BIM技术在住宅建筑工程设计与施工阶段中的应用

摘要：随着我国经济水平的快速提升，建筑行业也得到了进一步发展。众所周知，建筑工程具有参与方广、周期长、投资多、影响大的特点，遍布全国各地且数量日益增多，在国民经济体中占有举足轻重的地位。在建筑项目设计与施工期间,有效地应用建筑信息模型（BIM）技术,可以优化各个构件的参数,完善施工结构整体的空间布局,同时也可以控制建筑施工成本,提高建筑工程施工的效率,保障建筑施工的质量,延长施工成品的应用期限。基于此，文章从BIM技术的特征及意义入手，对其在住宅建筑设计与施工阶段中的应用进行讨论，明确如何有效应用BIM技术，实现保证住宅建设质量及效率、提升住宅建筑的稳定性的目的，避免在施工过程中出现安全事故，保证施工安全。

关键词：BIM技术；住宅建筑；设计；施工

引言

云计算、物联网、BIM等各种新技术的产生和日渐成熟,为我国建筑行业的发展提供了技术方面的支撑,提高了施工水平,保障了施工质量,推动了基础设施建设的进一步发展。在建筑工程项目设计与施工期间,应用BIM技术实现了可视化的设计,可以简化建筑工程施工项目设计与分析程序。设计单位与相关工作人员可以应用BIM技术模拟施工、进行施工规划与设计,显著提高了建筑工程施工项目施工质量水平,确保施工的效率。与此同时,依靠BIM技术或者信息库,也便于进行工程的造价管理,为工程造价管理提供精准和详细的数据,有效地控制施工的成本支出。由此可见,在施工设计与施工过程中应用BIM技术具有重要意义和价值。

1BIM技术概述

BIM技术属于一种专门应用在建筑领域的先进技术，是经济发展与科学技术衍生的产物，有着良好的高效性与先进性，借助BIM技术来收集并归纳建筑项目数据资料，在此基础上设计出立体信息模型，可以更加直观完善地分析建筑施工实情，并为工程预案编设及施工组织规划等提供有效依据。将BIM技术作为基础，可以创建更加完整精密的信息库，从而实现对多种类别数据资料的集成性管控与动态化管理，更加精准地得到与建筑项目相关的指标与信息，帮助管理者深入掌握不同参数信息之间的相应影响以及作用关系，切实提升信息互通性。与此同时，在建筑施工持续推进的背景下，还可以实时性更新信息库，以此获取最优、最新的建设资料，有效规避在施工管理进程中发生信息孤岛的情况。各个信息库之间的关联也十分密切，随着信息参数的改变，其他信息库也会产生变动。

2BIM技术的基本特征与优势

2.1可视化特征

相比较于传统的技术应用和CAD图纸，在建筑行业中，BIM技术应用最大的优势在于其具有可视化特征，无论是在施工图纸项目方案的设计过程中还是在具体的施工交付过程中，图纸上的详细的构建信息以及结构等都能够通过BIM模型立体化的呈现，数据精准且具有动态性。传统的技术模式更多的是平面图，在与施工人员沟通时难免会交代不清楚，也可能存在技术交底不清晰的情况。但是BIM技术的应用可以克服这一弊端和问题，复杂的建筑结构以及数据信息都能够可视化的呈现出来，将图纸上的所有信息动态化、立体化、可视化，不仅能够促使项目设计和运营中的交流更便捷，而且也有利于快速查找问题，及时发现风险，为后期的施工奠定基础。

2.2协调性特征

在具体的建筑工程项目施工过程中，参与的人员群体非常多，他们来自于不同的单位和部门。工程还涉及很多资源的入场和设备的调用等，这些都需要各部门多次协调才能配合到位。但是，在实际的项目管理过程中，每一个环节都可能存在问题，如果存在交流不畅、沟通协作不到位等问题，就会引发各种矛盾和风险。BIM技术的协调性特点，能够很好地弥补这一问题，根据项目实际情况系统化地对人力和资源进行安排调度，根据当前的施工进度和情况判断具体的工作流顺序等。在BIM模型的支持下，工程设计与施工设计就能很好地衔接和合理地调整，这可以为工程方案的合理性设计提供一定的助力，其协调性大大提升了施工效率，对于整个工程的降本增效有重要的意义。

2.3模拟性特征

BIM技术的模拟性特征是其非常重要的一个优势，因为该技术能够对建筑物在具体施工中的所有情况进行有效的模拟。特别是BIM技术在设计阶段就能够对方案模拟，如建筑节能效果、紧急疏散预案等，让相关人员了解和掌握其主要的情况，进而也能够对方案进行更进一步的改善。特别是在招标过程中，BIM技术的模拟性特征的优势更加凸显，让参与各方直观地了解项目情况。在4D的模拟过程中，相关的施工方案也能够不断的被优化校正，这对于建筑工程施工建设的有效开展具有重要的意义。此外，BIM技术也能够实现5D模拟，不仅能够输出相关的成本数据，还能够识别一系列的风险问题，对于提前预警和设计应急预案都有重要的意义。

2.4优化性特征

BIM技术在工程建设项目的设计工作中以及具体的施工和运营管理中都能够得到有效的应用，这主要依赖于其具有优化性特征。在具体的建筑工程应用中，BIM技术的优化性更加鲜明。一方面，该技术可以促使建筑施工中的各工种、各类技术以及设备进行有效的配合，合理调度各类资源，监测监控项目开展情况；另一方面，基于各类信息的全面性，进一步提升了施工的效率，准确精准的数据信息为项目实施提供了保障。从BIM的优化性角度分析，主要包含两个层面的内容，其一是项目方案以及项目设计的具体优化，这就影响到整个项目的投资回报率；第二是在具体施工中，对于屋顶以及幕墙等建筑物异型结构的优化处理，其投资成本高、施工量大，没有科学的精准数据做支持，很可能事倍功半。

3BIM技术在建筑工程施工管理中的应用现状

3.1技术成熟度不足

虽然BIM技术在建筑工程管理中有着广泛的应用前景，但是目前该技术的成熟度还有待提高。在实际应用中，BIM技术的软件、模型和标准等方面还存在一些不足之处，需要进一步完善和优化。BIM技术的实施也需要更多的实践经验和案例的积累，以更好地解决实际应用中的各种问题。

3.2缺乏专业人才

BIM技术的应用需要具备一定的专业技能和知识，包括建筑、结构、机电、幕墙、装饰装修等方面的知识和技能。然而，目前建筑工程行业中，BIM技术的专业人才还较为匮乏，需要加强人才培养和引进。只有拥有足够的BIM专业人才，才能更好地推动该技术在建筑工程管理中的应用和发展。

3.3成本较高

BIM技术的应用需要投入大量的资金和人力成本，包括购买相关软件、建立模型、培训人员等方面。对于一些中小型建筑工程项目来说，这些成本可能会成为较大的负担，从而限制了BIM技术在这些项目中的应用[3]。BIM技术的应用也需要考虑其带来的经济效益和社会效益，需要权衡其投入和产出的关系。

4BIM技术在住宅建筑工程设计中的应用

BIM技术是一种新型信息化技术，被应用于多种住宅建筑工程中，为设计与施工提供保障。BIM技术是一种多维模拟信息集成技术，在设计、施工阶段发挥着重要作用，其在实际应用的过程中具有多种特征，为整体建设施工的开展奠定了坚实的基础。

4.1模型建立

在开展设计前，设计人员需要了解项目具体要求，明确设计思路，利用BIM技术建立建筑模型、结构模型、设备模型等，为后续施工提供保障。BIM技术的应用可以将各模型有效关联起来，使其成为一个完整的主体，不同环节内容都可以在BIM平台上操作。设计人员在建设模型的过程中，需要保证满足不同部门的需求，保证其功能的全面性，模型建立逻辑思路与实际建设逻辑思路保持一致。此外，需要保证模型的可操作性，如发生变更，及时对模型进行调整，保证动态变化，提升模型的合理性。

4.2参数化设计

在实际设计过程中，要明确各项数据参数，包括配筋率、水灰比等，参数的质量决定了模型的精准性及可靠性，此时可以利用BIM技术建立数字化模型，达到参数控制的目的。设计人员可以直接在数字化模型中对参数及图形界面进行修改，BIM技术的应用降低了参数修改及模型调整的难度，提升了工作效率及工作质量。设计工作的工作量大、设计结构复杂，包括造型及空间规划等多项设计，传统设计采用二维的方式开展设计工作，无法满足当前发展的需求，且无法保证设计的精准性，在施工的过程中存在设计变更的情况，影响施工效率及施工质量。在BIM技术Revit软件平台的支持下，构建三维数字模型，将三维图纸与二维图纸进行有效融合，能提升设计的精细化程度，展现各项数据信息，包括材质、尺寸及功能等。且各参数之间可以自动进行参数联动，减少设计人员因调试带来的反复工作量，提高设计效率。

5BIM技术在住宅建筑工程施工中的应用

5.1明确技术清单

在实际开展住宅建筑工程建设的过程中，施工阶段需要消耗大量时间，整体流程较复杂，涉及众多施工环节和施工工序。积极利用BIM技术对施工进行规划，并开展统筹管理，能保证施工质量及施工效率。同时，BIM技术可以帮助施工人员理解设计意图及设计思路，明确施工技术清单，保证施工技术应用的有效性及针对性，降低施工风险。在实际开展工程建设时，BIM技术可以被应用于前期招投标、准备工作中，也可以应用于施工建造阶段，用于质量管理、施工管理、安全管理及管道碰撞检查等工程中，还可以应用于竣工验收阶段，保证建筑质量。

5.2模拟施工

BIM技术具有可视化及模拟化特点，可以模拟施工现场实际情况及施工设计图，帮助工作人员了解施工进度，以及设计图纸落实情况。通过BIM技术模拟施工量，工作人员需要明确施工重点内容，如支撑平台、预留孔模拟及钢结构阶段等内容，为工作人员提供施工模型。通过模拟施工，明确施工流程，确定施工建设的重难点，以此为前提采取施工管理措施，保证施工质量和施工效率。在模拟施工的支持下，也可以明确各项参数信息，并对数据信息进行相应的测量与校正，保证各项结构体系的稳定性，为后续施工的开展奠定坚实的基础。

5.3成本管理控制

施工建设需要消耗大量资金，存在资金浪费情况，因此要强化成本管理控制，尤其是成本预算控制，保证后续成本管理控制工作开展的有效性。在BIM技术的支持下，建立三维模型，并利用4D技术对施工进度进行管理与控制，明确各环节成本消耗实际情况，根据模型制定成本控制管理措施，并对其进行相应的调整，避免资金浪费。通过利用BIM技术，建立数据库，可以保存各项成本预算及实际消耗信息，随后对工程量进行相应的分析，进而明确成本应用情况，并进行校对，保证成本管理的有效性。

5.4管线碰撞

在住宅建筑工程建设施工过程中，管线建设施工难度较大，主要是因为管线系统较多，包括给水系统、排水系统、机电系统、电力系统及电缆系统等。施工中，管线存在交叉、重叠等情况，由于其是基础设施，是保证住宅建筑服务质量的关键内容，因此需要从施工入手，避免出现管线碰撞情况，保证建设施工的规范性及质量。同时，大部分管线施工为隐蔽工程，需要完全按照设计图纸开展施工建设，管线碰撞情况会对各系统的运行造成不良影响。此时，可以利用BIM技术对隐蔽工程进行检查，在建模技术及平台的支持下，模拟施工现场及内部结构，建立3D模型，对模型进行分析，判断是否存在管线碰撞的情况，以此为基础进行调整。应用BIM技术可以对模型进行设计，形成完整的模型，随后利用计算机平台，对电气、水暖、通风的管道碰撞类型进行分析，明确各管道的位置，判断当前施工是否满足设计图及施工要求。

结束语

BIM技术作为一种新兴技术,应用优势显著,可以集成建筑工程施工项目期间的各种信息与数据,确保建筑工程项目的设计、施工和运营每项工作都顺利地开展。伴随科技的进步与数字化技术的不断发展，BIM技术被广泛地应用到国内外的建筑领域,对提高施工设计的效率、控制成本,以及提高建筑工程施工项目的施工质量发挥着重要的作用。如今,BIM施工技术被广泛地应用到建筑项目中,实现了建筑项目的数字化设计与施工,方便了建筑工程施工项目的管理,能够对项目施工的各个阶段实施可视化的分析,进行动态化的优化,解决设计中出现的问题,进一步提高了项目的质量。

参考文献

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