浅谈BIM技术在房屋建筑工程施工中的应用前景

1、浅谈BIM技术在房屋建筑工程施工中的应用前景王谈 15121159北京交通大学 土木建筑工程学院 地质资源与地质工程专业摘 要：本本文从某某建筑施施工企业业现状出出发，就就BIMM技术目目前在房房屋建筑筑施工企企业的具具体应用用进行了了总结，提提出了BBIM技技术具有有的一些些优势和和现阶段段存在的的问题。并并就BIIM技术术在房屋屋建筑施施工中未未来的应应用前景景和方向向提出了了两点想想法：开发基基于企业业的定制制级BIIM方案案；开发基基于预算算和成本本控制的的施工企企业BIIM管理理平台。关 键 词词：BIIM 房房屋建筑筑施工 具体应应用1 引言言BIM(BBuilldinng IIn

2、foormaatioon MModeelinng)即建筑筑信息模模型，自自20004年国内引引入这一一概念以以来，已已成为目前前工程建建设行业业信息化化领域的的主要议议题。其其形式直直观、工工作高效效、易操作、实实现协同同作业、能够贯穿工程建设运营全周期等优势随着BIM实现手段的逐渐完善而开始受到工程建设相关单位的青睐1。目前，各大大建设单单位、设设计院、施工单位位已在积积极尝试试将BIMM技术运用用于工程实实践中。部分大型工程，例如新建沈阳南站项目、新建兰州西站项目运用BIM手段进行建筑、结构设计，复杂结构体施工模拟，综合管线碰撞等工作取得了非常满意的效果。然而，在BBIM技技术的推推广中，

3、其其暴露出出的一些些短板，例如外接口导出问题，复杂的结构（如钢筋工程）设计表达困难，族库不丰富，与国内设计，施工规范吻合度较差，不同软件交互性能差等问题，为BIM技术的进一步运用带来了阻力。本文就现有有BIMM技术在房房屋建筑筑施工方方面的具具体应用用进行简简单阐述述，并就目前前运用中中存在的的问题做做归纳和和分析，最后对其应用前景做出个人预判。2BIM技技术在房房屋建筑筑施工中中的具体体应用BIM技术术从理论论上来讲讲应是运用用于建筑筑全生命命周期的的。从项目的的可行性性研究开开始，经经过方案案设计、成本预算、进入建筑、结构设计阶段，并在施工阶段指导施工的开展，最终进入运营维护阶段，为运营维

4、护提供足够的信息支持。本文就其中的施工阶段，以房屋建筑施工为例进行分析讨论。将全施工阶段按照时间顺序分为五个阶段，即施工前准备阶段（包含施工组织设计，方案编制，计划安排人员、机械、材料准备，技术、质量、安全交底）；基础、结构及砌筑工程施工阶段（包含土方开挖，维护结构施工，地基基础施工，地下室及地面结构施工，钢结构施工，砌筑工程施工等）；室内管线安装工程；室内、外装饰装修及幕墙工程施工阶段；扫尾、竣工阶段2.1 施施工前准准备阶段段施工前准备备阶段的的主要任任务是进进行施工工组织设设计，编编著施工工方案，确定人员数量、机械台班、材料需求，进行交底工作，完成施工图预算以及招投标工作等。1）进行施施

5、工图预预算工作作：BIIM技术术目前在在这一阶阶段的运运用大多多集中在在进行施施工图预预算时的工程程量计算算方面。传统的方法需要预算人员及技术人员通过阅读图纸，参考定额规定和计算规则对工程量进行计算。尤其是钢筋工程方面，由于涉及到的计算规则较为复杂，钢筋翻样工作往往需要由工作经验丰富的老工程师进行，且计算量大，计算结果的精确性和合理性与工程师个人经验有很大关系，具有一定的主观性。而利用BIIM手段段，例如如目前施施工单位位多使用用国内的的广联达达BIMM软件进进行绘图图，在绘绘制三维维模型的的基础上上，通过过赋予具具体的材材料性能能参数，能能够对工工程量进进行精确确的计算算。广联联达BIIM

6、软软件较AAutoodessk RReviit软件件的优势势在于能能够与国国内最新新设计规规范相适适应，套套用规范范规定进进行计算算，计算算结果实实用性好好；且能能够方便便地进行行钢筋绘绘制，通通过内置置程序计计算进行行钢筋翻翻样工作作。如图图1所示示，为中中铁建工工集团沈沈阳出版版集团项项目使用用广联达达BIMM软件进进行的钢钢筋翻样样工作。而Revit与国内规范的吻合程度较低，且使用Revit进行钢筋绘制需要很大的工程量，导致在某些方面具体实践时有实用性不强的缺点。图1 某某工程钢钢筋工程程三维示示意图2）进行交交底工作作：即利利用BIIM模型型对复杂杂的工程程施工过过程和环环节进行行技术

7、交交底与安安全交底底工作。相相比于传传统的使使用图纸纸和施工工方案进进行交底底的方式式，该方方法能够够更加直直观地表表达设计计者的意意图和工工程师的的操作步步骤要求求，便于于具体施施工人员员理解和和掌握。如图2所示，为“中铁建工集团沈阳铁路局调度所改扩建工程”的基坑支护方案示意图。图2-a为方案平面示意图，图2-b为方案的三维示意图，明显可见右图用于方案交底的直观性明显优于左图。2-a 22-b图2 某某工程基基坑支护护方案平平面图与与三维示示意图3）进行施施工动态态模拟：进行施施工过程程汇报的的传统手手段多通通过文字字或图纸纸结合PPPT的的方式进进行，该该方法存存在的缺缺点在于于对演讲讲者

8、的专专业水平平和语言言表达能能力要求求较高，不不恰当的的表达容容易产生生误解。利利用BIIM 手手段，例例如Naavissworrks或或其他动动画制作作软件，通通过对已已有模型型进行深深化加工工，制作作出符合合要求的的展示动动画，用用以进行行施工进进度模拟拟、工法法模拟等等。2.2 基基础、结结构、砌砌筑施工工阶段基础、结构构施工阶阶段的重重点是现现场各施施工要素素（如已已完成工工程量、材材料周转转情况、工工程检验验检测进进度等）的的实时统统计和施施工现场场的质量量、安全全检查工工作。传统的技术术手段面面临的困困难有如如下几个个方面：1）对于工工程体量量较大的的工程信信息沟通通渠道闭闭塞。以

9、以中铁建建工集团团沈阳南南站工程程为例，工工程总建建筑面积积，划分分为东站站房、中中央站房房和西站站房三个个部分，三三个站房房管理相相对独立立，在具具体的施施工过程程中，材材料的周周转、已已完成工工程量等等信息往往往不能能做到及及时的更更新和传传递。导导致办公公室、经经营部门门、财务务部门对对现场实实际施工工情况的的掌握不不及时，造造成许多多已成型型的计算算结果和和文件与与现场实实际不符符的困扰扰，带来来人力资资源浪费费和工作作效率低低下的问问题。2）现场结结构施工工与建筑筑施工发发生碰撞撞。由于于建筑图图纸和结结构图纸纸设计的的不合理理，在施施工中出出现许多多不合常常理的问问题。例例如某工工

10、程在楼楼梯休息息平台标标高处设设计有平平开窗，图图纸会审审中未发发现该问问题，直直到砌筑筑工程完完工后进进行门窗窗安装时时才发现现该问题题，造成成不必要要的返工工损失和和人机料料浪费。3）现场结结构施工工与建筑筑施工和和机电、给给排水工工程发生生碰撞。许许多机电电、给排排水的穿穿墙孔洞洞应在结结构施工工的过程程中做预预留工作作。然而而由于图图纸本身身存在设设计缺陷陷，许多多套管在在结构施施工的过过程中信信息未能能够在建建筑和结结构施工工图中显显示而导导致遗漏漏。后续续使用水水钻打孔孔器进行行打孔的的工作由由于切断断了原有有连续钢钢筋，且且导致部部分钢筋筋缺乏混混凝土保保护层。这这一处理理措施的

11、的弊端在在于：破破坏了局局部原有有的结构构强度，导导致孔洞洞局部承承载力下下降；缺缺乏保护护层的钢钢筋在后后期的使使用过程程中易出出现“反反锈”的的问题。4）复杂工工况缺乏乏合理的的手段进进行预判判。以房房建工程程结构施施工为例例，在进进行某些些复杂节节点，如如梁柱收收头段的的钢筋工工程时，常常出现由由于设计计钢筋过过密且施施工顺序序排布不不合理导导致部分分筋无法法满足规规范要求求的锚固固长度。该阶段BIIM技术术的应用用：BIIM不同同于Skketcch uup等其其他三维维模型的的一个特特点在于于信息的的集成。换换句话说说，BIIM模型型是包含含有建筑筑物各项项参数信信息的模模型。通通过实

12、时时更新建建筑物模模型中的的各项信信息便于于施工单单位各部部门及时时、便捷捷地掌握握工程的的实时进进展，信信息快速速、准确确的交换换是提升升工作效效率和准准确性进进而提高高项目管管理水平平的有力力措施。另另一个方方面，BBIM手手段能够够通过各各专业协协同建模模，将不不同专业业的图纸纸信息融融合在一一个模型型中。这这样能够够更加便便捷地确确定设计计中的不不合理因因素，例例如通过过在建筑筑模型中中直观地地反映出出机电和和水暖的的管线排排布，并并使用碰碰撞检查查更好地地确定所所有预留留通道的的数量和和位置的的精确，保保证施工工的准确确性。在在三维模模拟方面面，使用用BIMM手段对对复杂节节点的三三

13、维图进进行分析析，对复复杂工况况进行施施工模拟拟，确定定施工的的关键环环节和技技术指标标，保证证工程施施工的顺顺利进行行。2.3 装装修及室室内管线线安装阶阶段在内业方面面，装修修及室内内管线安安装阶段段的重点点工作是是对各单单项工程程的工程程量统计计和材料料用量清清单的核核算。由由于装修修阶段所所涉及的的工作内内容较为为繁杂，各各单项工工程的数数目多，在在实际的的计算中中往往需需要花费费大量的的人力对对图纸中中的内容容进行逐逐一的累累加和统统计，且且计算结结果精度度往往较较粗略。在在室内管管线安装装方面，需需要对开开关、插插座、桥桥架、接接头、法法兰等材材料进行行逐一统统计，这这项工作作占据

14、了了该阶段段大部分分内业工工作时间间。在施工现场场方面，常常由于图图纸设计计问题导导致各专专业管线线发生碰碰撞，或或由于在在设计时时未能够够对法兰兰或接头头的尺寸寸进行合合理评价价导致施施工时无无法满足足设计要要求。BIM在这这一阶段段的主要要运用是是进行工工程量清清单的统统计和碰碰撞检查查。3 BIMM技术在在国内的的运用现现状和在在房建施施工领域域的运用用前景3.1 BBIM技技术在国国内的运运用现状状就BIM目目前的现现状而言言，在其其发挥的的作用方方面存在在很大的的争议。一一些开发发商或供供应商认认为BIIM已无无所不能能；一些些用户尝尝试了几几年却没没有大的的收获。二二种观点点都有失

15、失偏颇，不不够客观观。就目前而言言，BIIM技术术推广的的十多年年年，在在建造阶阶段各个个专业（土土建、钢钢筋工程程、安装装机电）有有了诸多多应用，但但相对BBIM技技术的发发展空间间和潜力力来讲，仍仍然是还还是初级级阶段，还还将有更更多更好好的BIIM应用用被研发发出来。第二，许多多BIMM应用已已产生很很大的价价值。 就中铁铁建工集集团的项项目管理理来说，现现有的BBIM应应用可提提升利润润的空间间是巨大大的，部部分项目目利润提提升达到到10%左右。 虽然BBIM技技术还处处在初级级阶段，许许多应用用还是不不成熟的的。但企企业应用用BIMM技术，并并不需要要完美了了再用，因因为将BBIM软

16、软件引入入企业，按按照企业业的经营营运作模模式进行行融合直直至形成成自己的的操作规规程还需需要一个个很长的的适应阶阶段。在中国建筑筑施工阶阶段，单单一个单单项应用用建模模算量，已已产生很很高的效效果和价价值。现现如今，在在从单项项应用向向信息交交互、资资料平台台建设等等方面扩扩展的阶阶段，BBIM的的应用价价值不言言而喻。最后，BIIM技术术对现代代土木工工程领域域产生的的影响是是巨大的的，革命命性的。这这意味BBIM技技术良好好的运用用能够成成为市场场有力的的竞争。当当前阶段段，利用用BIMM技术提提升精细细化管理理、提升升管理竞竞争力，是是施工企企业是急急迫的需需求。3.2 BBIM技技术

17、的运运用前景景开开发基于于企业的的定制级级BIMM方案 BBIM模模型的建建立应当当是基于于管理平平台的，应应当是与与现行规规范和定定额相适适应的，应应当是针针对不同同企业，不不同的管管理模式式因地制制宜的。只只有构建建这样的的办公平平台和数数据共享享才能够够实现与与企业管管理相适适应的多多部门的的协同。实实时更新新的数据据保证了了信息的的准确性性。并可可以在这这一基础础上实现现“无纸纸化办公公”，这这样的平平台使项项目的工工作效率率更高，更更利于提提高母公公司对各各项目的的管控能能力，提提升企业业竞争力力。目前一些本本土化的的BIMM公司已已经搭建建有这样样的管理理平台，例例如中建建二局使使

18、用的鲁鲁班BIIM，可可以实现现将Reevitt设计的的BIMM模型通通过APPI数据据接口直直接导入入鲁班软软件系统统。通过构构建的基基于云存存储的BBIM系系统平台台，有效效实现多多部门间间的协同同，使用用户端可可以访问问云端数数据库，实实现协同同办公和和数据共共享，项项目参与与单位可可以根据据授权查查看BIIM模型型中更新新的信息息。BIM未来来的发展展应当是是基于不不同企业业定制化化的。应应根据企企业的需需求，在在BIMM平台中中导入企企业自有有的指标标库、定定额库、构构件库，实现相相关指标标、数据据在企业业内部成成员共享享。通过过搭建企企业“大大后台”，了解解项目上上的真实实数据与与

19、情况，提提升项目目管控能能力，并并利用集集团公司司资源优优势直接接为项目目提供支支持与服服务。这这一目标标是目前前各施工工企业推推行精细细化管理理所迫切切需求的的，也是是基于BBIM的的系统平平台在未未来一个个很好的的发展方方向。另一方面，针针对目前前许多BBIM软软件与国国内相关关定额、清清单等规规则适应应性较差差的现状状，应在在开发时时注重符符合中国国的施工工企业管管理现状状与项目目管理特特色，形形成操作作方便，自动集成，一模多算的功能。在符合国内工程设计规范、造价管理规范和工程量计算规则的前提下，根据当地计算规则生成工程量。 3.3 BBIM技技术的运运用前景景基基于预算算和成本本控制的

20、的施工企企业BIIM开发发利润是企业业生存和和发展的的物质基基础，产产生利润润的两个个主要环环节是预预算和施施工。前前者是基基于收入入控制，而而后者是是基于成成本控制制。只有有当这两两方面的的控制都都达到较较高水平平时，企企业才能能够获得得利润的的高值。预算，是根根据施工工合同、施施工图纸纸、图纸纸会审纪纪要及相相关的国国家规范范、地方方规范等等与业主主书面确确认技术术核定单单、签证证单、工工程联系系单、变变更单等等的相关关规则和和文件内内容，编编制工程程项目预预算书的的过程，该该过程贯贯穿了整整个项目目管理全全周期，是是针对上上游业主主方支付付等重要要的依据据手段。当当前，我我国的工工程承包

21、包合同模模式主要要有：固固定总价价合同与与固定单单价合同同，这两两种合同同模式的的共同特特点是在在合同签签订后施施工过程程中综合合单价不不予以调调整（通通常合同同模式规规定在竣竣工结束束后如主主材价格格超过5%予予以调差差）。因因此，过过程款无无论是按按照工程程阶段（如如：地下下一次结结构出0.0000）；或是按按照月进进度支付付，都关关系到过过程预算算中工程程量的确确定。BIM技术术由于具具有随时时、随地地、随意意拆分工工程量的的特点，正正满足了了这一需需求。另另外，我我国工程程项目合合同中包包含的经经济分析析方式通通常有清清单和定定额两种种模式，清清单又分分为国标标清单和和港式清清单，在在

22、前两种种基础上上演变的的企业清清单标准准。定额额分为地地方定额额和在地地方定额额基础上上演变的的企业定定额标准准。无论论哪种方方式都有有其自身身具备的的计算规规则、规规范、项项目划分分等规定定。这也也为基于于预算要要求的BBIM开开发提供供了定制制化的市市场。而而企业通通过这种种灵活、快快速的计计算方式式在各种种标准中中切换的的条件，能能够极大大的提高高预算数数据获取取分析的的效率。例如，在招招投标阶阶段，建建筑施工工企业可可以根据据招标图图纸和招招标文件件及业主主方确定定的分部部分项清清单列项项明细、计计算规则则和相关关规范建建立一个个基于预预算要求求的BIIM模型型以核对对业主招招标文件件

23、中提供供的工程程量等数数据，做做好投标标报价策策略分析析。在中中标签订订合同后后，项目目部可以以根据确确定的施施工图和和图纸会会审纪要要对预算算BIMM进行细细化调整整，以达达到与图图纸和业业主方确确认的相相关规范范一致的的模型数数据。在在施工全全过程中中，根据据业主方方、监理理方签字字确认变变更单、签签证单、技技术核定定单、工工程联系系单等对对BIMM模型进行行进一步步的维护护，并利利用预算算 BIIM数据据的内容容及时准准确的调调用分析析，以满满足月报报，产值值预计，过过程结算算的需要要。通过过对模型型的动态态维护，至至工程项项目竣工工结算时时，与业业主方进进行竣工工工程量量的数据据核对。

24、BBIM模模型的利利用能够够在项目目全过程程中保证证了针对对业主方方数据的的及时、准准确和有有利性，避避免漏项项和滞后后。成本控制，即即施工过过程管理理。是在在预算BBIM的的基础上上根据现现场施工工方案，实实际技术术、企业业自身规规范、特特殊工艺艺手法等等在施工工全过程程中创建建、维护护、共享享的BIIM模型型数据。从从合同签签订进场场准备到到竣工结结束，使使施工BBIM贯贯穿整个个项目管管理全过过程，成成为针对对自身成成本核算算管理、分分包班组组结算、材材料供应应商结算算的重要要依据手手段。目前我国施施工企业业无论是是国营、民民营，直直营、挂挂靠都采采用劳务务班组的的方式进进行现场场的实际

25、际施工操操作，企企业人员员不参与与实际的的生产活活动中，而而是作为为管理人人员进行行监督指指导。因因此，如如果没有有相关的的操作规规范条件件下，劳劳务班组组所用的的施工工工艺、施施工技术术大同小小异。也也就是说说，在具具体操作作的流程程中，是是具有一一定的普普遍性和和通用性性的。换换言之，BBIM技技术运用用在施工工操作的的过程中中并没有有很强的的针对性性。而不同的是是，BIIM技术术却能够够根据自自身参数数属性的的优势，运运用在项项目施工工生产的的管理工工作中，即更偏重重于现场场实际操操作所产产生的数数据，成成为施工工指导的的利器。即结合预算BIM，并在此基础上进行优化和细化。以混凝土工工程为例例，大部部分地区区的楼梯梯混凝土土量在施施工预算算阶段是是按照投投影面积积处理。而而实际施施工中混混凝土计计划用量量就必须须使用体体积量进进行计算算。所以说说，施工工BIMM的许多多方面应应是根据据预算阶阶段的BBIM模模型，根根据现场场的实际际情况进进行调整整维护的的。通常常情况下下预算BBIM只只考虑业业主确认认的或由由于业主主原因造造成的变变更。施施工BIIM在侧侧重