BIM技术的建筑工程施工工艺流程优化与管理研究

BIM技术的建筑工程施工工艺流程优化与管理研究

王豪

天元建设集团有限公司山东省临沂市276000

摘要：文章研究了BIM技术在建筑工程方面的重要应用功能以及特点，分析了BIM技术在建筑工程施工流程设计优化、工艺流程模拟、工艺实施过程管理以及施工工艺管理等方面的具体应用，提出了利用BIM技术对建筑工程施工工艺流程进行精细化模拟与计算分析，提高建筑工程施工工艺流程可行性与合理性，优化建筑工程施工组织设计方案。

关键词：BIM技术；建筑工程；施工工艺流程；优化

1BIM技术及其特点

1.1BIM技术

BIM技术是建筑行业向信息化与数字化发展的重要技术，其高度集成计算机技术、建筑学与土木工程等学科理论与方法，对建筑结构进行三维仿真建模，对建筑结构构件的几何信息、属性信息、空间分布信息等精准、可视化表达，将真实的建筑工程映射为数字化的三维建筑结构信息模型，可为建筑工程各参建方沟通交流与协同管理提供信息交互与模型共享的平台。基于BIM技术构建的建筑信息模型非固化的模型，而是贯穿在建筑工程设计、实施过程中不断调整与优化的。因此BIM技术的应用涉及建筑工程前期的初步设计、施工图设计、施工过程模拟以及工程后期运维等环节，以数字化与模型化的形式动态记录了建筑工程的演变过程。相较于传统图纸或CAD软件表达建筑结构信息的维度单一性与内容单一性，基于BIM技术构建的建筑信息模型高度整合建筑工程全生命周期的设计信息与施工信息，如不同维度的图纸信息、结构构件的材料信息、施工进度信息等，以便建筑工程各参建方快速调取上述信息优化设计方案与施工组织设计。

1.2BIM技术的特点

BIM技术是将建筑工程的设计由二维向三维、四维甚至五维转变的信息化技术，也是推动建筑工程施工模拟与施工流程优化的技术。针对传统建筑工程设计与施工中存在的信息交互与共享不足、建筑结构存在空间交叉性等问题，BIM技术的出现可以较好地提高信息共享性、参建方的交互性以及建筑结构整合的空间精准分析能力。

1）可视性

BIM技术利用计算机三维仿真建模技术对建筑结构进行三维信息化建模，直观可视化地刻画与表达建筑工程设计方案。设计人员可以根据需求调整建筑信息模型的结构构件规格尺寸、属性数据以及空间关联关系等，在图形属性关联机制下建筑信息模型会自动渲染、快速更新，提高建筑信息模型可视化的实质性效用。

2）协调性

BIM技术的协调性是在可视性的基础上为建筑工程各参建方沟通与交互提供良好平台的特性，设计方与施工方立足建筑信息模型，对建筑结构的细节进行交流与分析，依托BIM软件的碰撞检测与错误分析功能发现建筑工程设计方案中的冲突之处，协同设计方共同完善建筑工程设计方案。

3）模拟性

BIM技术的模拟性是按照施工组织设计方案中的顺序要求，对建筑工程施工阶段的施工工艺实施过程进行模拟，以便施工方分析施工组织设计以及施工工艺流程实施的可行性与合理性。同时，在BIM技术的支持下，建筑工程实施的各项性能数据可以模拟得到，如建筑的热传导性能、采光情况、紧急疏散性、抗震性能以及建筑内人员应急疏散情况等。

4）可优化

BIM技术的可优化特性是指在建筑信息模型的基础上，利用BIM软件的碰撞检测、错误分析等功能对当前建筑信息模型中存在的结构冲突或错误等加以检测与发现，从建筑工程的几何特征、物理结构、空间规则等方面对建筑信息模型进行优化，减少设计方案的错误以及设计与施工阶段可能出现的冲突。

5）可出图

BIM技术构建的三维建筑信息模型可以导出成不同视角的二维图纸，形成建筑工程设计中常用的平面图、立面图与剖面图，用于直接指导建筑工程施工工艺流程实施。同时，设计人员对三维建筑信息模型的动态调整可以实现图纸的同步、自动更新，提高图纸设计与出图的效率。

2BIM技术在建筑工程施工工艺流程优化与管理中的应用

2.1施工工艺流程设计优化

施工工艺流程设计是施工组织设计的重要环节，在建筑工程施工之前，施工人员需要根据现场施工情况组织与安排相应的施工要素与资源，设计合理、科学、可行的施工工艺流程。将BIM技术应用在建筑工程施工工艺流程设计优化中，首先，施工单位利用BIM技术的施工工艺流程视频仿真与演示功能提前了解施工工艺流程的实施过程；接着，施工单位在建筑三维信息模型的基础上，收集与整理施工现场的环境数据，如地质数据、水文数据、地形地貌数据等，结合施工现场的水文地质等环节条件，对建筑工程的施工节点进行逐项添加，建立建筑工程的施工作业模型，标定与明确不同施工工艺的作业顺序与流程；最后，在三维建筑信息模型的基础上，对比分析建筑结构构造以及施工工艺操作模型，利用错误分析等功能提前发现施工工艺流程设计中的冲突或不合理之处，并根据BIM软件给出的错误反馈与分析报告及时调整施工工艺流程设计方案，重新梳理施工作业模型的节点与工艺内容，进一步完善建筑工程施工工艺流程设计方案。

2.2施工工艺流程模拟

施工工艺流程模拟是在施工之前对其实施过程进行三维仿真模拟，动态展示在特定施工环境下的施工工艺实施过程。利用BIM技术对施工工艺流程进行模拟，首先利用BIM技术将显示环境转换为可识别的信息化数据；其次，在虚拟施工环境的基础上，利用BIM技术的动态模拟功能对建筑工程复杂结构的施工过程进行模拟，对施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等进行重点关注，以便施工单位根据动态展示的施工过程全面掌握施工工艺流程实施的时间节点以及作业工序，准确把握施工工艺流程实施过程中的关键要点，调整施工组织计划，包括施工道路规划、起吊设备选择、施工材料运输与供应、施工人员组织与调度等，减少施工工艺流程实施过程中与施工作业环境的空间冲突，提高建筑结构施工的安全性。

2.3施工工艺实施过程管控

BIM技术在施工工艺实施过程管控中的应用主要包括四部分，①将BIM技术用于施工工艺实施阶段的协调管理中，利用BIM技术的可视性与协调性为建筑工程各参建方提供信息交互与数据共享平台，监理单位、施工单位等可以在同一个平台中研究施工工艺实施的风险，协调施工要素与资源、规划施工工艺实施过程，提高工艺实施的质量与安全性。②BIM技术中的进度管理功能可以在建筑信息模型的基础上，以动画或图形的形式动态展示施工工艺流程，分析工艺流程实施进度与计划进度的差异，确保建筑工程施工工艺流程实施过程的进度可控。③在施工工艺流程实施过程中，利用建筑信息模型，有效定位构件以及预埋件的位置，预先掌握结构隐患或是危险源，提升施工工艺流程的实施质量。如果现场有问题，建筑信息模型系统能够通过移动终端高效的采集施工工艺流程的实时数据信息，自动生成问题描述，同时提供现场指导和调整建议，并将情况发送给管理人员及有关部门联机工作平台。施工单位如果想了解问题反馈信息，只需登录BIM系统就能够查看其他方反馈的施工工艺流程实施意见。

3结语

BIM技术是三维信息化建模技术在建筑领域的深度应用，将BIM技术应用在建筑工程施工工艺流程优化与管理中，对建筑工程施工工艺实施过程进行精细化模拟，可以确保信息和现实间的协同，可视化模拟施工场景，精准、动态掌握建筑工程施工工艺的实施效果，科学论证施工组织设计方案中施工工艺设计的合理性与可行性，极大地消除了传统工程管理中的很多弊端，这也让其在工程领域得到了有效运用。

参考文献

[1]焦丽丽.基于BIM的绿色建筑施工流程优化路径探讨[J].科技创新与应用，2023，13（5）：156-159.

[2]陈胜男.基于BIM/CIM技术的房建工程项目全流程监管研究[D].广州：广州大学，2022