BIM在建筑工程项目全寿命周期中的应用研究

陈子润

摘 要：一项项目的周期主要包括：前期的策划、制定方案、设计阶段、施工前期准备阶段、完工核验、工程交接、运营维护等多个阶段，BIM技术渗透在这几个阶段中，但因为建筑目的和管理性质等的差异，BIM技术在各个阶段的重点和所用内容会有所差异。文章基于此对BIM技术在建筑工程项目全寿命周期中的应用进行研究，为信息技术在建筑工程中的应用提供借鉴。

关键词：BIM技术；建筑工程；全寿命周期

中图分类号：TU17；TU71 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0056-02

建筑业是我国的支柱产业，在我国经济快速发展和城镇化的步伐越来越快的情况下起着重要的作用。今后，建筑行业的项目会越来越大，越来越复杂，而且不光只是建筑专业，还会有与建筑专业相关的各个专业的交叉融合，这样就会对组织和交流的问题要求更高。

当前是信息时代，未来的生活工作方式会越来越数字化，当然也会影响到我们建筑行业。BIM技术是一个信息数据库技术，可以包含工程项目全过程的数据，施工过程可视化，提高了工作效率，减少了风险。BIM技术相当于把所有参与方都联系在了一起，让大家一起分享共同的模型和信息。本文将探讨BIM技术在工程项目全寿命周期中的初步应用。

1 前期策划

1.1 目前策划工作中存在的问题

①在策划方案的时候没有考虑到施工成本。在进行策划的时候，往往过分重视项目的功能性，对建设成本和预算以及风险分析的缺乏，会使得项目在后期是施工的时候，成本过高，又因为工程已经开始，无法因为成本过高的原因而停止，这对项目投资人在结算工人工资的时候出现的拖欠工资等情况的发生也是有很大影响的。

②在项目没有考虑到投资成本的情况下，项目具有的功能所带来的经济收益无法计算，项目利润是由项目成本和收益所决定的，所以一项项目能否获利也成为一个重要的问题。

③在进行施工的时候，往往是根据数据和图纸来进行的，但项目具体落实之后的效果无法在图纸上得到预见，也无法根据项目的模拟效果对项目内容进行修整，修整工作往往是在施工时进行的，不可避免的会出现施工重建部分建筑的情况，由此浪费了项目资源，极有可能延误工期。

1.2 BIM在前期策划中的应用

BIM技术的应用有效地解决了上述中的问题。在前期策划阶段中，BIM包含了：现状建模、场地分析、成本核算、方案决策数据支撑、总体规划等模块。

在项目进行前期策划的时候，需要调查分析多种因素对项目建设的影响，场地环境、天气环境等，基于BIM技术上的软件分析技术可以对这些因素进行自动分析和比较，排除找出最大印象因素，以便策划的时候能制定合适的方案来避免某种因素的影响。同时，BIM模型可以根据目前所拥有的数据，利用数据库中的信息，对项目成本进行自动估算，这就使得项目的前期策划变得科学化和高效化。

BIM通过强大的数据支持和三维模型的直观显示，可以对项目的各方面进行对比分析，修改项目内容使项目最大合理化，同时也在各阶段起着至关重要的指导作用。

2 设计准备与设计

2.1 目前设计阶段存在的问题

①设计沟通与协调之间有着很大的问题，在设计过程有多方参与：其中主要包含了：政府的主管部门、建设、设计、管理咨询各个单位，如何高效率的完成建设单位所需的设计，且取得相关政府部门的审核，同时与其他相关设计、咨询对接，是目前设计过程中所面临的重要问题。

②设计方案容易与后期施工出现偏差。在项目施工时，在其中真正的设计意图并没有真正的贯彻落实，其主要信息在各个交流环节中流失，上述现象的产生其一方面是因为没有一个好的承载各类信息的工具，另一方面是各个设计人员对信息的理解不同，从而导致施工越来越偏离前期规划设计的目标。

③各专业人员之间沟通的不彻底。由于工程建设中涉及到众多领域，故各专业由各专业分别设计进行，工程项目虽从组织、流程上进行了明确的分工，但语言的交流与二维图纸的表达仍不能将其内涵表达清楚，从而导致了各个方面工作人员出现了碰撞或遗漏的问题，这便是图纸所存在又一重大问题，上述问题往往给后期施工带来众多不可预见性的问题，从而导致在后期运营的过程中没有统一的施工信息，故增加了运营者在其过程中管理的难度

④由于绿色建筑等要求的精细化、参数化，设计的难度再次提高。而其首要问题是设计是否能满足各项绿色建筑的问题，其次便是装配建筑设计的图纸是否满足现场施工的要求，如何实现“照图施工”其基础前提便是设计上的无误

2.2 BIM在设计阶段的应用

也就是在BIM技术应用的越来越的情况下，很多的工程项目已经可以充分的调动主观能动性设计出合理的动态多维参数、仿真以及可出图等。这样就能够有效解决前文中出现的几个问题：

在前期设计与施工图设计中，BIM可以将其所设计出来的成果进行全面的、动态的展示。设计者和另一方就能够在这时候通过BIM进行交流和沟通。沟通的内容主要包括建筑效果、结构设计、各类经济指标的对比等。

在设计方案时产生的模型将成为施工图阶段重要的指标，在进行施工时，进行比对，大体的施工将和施工图纸上的模型基本上是相同的，细节方面的东西需要调整的地方也要经过设计者的讨论才能更改。可以说BIM是直观的指导现场的主要工具。

以建筑信息模型技术为基础所进行的设计，有着大量的技术方法，比如从体量、平面等方面入手，便能简化解决复杂形体所需的设计、复杂部位深化优化、出图难等问题。

以建筑信息模型技术为基础所完成的设计成果，其中包含大量的信息，这一庞大的信息群存在于同一个模型，可以提供给不同软件进行模型分析，与此同时模型信息的唯一性也保证了各方面分析出的结果一致。

3 施工准备与施工

3.1 施工阶段存在的问题

①在施工过程中，设计的施工方案与现场的情况是存在很大的出入的，而这些出入几乎是无可避免的，施工现场的协调管理难度很大，出现了问题主要是因为以下几点：其一，施工人员对现场的情况并不是很理解，施工组织对场地、材料、以及计划的了解还不够透彻。那么施工进度就会变慢。从而影响整个进程。其二，现有的技术还尚且在二维阶段，比如施工现场的布置安排、进度计划、工程量以及人、材料、机器的安排等等。

②设计停留较浅，使得施工现场的不可预见性增加。综合管线施工图、结构预留孔洞图、装饰等细节设计、加工预制、图纸设计深度尚浅，必然会导致现场施工出现各种各样的问题。这些问题同时会带来诸多的“盲点”比如管线与管线是否会处在碰撞、所预留的孔洞是否准确、技术问题不能及时解决所带来的工期延误问题等等，出现上述一系列问题的原因是图纸表达太浅，不能详细的指导现场施工，其加大了工程的质量、进度等一系列目标的控制难度。

③在施工进程中，图纸上审计的精准度会随着施工难度的加大逐渐降低，而绿色建筑、装配式建筑的概念的提出，就意味着在工程项目建设时，工程项目的质量要求将会更加的严格。那么如何在控制成本不变的情况下，将成本控制在预期的范围内，就成了建设工程施工过程中最需要注意的事情了。现在很多建筑的单位都在对此项项目做出计划，力求减少成本。

3.2 BIM在施工阶段的应用

BIM技术在施工阶段的运用，不论是从精细化、还是可视化、还是动态管理，最终到精准的深化设计，这些过程都是可以进行了一次又一次的模拟的。系统的总体施工过程从三维、四维、五维都进行了全方位的模拟过程，这样问题从这些模拟中明确的指出来。并对其进行可行性分析。

①施工组织的设计将以二维图纸为基本的分析样式，从二维中进一步建立三维模型，并将二维图纸中的设计进度全面的导入到三维模型中去。而利用三维模型为研究对象，不断的对施工进行进行四维模拟，并进行施工演示。而在此时，设计中的各个阶段在演示过程中也可以将其各个专业、各个细节所需要材料经费。并命令财务部将其做成表格，其中包含了每一份采购计划以及规划，对使用经费就能有一个大致的了解。项目在开工的前，就要将在模拟过程中出现的各种问题解决出来，防止在施工单位施工时，施工现场因为这些失误产生“打架”的现象，一旦发生了这些问题，就将会给工程项目带来巨大的损失，更有可能因为工期的延误，导致成本急剧增加。只有在施工前期就将这些问题全部解决，才能让管理者不用担心工程的各项指标。

②设计深度的到底应该怎么把控还是现在设计图纸时存在的最大的问题，BIM技术将从项目建设的微观上来考虑，这样才是解决上述问题的关键所在。BIM模型主要包含了整个项目中的全部细节信息，它可以从施工图纸中导出，又可以全部解决局部建设过程中的细节部分的加工图以及安装定位图。从设备中可以观察到，BIM就能详细的将施工管道的线路的具体排布方案进行精准安排，所以将其全面定位到预先设计的孔洞，将其现场的施工问题进行精确化处理。

③对于绿色建筑、装配式建筑中所需要的条件，就可以使用BIM模型进行综合的分析、并不断的优化建筑细节。比如：模拟四维施工，它就是能够在施工进程中，全面而客观的将工程项目控制好。在不同的阶段，从局部到整体，掌控施工进度。根据所统计出的数据及时的安排材料的采购计划，使投资管理精细化，避免在材料、人力等方面的浪费；提前在模型中对工程中较为重要的难点进行模拟，能够更好的控制工程质量的安全。

4 竣工验收与移交

4.1 竣工验收阶段存在的问题

将工程档案资料移交给相关部门；组织和办理注册登记以及项目验收移交手续。

其一是验收人员只是从单方面质量上进行验收，对建设工程使用功能方面验收的关注度较低；

其二是对项目的整体把控力较低，比如整条管线的排布是否符合施工设计以及规范要求，是否符合美观等等，缺乏一个直观的依据；

其三是竣工图纸较难反映现场的实际情况，给后期的运营管理带来诸多的不可预见性，从而增加了后期运营管理的难度

4.2 BIM在竣工验收阶段的应用

从完整的、可视的数据BIM模型与现场实际竣工的建筑进行对比，可以较好的解决上述问题。

验收人员可以直观的根据BIM所展现的模型，掌握现场竣工的整个工程情况，其中包括建筑、结构、水、电等各个专业设计的具体情况，有利于整体把握使用功能，检查整体质量，与此同时可以对其局部进行全方位的验收。

验收人员借助于BIM模型对现场的实际施工情况进行校核，比如各个管线排布是否有利于后期的检修等等。

通过对BIM竣工模型的搭建，使其更好将其整个项目的设计、经济、管理等信息糅合在一起，放入同一个模型，以便于后期的检修管理，更有效率的检索到该项目不同类型的信息，为其运营管理提供良好的保障。

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