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智能建造|BIM技术推动建筑工程全过程数字化管理

智能建造|BIM技术推动建筑工程全过程数字化管理


BIM 技术不仅显著提升了施工管理的效率和质量,更推动了建筑行业的数字化转型和可持续发展。通过BIM技术的实时监控、精确计算以及高效协同,实现了施工管理的智能化和精细化,为工程项目的顺利完成提供了有力的保障。  


 BIM 技术作为一种新型信息化技术,在建筑工程施工管理领域发挥着重要作用,不仅提高了信息管理的准确性,还实现了多维数据的整合展示,为工作人员提供了更加直观、全面的项目视图。 


 一、BIM 技术开启建筑工程 施工管理新篇章    


近年来,BIM 技术在建筑工程领域崭露头角,为施工管理带来了革新性的变化。

BIM 技术具有三层核心含义,如图 1 所示,其将建筑工程的各个环节进行模拟和优化,实现了对整个建筑行业的数字化改革和智能化转型,在建筑工程施工管理过程中,BIM 技术将设计、施工、运维等各个环节紧密串联起来,形成了一个完整的信息链条,打破了传统施工管理中信息孤岛的问题,实现了资源的高效融合和数据的实时共享,从而大幅提升了施工管理的效能。

在政策推动方面,各地政府积极响应,如北京市住建委发布的《北京市房屋建筑和市政基础设施工程智慧工地做法清单(2022 年版 )》,将 BIM 技术列为重要推广内容。

同时,上海市在《上海市碳达峰实施方案》中也明确提出利用 BIM 技术推动绿色建筑发展的目标。此外,各类行业会议也为 BIM 技术的推广和应用提供了有力支持,例如第三届中国重大工程数字生态大会等,汇聚了众多专家学者,共同探讨 BIM技术的最新发展趋势。


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图 1 BIM 技术的三层含义  


 二、BIM 技术在建筑工程 施工管理中的应用意义    


通过 BIM 技术,施工管理人员可以实时获取施工现场的准确信息,包括施工进度、材料使用情况、人员配置等,从而实现对施工过程的全面掌控,这种实时的信息监控和反馈机制,使得施工管理人员能够及时发现并解决施工过程中的问题,有效避免了因信息滞后而导致的施工延误和质量问题。通过 BIM 技术,工作人员可以实现对施工过程的智能化监控和管理,通过集成各种传感器和智能设备,BIM 平台可以实时收集和分析各类施工数据,为施工管理人员提供决策支持。BIM 技术还推动了施工管理的信息化进程,通过 BIM 平台,施工管理人员可以实现对项目信息进行集中存储和统一管理,方便信息的查询和共享,这种信息化的管理方式不仅提高了施工管理的便捷性和灵活性,还能够为施工企业的数字化转型和可持续发展提供有力支持。

 

 三、BIM 技术在建筑工程 施工管理中的实际应用    

(一)应用于碰撞检测与冲突解决 BIM 碰撞检查是利用 BIM 模型检查各专业构件是否存在空间冲突,其充分发挥了 BIM 技术的可视化优势。具体而言,通过 BIM 模型,可以对结构构件、管道构件以及其他各种建筑元素进行检查,软件会自动识别并标记出在空间位置上存在相互冲突的部分,从而在施工前采取相应的措施予以解决,避免后续施工中的返工与整改,确保工程的顺利进行,流程如图 2 所示。

在施工前,要建立完善的 BIM 模型,将其作为碰撞检查的基础,工作人员要将各专业模型合并到一个文件中,并附加到碰撞检测软件中,确保各专业模型在同一原点,以避免因坐标不一致而导致的碰撞误报,在 BIM 软件中对模型进行分类,将需要进行碰撞检查的构件提前进行归类,随后,通过 Clash Detective 窗口顶部的“添加测试”按钮启动新测试,在测试设置阶段,需要定义碰撞检测的规则,特别是忽略对象的规则,完成相关设置后,点击运行检测按钮,软件将自动进行碰撞检测,并生成碰撞结果。针对检测出的碰撞问题,生成详细的报告并分发下去以进行查看和解决,报告中应包含碰撞点的具体位置、影响范围、建议解决方案等信息,以便相关人员迅速采取措施。


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图 2 碰撞检查流程示意图  


(二)应用于施工安全管理 在建筑工程施工管理中,BIM 技术还可应用于施工安全管理。

首先,BIM 技术通过其独特的模拟和分析功能,能够全面且深入地模拟建筑工程的施工全过程,如结构构件的搭建、施工设备的运行,还包括了施工环境的动态变化以及人员操作的实时情况,借助其三维可视化特性,可以直观地看到施工过程中可能存在的安全隐患,从而制定相应的预防措施和应急预案,确保在风险发生时能够迅速响应,有效控制事态发展。

其次,BIM 技术可以用于安全教育培训,管理人员可以借助 BIM 技术模拟工程施工过程中的安全风险点,增强工作人员的安全生产意识,让他们在施工前就对安全风险隐患有更深刻的认识,从而在工作中更加谨慎小心,避免事故的发生。同时,BIM 技术还可以将复杂的安全知识以直观、生动的方式呈现给工作人员,提高工作人员的理解能力。

此外,BIM 技术还能实现实时监控预警,BIM+ 项目安全监测系统、BIM+ 智能人员管理系统等创新应用,提升了施工安全管理的智能化水平。集成系统通过实时监控施工现场的各个环节,包括人员活动、设备运行状态、环境参数等,能够全面捕捉并分析施工过程中的安全生产情况,如果检测出异常,立即触发预警机制,通过声光电等多种方式向管理人员和工作人员发出预警信号,这种实时监控的方式大大提高了施工过程中的安全性和可控性,为施工过程的顺利进行提供了有力保障。

最后,BIM 技术还可以用于安全档案管理。传统的安全生产档案如安全生产方案、安全教育记录等往往分散存储,查询和管理效率低下,而借助 BIM 技术,工作人员可以轻松整合这些档案信息,实现信息的集中管理和共享,这不仅方便了管理人员对安全生产的全面掌控,也提高了信息的可追溯性和透明度。


(三)应用于成本与进度管理 BIM 技术通过与成本管理系统的集成,可以实现成本监控与进度管理的双重提升。

一方面,BIM 技术将各方面的详细信息融入到一个统一的模型中,这一特性使得工作人员能够基于 BIM 模型精确计算出施工各阶段所需的材料用量,有助于项目初期的预算制定,确保资源的合理配置与利用。在实际施工过程中,BIM 技术能够实时对比分析实际成本数据与预算数据,一旦发现成本偏差,便能立即触发预警机制,使管理人员能够迅速响应,从而显著提高了成本控制能力,确保了项目经济目标的顺利实现。

另一方面,BIM 技术打破了传统进度管理中各参与方之间信息孤立的局面,将各方的信息汇集到 BIM+ 智慧工地系统,BIM+ 智慧工地系统可以根据项目的施工顺序、工艺逻辑以及资源配置情况预测施工进度,并分析实际施工条件和可能遇到的问题,如不同施工工序之间的合理衔接时间、大型设备的进场和退场路径及时间、恶劣天气条件对室外施工的影响等,还可以将实际进度与理想进度对比,生成进度曲线图,如图3所示。

在此基础上,工作人员能够及时发现施工过程中的偏差,追根溯源找出与之相关的影响因素,依据详细的分析结果,精准地调整施工计划,对于进度滞后的情况,重新规划关键线路,合理压缩部分非关键工序的时间。


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图 3 进度曲线示意图  


(四)应用于项目验收 BIM 技术应用于项目验收对于工程顺利交付有着重要意义。

首先,BIM 技术通过集成传感器、无人机等先进技术手段,能够精准捕捉施工现场的各类实时数据,如施工进度、人员分布、设备状态以及环境参数等,这些数据被即时反馈至 BIM 平台,形成了一个全面、动态的施工信息数据库,依托这一平台,工作人员可对现场进行监控。


其次,BIM 技术在项目验收阶段同样发挥着不可替代的作用,工作人员可以充分利用 BIM 模型,轻松提取建筑构件的数量、尺寸和材料信息等关键数据,基于这些数据,BIM 技术能够迅速、准确地计算出工程量,并自动生成相应的报表和清单。


再者,在验收过程中,会生成大量的验收文档和报告,BIM 平台通过统一的文档管理系统,将项目生命周期内产生的所有文档进行有序归档与分类,无需在繁琐的纸质文件中翻找,可以快速查阅与使用,确保验收工作的顺利进行。


最后,当项目顺利通过验收后,BIM 模型为项目的后续运营与维护提供了坚实保障,通过 BIM 模型,工作人员可以清晰地了解建筑项目的每一个细节,从而制定出更加科学合理的维护计划与管理策略。


未来,随着 BIM 技术的深入应用与发展,其在建筑工程施工管理中的应用将更加广阔,对此,行业人员应继续加强对 BIM 技术的研究学习,完善应用策略,不断提升施工管理的水平,为建筑行业的高质量发展贡献力量。


(作者:黄兴兴,广东中弘策工程顾问有限公司。全文刊载于《中国建设信息化》总第221期。)


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