基于BIM技术的应用对施工方案优化的探析

基于BIM技术的应用对施工方案优化的探析

随着我国综合国力的增强，建筑行业取得了空前发展，在现代技术背景下，传统意义上用文字和二维图方式体现施工方案的方式已经无法满足使用要求，本文站在BIM技术的应用对施工方案优化的角度对相关问题展开分析，仅笔者愚见，望广大读者指正。

标签：BIM技术；虚拟施工；三维模型；施工方案优化

引言

我们所说的BIM技术的全称是建筑信息模型，该项技术以三维数字技术为依托，对工程项目的相关数据进行有效集成，并在此基础上展开设计、建造、运营管理工作。BIM技术的出现，在工程建设领域引发了一场技术革命，同时，为合理应用该项技术的企业带来了巨大的额外价值，大大提升了工程项目的生产效率。

1、BIM技术与虚拟施工

1.1BIM技术的概念以及特点归纳

BIM技术产生于美国，诞生时间为上世纪70年代，相关建筑研究人员首次提出了融合一个建筑项目所有信息的概念。在某一单一模型中，包含有功能要求、构建信息、几何特征等多项内容，此外，该模型还囊括了建造过程涉及到的过程控制信息以及施工进度信息。

BIM技术通过对参数化建模方式的应用，把整个建设项目中涉及到的建筑设备、结构等全部建筑信息纳入BIM模型之中，继而构成一个完整的信息载体。通过对BIM技术三维方式的表达，能够为项目各参建方更明确、更深入地理解建筑项目的设计奠定基础，充分理解设计意图。BIM技术与常规的建造模式相比，具有显著的优越性，比如在工作协调性方面，常规的建造模式是分专业、分工种进行的，而BIM技术可以实现可视化设计优化和分析，还具有协同设计功能；再比如管理方面，常规的建造模式采用的是动态管控模式，经过大量的实践证明，该管控模式的效果不甚理想，而在BIM技术中，能有效并准确的计算出工程实体消耗的材料和周转料，结合工程建造合同，在施工前期就行进行更好的施工成本策划；在建筑工地上能够切实实现工厂化的成本控制，具体到每一种材料、每一个构件的消耗量、价格以及发生时间都能够被准确预算出来。

1.2基于BIM的虚拟施工技术

随着科技水平的提升，BIM技术也越来越成熟，把虚拟施工技术和BIM技术结合起来，通过对BIM技术的科学运用，在虚拟环境中展开可视化技术、模拟、建模、分析施工过程和设计的数字化等内容。通过对模拟施工技术的运用，

能够快速实现优化施工管理、优化施工过程、优化项目设计等目标，可以提早发现施工过程中或设计方案中的问题，并且能够利用模拟找到解决方案，最终快速确定最优设计方式以及施工方案，使得真实的施工能够得到科学的指导，基于BIM的虚拟施工技术的运用能够促使企业在管理、运营以及建设的成本上得到很好的控制。

关于虚拟施工的特点，我们主要分为如下两个方面进行论述：（1）具有显著的先试后建的特点，进而达到降本增效的目的。这一特点也是虚拟施工能够在很大程度上降低返工率的主要原因，有效节约了投入成本；（2）分析与优化特征。能够对设计进行科学、合理的优化与分析，进一步保证设计方案的可实施性和检验施工方案的制定是否合理

2、基于BIM的施工方案优化研究

在实际施工项目中，基于BIM的施工方案优化，我们主要从以下三个方面进行阐述：第一，优化施工场地的布置，包含各阶段施工场地的布置优化、总施工场地的布置优化等；第二，优化机械工具，主要包括施工机械相关参数的优化、施工机械选择优化等；第三，优化施工技术方案，主要包含施工技术参数的优化、施工工艺流程优化等。

2.1施工场地布置优化

施工场地布置对工程的顺利进行具有重要意义，科学、合理的场地布置一方面能够保证生产的有序进行，另一方面，还能在一定程度上提升施工效益。一旦出现场地布置不合理的现象，如材料加工场地布置不合理、施工交通设置不合理、水电布置不合理等，造成施工过程出现障碍影响施工进度、安全等，不可避免地造成损失人力物力、增加出现安全事故的危险、降低劳动积极性等严重后果。针对那些施工工艺复杂、工程量大的工程来说，科学的场地布局能够有效缩短设备在场内的运输路程，对成本的降低具有明显作用，此外，还能够积极响应国家保护生态环境的号召，切实做好对施工现场的环境保护工作。

BIM场地模型能够与场地相关的资料结合在一起，项目管理人员可以在BIM可视化的模式下观看到所有内容，使管理人员在实现优化整体布置的同时，还可以在三维空间上考虑许多现实问题的实施，比如空间作业问题等。此外，利用模拟功能，可以模拟在不同时施工环节中的构件转移、机械转移等，同时实现对场地布局进行更深层次的优化。

2.2机械设备选择优化

为了保证工程项目的顺利完成，必须对机械设备提出相关要求，只有在符合要求的前提下才可以展开施工，这就需要相关工作人员通过运用BIM技术，来进一步建立起在时间维度上的4D虚拟模型，用以展开施工操作过程中所涉及内容的模拟。

前期的施工策划，结合施工场地的布置、交通的运输道路、临水临电的点位等布置机械设备，合理选型，利用BIM技术及三维动画模拟手段，不仅对设备位置布置的合理性检测，而且对机械设备与设备间的交叉碰撞检测等，务必要及时修改机械设备方案，之后再行展开施工模拟，按照如此步骤进行循环，直至找到可行性强的最优方案，保证了设备间的安全运行，进一步完善了现场文明施工的布署，就是在一定程度上保证了建筑工程安全顺利的完成。

2.3施工技术方案的優化

施工方案是现场施工的技术性措施，是对施工过程的策划，对现场施工的安全、质量、工序等起到指导作用。但由于很多工程施工方案的编制比较笼统，针对性较差在某种程度上不能对现场起到指导性的作用，因此利用BIM技术和模拟施工技术，可以制定出有效的、直观的、科学的施工方案，甚至可以检测施工组织设计的合理性，施工进度计划的科学性，从而保证施工过程的安全和质量。

在一般的建筑施工过程，在充分理解设计意图后，根据施工规范和以往施工经验，编制对应的分部分项施工方案，这种方法仅能采用大量的文字和少量的二维图表述，对空间的理解和想象的要求比较高，不能通过一种有效的模拟方法来进行检验。而借助BIM技术，可在编制方案前根据设计的工程实体特点，制定施工过程中的实施方案，不仅能够全方位有效的掌握所有所要施工的部位，而且可以进行对应的虚拟施工模拟，在施工顺序上，方法上以及材料的消耗上都能直观的反映，进一步在后续的施工交底中，让实际的操作工人能够直观的理解和掌握。

BIM技术中的4D模型具有较为强大的功能，它几乎包含了整个建筑项目涉及到的所有项目信息，能够把进度计划和建筑模型有机结合起来进行虚拟建造，然后以生成与工程进度计划相匹配的资金、材料供应计划的形式，来避免其对工程进度造成负面影响，并且，它还具有检查进度计划的作用，以免进度计划在时间安排上出现较大误差，对工程难点和重点部位进行合理分析，并制定出合理的施工计划，进而完成在进度计划上的优化。

3、基于BIM的施工优化流程

在具体优化过程中，以项目合同条件以及收集好的各个项目的有关资料为依托，根据实际情况制定出合理的项目总体目标计划，主要包括安全目标、工期目标、质量目标等，与此同时，还要制定出对应的经济措施、合同措施以及组织措施，而后选定施工方式，并通过BIM技术进行模拟，最终确定施工方案。

参考文献：

[1]苏相岗.吴泓康.BIM技术在施工方案优化中的应用研究J.建材世界，2016，37（2）：67-71.

[2]宗广辉.BIM技术在工程项目管理中的应用研究J.科技风，2017（23）：

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