当的成本投入。另外在成本造价计算过程中,以往主要靠个人能力来完成,而人工的方式必然会导致计算存在较大差距,因此很难控制好成本投入。BIM 技术利用三维模型,将各个施工项目全面展现,计算出具体的工程量,并且非常细致包含了所有数据信息,如施工位置、尺寸、材料以及设备的使用,再根据工程量计算成本即可,大大提高了成本预算控制的准确性。

5.7玻璃幕墙施工中的 BIM 关键技术

工程建设全过程计划。原材料是技术和建筑施工的重要组成部分。它有很多建筑施工必须掌握的基础信息,如明确的施工准备流程、施工工艺、工程施工期限、设备科学安排、人员有效调度等。四维预制构件模拟仿真序列 BIM 序列实体模型基于精准定义以及计算分析构件相互多重关系的约束,完成所有大中型工程建筑的整体工程施工序列。与其他广泛使用的系统模型和监控软件不同,BIM 手机软件的主要特点之一是具有更强的监管作用。此类全过程数据信息和方案设计信息的实时资源共享,不仅在每个新项目建设的全过程中,都能多次得到详细具体的指导,而且也可以快速获取特殊信息内容,方便及时处理。指导各全过程关键预制构件设计方案的信息内容。四维方法可以在多方面有效表达,实现随时随地完成项目建设计划的合理性,随时随地有效操控项目进度,配置劳动力和社会资源。并且在各个建设项目的建设初期,将这类大数据可视化,向所有参与各个基础建设项目建设全过程的人员进行全过程公示。BIM 等技术在幕墙玻璃工程建筑设计中广泛应用的关键体现在以下多个具体层面。(1)建筑施工全过程改进——4D 建筑施工仿真模拟BIM 数据模型中集成了大部分数据信息。第一阶段项目进度仿真模拟,设计了幕墙玻璃。信息数字模型与系统中的具体项目进度紧密结合。通过对施工进度计划的模拟,可以更直观地看到工程进度,调整工程进度。(2)项目建设过程中的影响基于对施工过程中冲击危害的分析,不仅可以直接检测出由于方案设计错误造成的测量和误差,还可以全面检测新项目施工占用的空间。工程建设过程中的施工顺序会有所不同,每个环节的施工时间因施工顺序的不同而不同,造成一定的施工碰撞,合理防止因施工造成的维修工程、工期延误及产品质量问题。(3)施工界面的有序分割如何科学合理地划分工程建筑幕墙机电安装工程等专业建筑工程施工全过程页面,及早合理排除建筑幕墙碰撞和工程施工矛盾,防止碰撞引发复杂问题,导致整个过程的无序。BIM 采用新技术应用四维工程项目模拟管理方法和流程,根据玻璃幕墙对所有建筑幕墙行为、主体工程建筑和所有系统软件工程进度进行有效规划,并精确区分建设项目条件和现场必要条件。(4)施工过程中的幕墙板块及材料更换指导基于所有需要包含在 BIM 概念模型中的数据库信息,每个二维玻璃幕墙设计模块都需要有唯一的设计标志和可识别的代码,一般可以在幕墙施工的时候进行选择。玻璃幕墙施工完毕,有针对性的检查方法根据读入的单个二维玻璃幕墙设计模块的数据信息,进行仔细的检查和查询。经仔细检查,可以看出单个建筑幕墙和建筑幕墙模块的产品规格是有联系的,可用于指导玻璃幕墙设计,能够省去众多二维玻璃幕墙设计材料繁杂复杂的工程图纸。

结束语

BIM 技术在我国建筑市场的造价管理工作已经获得了巨大的发展,并取得了相当的成绩。然而,从整体角度分析,这部分软件仍然只是集中应用在招投标这一环节的工程量计算和计价上。换句话说,仍然存在巨大的发展空间,比如在造价的全过程管理中依旧有巨大的应用潜力。目前,在日益繁荣的市场经济中,建筑设计技术需要结合现代化技术和创新,才能实现建筑设计和建筑行业技术的更大发展和进步,虽然我国对 BIM 技术有了初步的了解,但是将 BIM 技术与现代建筑设计技术相结合还有很多工作要做。因此,相关技术人员和企业都应该认真学习 BIM 技术的使用和相关专业知识,以确保 BIM 技术在建筑设计中得到更好、更广泛的应用。

参考文献

[1]高枫.建筑工程项目管理中BIM技术的融合与应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(12):178-179.

[2]刘春龙.BIM技术在建筑工程管理中的应用[J].住宅与房地产,2020(35):84+93.

[3]康荣冰.BIM技术在建筑工程施工管理中的应用[J].湖南工业职业技术学院学报,2020,20(06):24-27+45.DOI:10.13787/j.cnki.43-1374/z.2020.06.006.

[4]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.

[5]陈光明,李青.BIM技术在建筑工程项目管理中的应用[J].工程技术研究,2020,5(22):128-129.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2020.22.058.

作者简介:姓名:汤海鸣 性别:男 民族:汉族 出生年月:(1976-) 籍贯:江苏徐州人 学历:本科 高级工程师 主要从事建筑学工作。

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