基于BIM技术的建筑工程管理研究.pdf

48基于 BIM 技术的建筑工程管理研究赵 蕾（山东城市建设职业学院，山东 济南 250103）2023 年第 4 期（总第 225 期）散 装 水 泥Bulk Cement作者简介：赵蕾（1984-），女，山东济南人，硕士，助理工程师，研究方向：建筑工程。摘 要：近年来，我国建筑业在社会和经济发展中取得了长足的进步，建筑项目数量不断增加，建筑方式更加多样，建筑项目功能日益复杂。因此，传统的施工项目管理方式已无法满足现代建设项目的快速发展，需要探索新型施工项目管理方式。文章介绍了 BIM 技术研究的背景、意义及国内外的研究现状，并分析了 BIM技术应用现状和存在的问题，以及 BIM 应用的风险及应对策略，深入总结了 BIM 技术在建筑工程管理中的应用，以期为同类技术应用提供参考。关键词：BIM；建筑工程；管理；应用中图分类号：TU17文献标识码：B文章编号：1007-3922（2023）-04-0048-041 绪论1.1 研究背景近年来，随着我国建筑业的迅猛发展，工程建设规模和形式日益复杂，对工程建设要求也更加严格。现代建筑的需求越来越复杂、多样，传统的工程设计和管理已无法适应，极大地挑战了较早且比较成熟的传统工程设计和管理方式，如CD 技术和工程图纸。随着现代计算机技术的飞速发展，BIM 技术成为一种新兴的工程设计和管理方式，具有很大的潜力和发展前景。建筑工程项目运用串联式信息传递方式难以保证信息传递的准确性，传递过程中造成了诸多问题，且随着建筑工程项目不断发展，问题不断增多，增大了建筑工程管理的难度。三维设计方法，即 BIM 技术能够三维立体呈现设计结果，全面总结工程参与各方信息，从而使建筑工程项目信息共享。所以，在这一环境背景下，开展建筑工程管理 BIM 技术应用研究，对建筑业发展有重要意义。1.2 研究意义BIM 技术的出现与计算机和数字三维技术的发展密不可分，其以计算机技术为基础。建筑信息建模是利用计算机技术对有关数据进行加工，形成包含全过程的三维仿真模型。该模型的建立主要是整理和加工工程建设的前期准备、中期设计、后期运营和维修等数据。BIM 技术不仅能建立一个完整、系统的施工工程数据模型，还能为施工单位提供一个信息共享平台。在建设项目前期工作中，施工人员可以使用BIM 技术进行施工项目的虚拟展示，从而更好地了解施工过程的各个环节。在建设项目建设阶段，施工人员可以运用 BIM 技术进行建模，预测施工中可能出现的问题，并进行相应处理。在建设项目投入使用后，可以运用 BIM 技术设计、管理施工现场辅助设备，以方便业主日常管理。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状美国查克伊斯曼于 1975 年提出了一种更为智能的电脑系统，他认为这个系统可以包括工程图纸、工程量清单、施工方案等所有资料，工程参与者想要获取的资料，都可以通过这个系统获取。随着计算机辅助设计技术的发展，BIM 技术的应用越来越广泛。国外对 BIM 技术的研究从未停止，在不断丰富、完善 BIM 技术及理论。BIM技术理论发展很快，但在过去 BIM 技术主要依赖于计算机技术，其发展受到计算机技术的限制。21 世纪以来，随着计算机技术的飞速发展，部分应用软件的研发及施工单位的大力扶持，BIM 技术逐渐被推广应用。1.3.2 国内研究现状国内对 BIM 技术的研究起步较晚，很多研究No.4,2023Serial.No.22549内容都是采用国外的先进技术。相较于国外，我国的建筑企业对 BIM 技术的需求较高，如广州大厦、北京奥林匹克体育场、上海大厦等已成为我国知名建筑工程的重要组成部分。近几年，BIM 技术在我国备受关注，为进一步推广 BIM 技术的应用，我国政府出台了一系列政策措施，促进其在实际应用中逐步成熟。例如，国家对采用 BIM 技术的建筑工程给予相应补贴和优惠政策，同时，加强了 BIM 技术的培训和推广。2 理论概述2.1 BIM 技术概念BIM 是 Building Information Modeling 的缩写，即“建筑信息建模”。在学术界，BIM 技术通常被定义为：将施工项目中的各种数据信息进行处理，形成一个包含所有设计要素信息的综合性施工项目数据库，然后将相关信息输入到数据库中，建立相应的数据模型。施工人员通过数据输入、存取、修改等操作，与数据库中的信息进行交互。数据库中的信息相互关联，编辑一个数据就会改变其他信息内容。BIM 技术概念应包含以下几个方面：BIM 技术涵盖的内容囊括了建设项目的各个方面，可渗透到建设项目的各个环节，而且不只是单纯的信息系统模型，与传统的二维建筑项目相比，BIM技术在设计和管理方面更精细、更高效、更统一，BIM 技术的产生正在改变传统建筑管理方式。此外，BIM技术必将引发建筑业新一轮的技术变革，让建筑业迎接更多的挑战和机遇。2.2 BIM 技术核心在建筑信息系统中建立数据库至关重要。对于 BIM 技术来说，这是最关键且最具挑战性的环节，需要计算机技术和三维数字技术的支持。与普通的数据库不同，三维数据库有以下几个特点：一是三维数据库中包含建设项目的所有数据，且随着建设项目进行，数据库中的数据也会不断更新，从项目立项到运行的整个过程都会记录下来。二是三维数据库中的数据并不是相互独立的，而是相互关联的，某一数据信息改变时，会产生不同的数据信息，以确保不同专业信息之间的协同性。三是三维数据库的信息必须共享，建设、施工、监理、设计等参与方可以直接存取数据库，并有权编辑、处理数据库中的数据，使施工企业能够及时掌握施工进度，使施工单位能够迅速响应变更内容，从而提高施工企业的决策效率，避免浪费工期和费用，提高施工企业的投资效益。3 BIM 技术应用现状分析3.1 BIM 技术应用现状及存在的问题3.1.1 BIM 技术应用现状我国建筑业是由不同种类、不同规模的施工单位组成。BIM 技术在建设领域应用尚属初期，目前，在政府的支持和技术援助下，已有不少采用 BIM 技术的项目，部分项目规模较大。例如，上海世博会和奥运村的空间规划中成功应用了BIM 技术，并取得了良好的效果。然而，也有部分建筑企业仍视 BIM 技术为一项新技术，尚未在建筑业中广泛应用，因此，BIM 技术有着巨大的发展潜力和空间。目前，国内许多知名施工队伍组建了 BIM 技术团队，北上广深等一线城市也有专门的 BIM 技术顾问公司和培训机构。除此之外，BIM 技术应用于施工项目的各个环节中，并取得了突破性的进展。BIM技术广泛应用于多个领域，如BIM建模、管线设计等，在这些应用领域中，建筑信息模型的应用是基础的。3.1.2 存在的问题尽管二维设计与 BIM 三维设计相比有诸多不足，但其并未对工程项目的管理带来不可挽回的影响，如二维平面图必须经常进行设计变更，但设计变更导致的工期延期和经济损失仍在可承受的范围内。另外，设计院的工作量较大，很少有时间进行 BIM 三维设计培训，不能使其成为一种有效的技术。施工单位采用 BIM 技术必须要有相应软件支撑，国内软件企业在此领域的研究较少，而国外软件难以与国内的实际情况相符，所以，采用这一技术，就必须自行研发软件，增加大量的费用，这也是大多数设计者不采用这种方式的原因。缺少政府的引导，BIM 技术普及光靠个别企业的行动是不行的，必须由国家带头，打破现有行业规范，这也是国外大力推行 BIM 技术的方式之一。我国建筑业各企业的实力状况差异很大，很难做到统一协调和管理，因此，很难强制要求施工单位采用 BIM 技术。BIM技术在某些功能实现上尚未完全稳定。3.2 BIM 技术应用风险及对策分析3.2.1 BIM 技术应用风险分析目前，我国还未对 BIM 技术的应用做出明确规定，使得在建筑工程管理中使用 BIM 技术存在着技术和管理方面的风险。为了规避这些风险，50建筑企业需要认真评估其技术实力和管理水平，并在引入 BIM 技术前，制定合适的实施方案和管理制度。此外，政府部门需要加强对 BIM 技术应用的规范和引导，为 BIM 技术的推广提供有力的支持。BIM 技术会影响到施工管理的各个方面，包括不同实体之间的责任划分、BIM 技术的建模及各个工程的分配标准，都会加大 BIM 技术的实施难度。如果责任分配不明确，每个项目行为人会从自己的利益出发，影响 BIM 技术实施。风险与二维技术和软件兼容性相关。我国许多建筑项目仍在使用平面图展示设计成果。然而，在平面图上实现 BIM 技术仍然存在许多问题，特别是细节缺失，难以精确呈现二维图纸的内容，会增加 BIM 技术的使用风险。因此，需要公共机构加强相关研究并改变现状，如使用平面图展示设计成果并开发具体的三维 BIM 模型，以呈现设计成果。同时，应解决 BIM 技术的测绘软件问题，以提高二次测绘的效率。此外，在建筑项目管理中使用 BIM 技术时，需要解决软件的兼容性问题，因为在 BIM 技术中，所有利益相关者都可以共享最终的结果，在使用两种不同类型的软件时，可能会出现错误。因不确定的时间和后果引起的风险。目前，我国建筑项目正面临着工期紧、工作量大的挑战。在建筑项目管理中，时间延误是一个重要的问题，直接影响建筑施工人员的经济效益。然而，BIM技术的实际应用还不够成熟，早期实施容易造成施工过程中的各种技术困难和延误，因此，备受关注。同时，BIM 技术不能直接应用于建筑项目管理中，因其需要建设单位组织结构、人员、基础设施和管理方法的支持，并需要大量的资金投入来实施。因此，需要加强BIM技术的研究和实践，以改进其应用和管理，使其在建筑项目中发挥更大的作用。另外，很难在短期内证明 BIM 技术的好处是否值得投资，而且 BIM 技术使用过程中存在不确定性。3.2.2 对策分析我国政府在推进 BIM 技术的应用方面需要起到积极的引导作用。在实际应用中，国外发达国家和国内都证明了 BIM 技术在建筑工程管理中的可行性。因此，政策支持是促进 BIM 技术应用的关键。从可持续发展的角度来看，BIM 技术在建筑工程管理中的应用符合国家要求，可提高建筑工程的效率和质量，降低建筑工程的成本和资源消耗，实现可持续发展的目标。此外，BIM 技术可促进建筑工程与其他领域协同发展，推动建筑产业向智能化、数字化、信息化方向转型，提升整个产业的竞争力和创新能力。对于在建筑工程管理中应用 BIM 技术，因还没有培养出相关专业人才，因此，BIM技术认证应由专门的机构进行，需要国家对 BIM 技术进行监管和支持。需要制定与 BIM 技术相关的规范。为了保证模型之间的兼容性，需要建立不同的模型，因此，各国需要先制定合理的计划和标准。美国、日本和新加坡等国家领先于其他国家，率先采用 BIM技术，使 BIM 技术被广泛采用。我国在制定 BIM规范时，有必要学习其他国家先进经验。为促进BIM技术在建筑工程管理中的应用，需要支持 BIM 软件的发展。首先，应推动 BIM 软件产品的研发。目前，CAD 是建筑领域主要使用的软件，但随着计算机化进程的加速，CAD 软件会被取代，BIM 软件将在未来发挥更加重要的作用。因此，我们要认识到软件产业发展的重要性，加强相关研究，提高国内软件产业的竞争力。其次，BIM 软件必须实现本土化，保证与其他软件的兼容性。本土化是指根据国内建筑企业的实际需求，对软件进行设计和修改，以适应其 BIM 技术需求。与其他软件的兼容性也是一个重要问题，对BIM技术在国内的应用和发展具有一定的影响。为此，政府需要积极引导，制定相关政策，支持本土化 BIM 软件产品的开发和优化。因此，需要制定合理的计划和标准，以确保 BIM 技术在建筑项目的整个生产过程中得到充分应用。这样一来，构件库就变成了一个容量巨大的数据库，设计师在开发过程中不再需要掌握大量构件信息。4 结语在建设领域应用 BIM 技术是必然趋势。相比平面设计技术，BIM 技术具有协同设计的优点，可有效解决建筑工程各个环节之间的信息传递问题。因此，将 BIM 技术应用于工程建设，将产生良好的经济效益和社会效益，值得大力推广。参考文献：1 李宏业,杨燕村.BIM 在海棠湾红树林七星度假酒店项目建筑结构设计中的应用 J.土木建筑工程信息技术,2012,4(04):69-74.2 陈前,张原.浅谈 BIM 技术及其应用 J.价值工程,2012,31(23):61-62.3 杨美媛,秦以鹏,张伟捷.自然室温参数驱动（下转第 53 页）53在一定程度上取决于支模方式和模板自身质量。因此，可以考虑在相邻叠合楼板夹缝处采用碗扣件、多层板及木方的方式进行加固封堵。然而，此种方法对施工人员的熟练程度要求较高，建议选用有经验的专业施工人员。若因两道立杆处松紧不当造成边缘翘起，可预先采用三维激光扫描仪和扫平仪进行精准定位后，开展后续施工。若在施工过程中模板有磨损，建议减少模板使用次数，优先保证施工质量。4.4 钢筋连接质量控制措施针对施工中可能出现的钢筋连接处质量问题，应分类给予解决方法。（1）两层叠合楼板钢筋连接处问题。如果钢筋有轻微磨损，不影响施工，可继续连接钢筋进行后续施工，后期进行强度和安全稳定性复查；如果钢筋问题较大，需要及时更换叠合楼板。出现问题时要及时找到原因，避免再次出现类似问题，造成更大的损失。（2）叠合楼板与墙体连接处的钢筋问题。可以调整墙体钢筋部分，避免两个构件的连接冲突，保证构件顺利安放，或者在施工时先形成临时固定的钢筋骨架，待预制构件顺利安置到指定高度后，预模拟构件钢筋连接，连接没有问题后，再统一进行钢筋绑扎，以减少钢筋连接质量问题。然而，此方法有可能会延长施工工期，需要合理安排施工工序。4.5 现浇混凝土质量控制措施混凝土浇筑前，先检查模板是否满足强度、稳定性等要求。现浇环节中，要注意控制浇捣速度，防止产生冷缝；分层浇筑时，需要控制各层的浇捣速度，应在现浇部分设置振动器，并合理控制振动时间，避免浇捣时间过短，导致混凝土不密实，或由于浇捣时间过长，导致出现混凝土离析等现象。在浇捣完成后，要及时安排人员定时巡查，于浇捣完成 12h 内进行养护，对有特殊要求的混凝土，应采取更细致的方案进行养护。4.6 施工现场人员技术控制措施装配式建筑施工对现场作业人员、管理人员及工程监理人员的专业技能、知识水平提出了新的要求。因此，提升相关人员的专业技能迫在眉睫。通过施工技术要点、吊装新设备、控制关键点、施工重难点等方面的培训，强化相关人员的专业意识，增强其大局观念，在保证施工进度的同时，实现质量目标。同时，可适当引进 BIM 技术，以提升管理效能、控制成本、优化进度、完善工厂预制构件设计、分析质量问题等内容，优化施工质量管理效果。4.7 现行规范不满足施工需要的控制措施针对现行规范不满足施工需求，国家已经在组织专业人员持续深入地开发、撰写更专业的国家规范，施工单位可以在满足国家现行强制性标准的同时，根据工程实际情况和企业自身技术水平，研发切合实际的施工技术指导规范来配合叠合楼板施工。5 结语装配式建筑的普及及应用是现代施工发展的必然方向，在新技术发展的同时，会存在与传统技术的碰撞，产生新的问题。本文详细分析了装配式建筑使用预制叠合楼板的结构特点，研究了叠合楼板在施工过程中可能存在的问题及缺陷，并提出针对性的解决办法，希望能够为装配式叠合楼板施工质量控制提供参考。参考文献：1 韩坚强,肖景平.装配式建筑预制叠合楼板标准化探索 J.浙江建筑,2020,37(06):25-35.2 朱俊霞.装配式建筑叠合楼板施工质量管控 J.建设管理,2022(02):75-78.3刘洋洋,郑春伟.装配式叠合楼板施工质量控制J.建筑施工,2018,40(10):1753-1755.4 赵静.装配式叠合楼板技术特性及综合经济效益分析 J.建筑技术应用,2020,17(367).5 山东省建大建筑规划设计研究院.预应力混凝土钢管桁架叠合板:L18ZG401M.北京:中国建材工业出版社,2018.的 BIM 建筑设计研究 J.河北工程大学学报(自然科学版),2015,32(01):43-47.4 杨党辉,苏原,孙明.基于 BIM 技术的结构设计中的数据转换问题分析 J.建筑科学,2015,31(03):31-36+56.5 杨科,车传波,徐鹏,康登泽.基于 BIM 的多专业协同设计探索系列研究之一:多专业协同设计的目的及工作方法 J.四川建筑科学研究,2013,39(02):394-397.6 王朔,李建成.BIM 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