BIM在建造阶段的全过程应用

根据行业内调查研究发现，使用BIM受益最大的是业主，BIM贡献最大的是设计，BIM动力最大的反而是施工。施工企业使用BIM的动力这么大，总结下来主要是以下几方面原因：

1 )  通过BIM展示企业技术实力，增加项目中标率；

2 )  利用BIM技术实现强大的数据支持、技术支撑和协同管理支撑，加快项目进度，提升项目质量，大幅降低成本；

3 )  利用BIM提升企业精细化管理，加强企业管控能力，提升项目利润。

目前BIM还处于初级阶段，还需要不断完善。但是从目前已经落地的BIM应用来看，BIM已能为施工企业创造了非常大的价值。有理由相信，施工企业越早使用BIM，在将来更加激烈的市场竞争中越能掌握先机。

图3-8总结了当前施工企业应用比较多的应用点，主要利用BIM技术在投标、施工准备、施工、竣工结算过程中为项目和企业提供技术支撑、数据支撑和协同支撑，有效地提升了项目的进度管理、成本管控、和质量安全管理。

随着BIM技术的成熟和发展，BIM技术会成为建筑业的“操作系统”，即BIM将全面支持项目甚至企业管理各条线的工作，项目管理和企业管理的很多工作（包括技术类、质量安全管理、成本、现场施工管理、进度管理、资料管理、协同）会在基于BIM的平台上作业，过程数据更方便存储、检索追溯和统计分析。企业的工作更有效率，获得更高的质量、更好的数据管理，更好的协同能力，最后将创造更高的项目价值。

BIM技术在投标阶段的落地应用

随着越来越多的BIM技术应用被研发出来，BIM技术的应用会贯穿项目管理的整个生命周期。施工企业要想获得最大的BIM技术应用投入产出，在投标阶段即开始应用是非常必要的。

施工企业投标阶段的BIM技术应用可以实现：

1）更好的技术方案体现；

2）获得更好的结算利润；

3）提升竞标能力，提高中标率。

1 )   清单核量

有了BIM，在招投标阶段的短时间里可以快速准确算量，一方面可以进行精细化的造价数据分析，对内进行成本测算，总价优惠多少有数据支撑，不再靠经验、拍脑袋，也提高了编制商务标的效率。

2 )   不平衡报价

大量的调查显示，施工企业投标极少单位会对业主方提供的工程量清单进行核算，白白失去了增加结算利润的最好机会。

招标单位一般给施工单位的投标时间为15~20天。如按传统方式，这么短的时间内，不太可能对招标工程量进行详细复核，只能按照招标工程量进行组价，得出总价以后进行优惠报价。但有了BIM，实现快速准确算量不再是难事。企业可以以此为基础进行不平衡报价，为提高最终结算价格埋下伏笔。

3 )   3D,4D方案展示，辅助投标

利用BIM模型，通过专业软件渲染后，可以进行周边环境漫游、建筑物内部漫游等，通过不同角度查看建筑物整体情况。同时BIM模型提供的都是真实尺寸和比例，可以增加人员、绿化、车辆等参照物。给业主以直观逼真的视觉展示，提升沟通的效率。

4 )   BIM在技术标中的应用

施工单位之间相互拼商务标，最后的结局只能是两败俱伤。要想中标，技术标也非常关键，尤其是很多高大难的工程，业主对技术标的要求非常苛刻，技术标的1分相当于商务标的几百万。在技术标中可以展示施工过程中利用BIM技术的一些应用与价值，如：碰撞检查、虚拟施工、优化安全文明施工方案等等，作为技术标的投标亮点，有效提高中标率。

BIM 技术在施工过程中的落地应用

BIM 技术在整个建造施工阶段有很多应用，如碰撞检查、管线综合、两算对比、虚拟交底、砌体排布等等，各应用点在不同方面、不同程度上为图纸审查、成本分析、施工管理、技术方案等方面带来了工作便利，提高了效率、节约成本等应用带来了价值。

（1）图纸问题梳理

BIM 技术的应用必须以BIM 模型为基础。施工企业的BIM 模型的基础来源是设计院的施工图纸，三维模型的创建过程即是图纸问题的梳理过程，BIM 技术人员可发现结构与建筑的矛盾、图纸未标注、尺寸不合理、安装专业自身碰撞点等一系列图纸不规范甚至有错误的地方。BIM 技术人员将所发现图纸问题分专业、图纸号汇总，通过甲方与设计院沟通，或者直接与设计院沟通，一方面与设计人员及时进行图纸会审排除疑问，使得施工通畅；另一方面在过程加深了对设计图纸的理解。

（2）施工场地布置

借助BIM 进行施工场地的布置（如图3-9），对施工现场中的邻舍、生产操作区域、大型设备安装，通过3D 模型将以动态的方式进行合理布局，可以协助施工场地布置方案的优化，提高现场机械设备的覆盖率，降低运输费用及材二次搬运成本；提升管理人员对施工现场各施工区域的了解，确保施工进度；提升现场合理布局，增强了绿色施工、节能减排，确保项目目标得以实现；直观形象的提供建设相关单位暂时施工现场安排，提高沟通效率。

（3）材料管理

目前，施工管理中的限额领料流程、手续等制度虽然健全，但是效果并不理想。原因在于配发材料时，由于时间有限及参考数据查询困难，审核人员根本无法判断报送的领料单上的每项工作消耗的数量是否合理，只能凭主观经验和少量数据大概估计。随着BIM 技术的成熟，审核人员可以调用BIM 中同类项目的大量详细的历史数据，利用BIM 多维模拟施工计算，快速、准确地拆分、汇总并输出任意细部工作的消耗量标准，实现有效的材料管理，让限额领料的管理流程能真正落地。图3-10 显示了基于BIM 的钢筋材料采购控制流程。

（4）碰撞检查

美国建筑行业研究院研究表明，工程建设行业的浪费率高达57%，而其中因图纸错误导致的设计变更或返工引起的进度延误和成本增加早已司空见惯。随着BIM 技术应用的不断深入，使用BIM 技术可以消除40% 的预算外变更，通过及早发现和解决冲突可降低10% 的合同价格。消除变更与返工的手段之一是基于BIM 技术的碰撞检查。碰撞检查的价值点主要体现在：

·便于施工单位发现问题；

便于向设计单位反馈；

提前做好预留洞口；

便于确认最优方案；

便于施工人员和设计人员的沟通；

便于向施工班组交待碰撞问题。

（5）管线综合

通过对设计图纸的综合考虑及深化设计，在未施工前先根据所要施工的图纸利用BIM 技术进行图纸“预装配”，通过典型的截面图及三维模拟可以直观的把设计图纸上的问题全部暴露出来，尤其是在施工中各专业之间的位置冲突和标高“打架”问题。

目前在鲁班BIM 实施的工程中，都在施工前提前解决“打架”问题，在实际施工中基本做到一次成型，减少了因变更和拆改带来的损失。通过管线综合，进行施工方案合理优化，避免材料浪费；建立模型后可出任意平面或剖面图形有利于指导现场施工；为选择综合支架提供方案依据；合理排布避免返工、保证工期。管线综合有一个巨大价值是提高建筑品质，特别是提高了很多空间的净高，部分实施项目将净高提升了10-50 公分。

（6）施工方案模拟

将传统的现场施工方案与BIM 技术相结合，通过三维模型对施工方案的模拟，使各项方案得到一个直观的表达、可以让施工管理人员掌握各项施工方案是否能达到施工要求，并及时发现问题做出调整。

通过施工方案的模拟，选择最优方案，进一步明确施工要求及施工标准，保证了工程质量，也为安全文明施工提供了保证。施工方案模拟有如下几种：支撑维护结构拆除方案，综合管线排布、钢筋下料及排布、土方开挖、高大支模查找、二次结构等施工方案进行三维模拟，确保施工目标实现。

钢筋下料与排布模拟。现在行业内的钢筋翻样水平参差不齐，较难做到料单既同时满足国家规范又能节约钢材。而BIM 技术提供的钢筋下料与排布方案模拟（如图3-12）将很好的解决这个问题。

土方开挖方案模拟。利用BIM 软件在电脑里面将复杂的基坑、集水井、电梯井的挖土过程进行模拟（如图3-13），可有效解决传统方式下土方开挖时施工现场管理人员凭过往经验来进行土方放坡带来的安全事故隐患和开挖的基坑形状难以达到设计要求的难题。

二次结构施工方案模拟。二次结构施工时如果对规范理解不够通彻有可能会遗漏许多构造柱、过梁以及圈梁，造成填充墙与构造柱、过梁、圈梁形成抗震构造体系。解决的办法是依据图纸与规范建立二次结构模型，利用模型的可视化特点解决问题。

（7）成本管控

措施工程量。通过BIM 技术提前、准确计算工程施工前和施工过程中非工程实体项目的消耗量，如模板工程量、脚手架工程量等，精确掌控措施费用。

支付审核。利用BIM 技术建立的4D 模型，可直接根据形象进度在BIM 模型中框图即可完成进度款的汇总（图3-14），做到对施工企业报的进度款心中有数，快速完成审核，避免超付，堵住成本漏洞。

消耗量分析。通过BIM 系统对人工、材料和机械台班根据企业特性、工程特点、施工方案进行分析，实现过程中的多算对比，及时发现管理漏洞。

资金计划。建立的BIM 模型跟时间维度相结合，粗的可按单体建筑来定义时间，细的按楼层、按大类甚至按区域和构件来定义时间。通过计划开始时间和计划完成时间的定义，并结合项目造价就可以快速获得每个月甚至每天的项目造价情况。最后结合合同情况，就可以指定整个项目的资金计划（图3-15）。

数据协同。将包含成本信息的BIM 模型上传到系统服务器，系统就会自动对文件进行解析，同时将海量的成本数据进行分类和整理，形成一个多维度的，多层次的，包含三维图形的成本数据库。

通过互联网技术，系统将不同的数据发送给不同的人。经过授权后不仅可以看到项目资金的使用情况，还可以看到造价指标信息、查询下月材料使用量，不同岗位不同角色各取所需，共同受益，提高协同效率。从而对所开发项目的各类动态数据了如指掌，能实时掌控动态成本，实现多算对比。

（8）进度管控

通过将BIM 模型与施工进度计划关联，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（三维模型+ 时间维度）模型中，直观、精确地反映整个建筑的施工图3-16 进度计划管理（红色代表实际进度滞后）过程（如图3-16）。同时将项目的计划进度与实际进度进行关联，通过BIM 技术实时展现项目计划进度与实际进度的模型对比，随时随地三维可视化监控进度进展，对于施工进度提前或者延误的地方用不同颜色高亮显示，做到及时提醒预警，并结合项目造价就可以快速获得每个月甚至每天的项目造价情况。

4D 施工模拟技术在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质

量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、增强项目协同能力、从而提高工程质量。

通过进度管控，可及时直观掌握项目计划进展、工期情况，协助项目管理层进行相应工作协调，计划成本与实际成本的对比，及时获得准确的数据，为施工进度产值控制提供支撑；计划进度与实际进度的模型对比，提前发现问题，保证项目工期；根据BIM 进度模型，及时获取准确数据，制定相应的材料计划。

（9）质量安全管理

预留洞。在结构施工前利用BIM 技术准确定位混凝土的预留孔洞位置，对班组进行可视化交底，避免二次打洞，破坏结构，提高结构施工质量。

下料加工。工作面大，工人多的时候，可能会因为交底不清楚，导致质量问题；通过BIM 技术优化断料组合加工表，将损耗减至最低。

管线综合。集成各专业的BIM 模型进行碰撞检查，发现碰撞点后，在安装模型中，通过三维模型调整，再次综合模型，并可导出二维平面图，生成剖面图，指导现场施工。

二次碰撞。根据重点部位的结构标高，结合深化后的机电综合排布方案，完成项目建造阶段的各专业（钢构、机电、土建结构等）碰撞检查，发现影响实际施工的碰撞点。

方案模拟。利用BIM 多维度可视化对重要施工方案进行模拟。项目各方可利用BIM 模型进行讨论，调整方案，BIM 模型快速相应调整，最终确定最优的施工方案。

现场质量安全监控。利用移动终端采集现场数据，建立现场质量缺陷、安全隐患等数据资料，与BIM 模型或图纸及时关联，将问题可视化，让管理者对问题的位置及详情准确掌控，在办公室即可掌握质量安全风险因素，及时统计分析，做好纠正措施，确保施工顺利进行。

（10）协同管理

传统工作方式下，设计、施工、运维不同阶段的信息是割裂的，业主、总包商、分包商、供应商等参建单位的信息是一个个的孤岛，企业总部、各项目部的信息也是如此，而建筑物数据量相当庞大，技术表达又很复杂，仅利用二维图纸介质的表达手段和人工的数据管理，对于众多条线团队、分包商、供应商的协同显得相当无力，无法达到精细化管理要求。

基于互联网的BIM 技术，打破了项目管理的空间、时间的概念，建立起众多项目参建单位的大型协同平台和企业内部各部门间的协同工作平台。不同的参与方利用授权机制来确定能获取信息的程度，项目的所有相关方可以在随时随地基于同一个模型，利用相同及时准确的信息数据，进行工作的协同和管理。对于企业的内部管理时，不同岗位的人可以在同一个模型中获得不同的数据用于岗位的决策支持，各取所需，总部能详细掌握项目部的信息，集团管控就有了抓手。