康靖
身份证号码：62010319861126**** 甘肃 兰州 730000
摘要：得益于科学技术发展，建筑工程管理方法不断创新，以BIM技术为代表的新技术得到推广应用。文章从BIM技术的特点入手，介绍了BIM在建筑设计和施工管理中的应用，探讨了基于BIM的智慧工地建设方法，以供参考。
关键词：建筑工程；BIM技术；设计；施工；智慧工地
BIM是指建筑信息模型（Building Information Modeling），是建筑学、工程学和土木工程领域的一种新工具。BIM从建筑工程的全寿命周期出发，集成各类信息，整合在三维模型数据库中，为设计、施工、运营管理提供依据，达到节省资源、降低成本、提高效率的效果[1]。以下结合笔者自身经验，探讨了BIM在建筑工程中的应用。
1．BIM技术的特点
1.1 可视化
常规施工图纸是二维的，对于构件、材料、参数等信息的标注不全面，需要技术和施工人员深入理解，但也存在个人偏差。BIM技术的可视化特点，将二维平面图纸转变为三维立体实物，可以展示出构件的位置、尺寸、颜色等信息，构件和构件之间具有互动性，施工、运营、决策均在可视化状态下完成。
1.2 协调性
建筑施工需要多方主体协作，包括业主方、设计方、施工方、监理方，如果出现问题，就要组织会议沟通、作出变更、解决问题。例如：水电专业在管道安装时，需要土建专业提前预留孔洞，如果双方沟通不畅，可能导致预埋预留部位和实际安装部位出现偏差。BIM的协调性，能模拟后续施工过程，对专业碰撞进行检测，从而优化设计、指导施工，避免出现返工[2]。
1.3 模拟性
BIM的模拟性，不仅能模拟出建筑模型，还能模拟出虚拟的事物。例如：在设计环节，可对日照、节能、热传导、紧急疏散等进行模拟；在施工环节，可模拟出建筑实物，指导现场施工作业；在后期运营环节，可对突出状况进行模拟，指导人员有序疏散。
1.4 优化性
建筑工程在设计、施工、运营各阶段，本身就需要不断优化，虽然BIM和工程优化没有必然联系，但BIM技术的应用能进一步提高优化效果。利用BIM模型，可提供全面的建筑信息，包括物理、几何、规则等信息。随着信息复杂程度提高，人员自身无法掌控这些信息，就要借助于科学技术和设备，对复杂项目和信息进行优化，确保施工管理活动正常进行。
2．BIM在建筑设计中的应用
2.1 构建建筑模型
使用BIM构建建筑模型，首先要分析建筑的物理条件，例如位置、尺寸、形态等；然后导入设计方法和重要参数，表现出建筑的特征和状态；最后从内部、外部进行拟合，形成完善的建筑模型。建筑模型在构建过程中，可以理解为数据库使用的过程，包括数据的采集、分析和处理；并在数据的基础上优化设计，避免出现质量缺陷或不合理现象，达到简化施工、提高质量的目标。
以某纪念馆项目为例，建筑面积共计3800m2，包括上下两层。该建筑虽然建筑面积不大，但立面设计复杂、高差变化明显，为了提高设计效率和质量，采用BIM技术进行辅助。利用BIM构建纪念馆的模型后，分别对土建、电气、给排水等专业进行模拟分析，实现图纸的三维化，重点对出现交叉的部位进行调整修改，最终获得良好的设计成果。
2.2 参数仿真模拟
相比于传统建筑技术，BIM可对建筑结构进行参数化处理，通过仿真模拟提高设计结果的合理性。具体应用时，当设计人员完成图纸和方案设计后，利用BIM的仿真技术，可对建筑结构的受力、荷载、协调性进行仿真分析，看是否满足设计要求，以确保建筑的各项功能，防止使用中出现隐患和问题[3]。
另外，建筑设计需要通盘考虑，满足经济性、实用性、美观性等多方面要求。
不仅满足日常使用功能，还要应对突发状况，例如地震、暴雨、大风等，面对这些冲击，确保建筑物可以承受，从而保证人们的生命财产安全。应用BIM技术可以对这些突发状况进行模拟，然后分析建筑结构的受力和抵御能力，得到较为真实的评估结果。
3．BIM在建筑施工管理中的应用
3.1 安全管理
建筑施工过程中，安全管理贯穿全过程，BIM在安全管理中的应用，集中在安全识别与防护上。具体来说，就是模拟施工作业，经电算分析确定安全隐患和薄弱点，从而制定针对性的防护措施。以墙体开挖孔洞为例，这是安全事故的常见位置，必须在孔洞周围采取防护措施，例如支撑平台、防护杆、拦截网等。BIM技术的应用，可以分析墙体和孔洞的受力特征，对比孔洞开挖前后的受力变化，如果墙体的承载力明显降低，系统就会提出相应的防护方案，以供技术人员参考，结合现场实际情况合理选用。
3.2 质量控制
现场施工作业，是质量控制的主要环节，直接决定了工程最终质量。考虑到施工作业是人、机、料三要素的配合，传统质量控制工作比较复杂，存在不少盲区，因此控制效果不理想。BIM技术的应用，在质量控制的同时，还能协调好进度、成本、质量等要素，达到平衡状态[4]。以BIM的可视化处理为例，方便材料选用和工序衔接，例如在钢筋布设过程中，能确定钢筋的规格、数量和位置，提高施工作业的精准度，减少人为误差。
4．基于BIM的智慧工地建设
智慧工地是一种新型的工地管理模式，充分利用信息技术手段，对施工全生命周期进行管理，实现智能生产、互联互通的效果。其中，BIM技术在智慧工地中的应用如下：
4.1 进度管理
BIM系统的高层次结构，包括三维协同设计、各类数据库、软件功能整合对接、二次开发等，基于高层次结构下，可以实现人机良好互动。在BIM技术的支持下，可以对施工进度进行有效管理，结合实际作业情况，调整相应的作业方案，确保工程如期完成。
4.2 方案优化
BIM技术可以进行分层管理，结合施工现场的条件，提供差异化的管理措施，弥补传统管理模式的不足。实际施工中，会有很多因素对施工作业造成干扰，其中就包括不确定因素，例如气候突变、自然灾害等。利用BIM技术将施工现场信息整合起来，一旦遇到干扰因素，通过智能算法修正三维模型，调整优化施工方案，可以减轻干扰因素造成的影响[5]。
4.3 信息共享
BIM技术具有较强的信息交互性，一方面将各个专业的信息整合起来，并且导入建筑模型中，实现了不同施工模块的组合。另一方面，不论是各个工种，还是参建主体，均可以在建筑模型中获得自己需要的信息，继而指导施工或管理工作开展。利用局域网络中心服务器为载体，建立文件资料库，BIM软件和文件资料库对接，即可实现信息共享。和传统工地相比，基于BIM技术下的智慧工地，各类信息传输效率明显提高，不同专业部门之间的沟通更加畅快，可以从侧面节省成本、提高效率。
5．结语
综上所述，BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性的特点，是目前建筑工程中常用的一款软件。文章介绍了BIM在建筑设计和施工管理中的应用，基于BIM的智慧工地建设，主要体现在进度管理、方案优化、信息共享三个方面。希望通过本文，为类似工程提供借鉴，推动BIM技术可持续发展。
参考文献：
[1]翟鹏义.基于BIM的智慧工地建设应用研究[J].房地产世界,2021(13):1-3.
[2]田瑜华.BIM技术在建筑工程施工中的应用分析[J].四川水泥,2021(7):109-110.
[3]檀丽丽.建筑施工领域中优化使用BIM技术研究[J].四川水泥,2021(7):322-323.
[4]高欣.BIM在土木工程造价管理中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2021(8):195-196.
[5]李艳梅,肖玉敏.BIM技术在建筑设计中的应用探讨[J].中华建设,2021(7):134-135.