BIM技术及其在建设项目全周期管理中的应用

摘要：建筑信息模型（BIM）技术通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，能够为建设项目全周期管理提供全新的工作平台。本文对BIM技术的内涵、特性及使用价值进行了概要介绍，对BIM技术的模型与系统架构作了技术分析，结合建筑工程全生命周期管理的特点，对项目前期策划阶段、项目施工过程阶段、项目竣工使用阶段中BIM技术的应用有重点地进行了论述，并展望了BIM技术的应用前景。

关键词：BIM 建筑信息模型 建设项目 全周期管理 应用

中图分类号：O434 文献标识码： A

1、引言

当今社会的发展和时 ☹代的进步对工程建设管理提出了更高的要求。建设项目全生命周期管理涵盖了从设计、建设、交付到运营的各个阶段，要求始终以建筑的全生命周期为中心考虑问题，并可为建筑的最终使用提供充分的服务信息。为了对项目信息进行集成管理，从根本上调整现有分段式和分散式的传统信息管理模式，需要引入建筑信息模型（BIM）技术。

建筑信息模型（BIM）技术是在原CAD技术基础上发展起来的一种多维度模型信息集成技术。由于现代大型建设项目一般具有投资规模大、建设周期长、参建单位众多、项目功能要求高以及信息量大等特点，工程设计、施工、运营等各项管理工作较以往更具复杂性，传统的信息沟通和管理方式已远远不能满足要求。BIM技术通过三维（甚至更高维度）的共同工作平台传递信息，使建筑工程项目所有参与方都能够实现对建筑模型及信息的操作，并可为实现设计、施工、运营一体化提供良好的技术平台和思路，很好地解决建设工程领域目前存在的协调性及整体性不强等问题，为建设项目全生命周期管理提供了必要的协同工作平台。

2、BIM技术的主要特性

BIM模유型在建设项目全生命周期的不同管理阶段均可提供可靠的决策信息依据。项目不同参与方可以在BIM中插入、提取、更新和修改信息，在共同的模型中实现协同作业。因此较好的完备性、关联性和一致性成为了BIM技术应具备的主要特性。

模型信息的完备性是指除对工程对象进行几何信息和拓扑关系描述外，还包括完整的工程信息描述，如设计信息、施工信息、维护信息以及对象之间的工程逻辑关系等。一方面，通过建立数字化的模型和工作流程，使设计过程变得可视化、可模拟和可分析计算，实现各个专业之间信息的充分利用，提高建筑信息的复用率。另一方面，由于BIM模型包含了建筑物构件、设备的全部信息，为项目的概预算提供了数据支持，提高了效率和精度，同时又为业主进行成本控制和后期运营维护提供了有价值的参考意见。

模型信息的关联性是指信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文件。如果一个对象模型发生变化，所有与它相关联的对象将被更新，以保持模型的完整性和健壮性。关联性设计不仅提高了设计的效率，减少了图纸修改的工作量，而且解决了图纸之间长期存在的错误和遗漏问题。

模型信息的一致性是指在建筑全生命期，各阶段都能在共同的模型中进行信息共享，模型能够自动演化，在不同阶段模型对象可以简单地进行修改和完善，而无需重新创建。因此可解决大型建设项目复杂数据之间的一致性和共用性问题。

3、BIM技术的工程价值

BIM技术的应用能改变传统的建筑管理理念，能引领建筑信息技术走向更高层次，它的全面应用，将大大提高建筑管理的集成化程度。BIM技术对建筑企业提升项目精细化管理、企业集约化管理，推动信息化建设和提升企业综合管理效率方面，有着巨大的工程价值。利用计算机技术建立BIM建筑信息模型，对建筑空间几何信息、建筑空间功能信息、建筑施工管理信息、以及工程机械设备等各专业相关数据信息进行数据集成与一体化管理，为建筑业的发展带来了巨大的效益，使得项目整体的规划设计、工程施工、运营管理效率得到了显著提高。

BIM技术采用强大的可视化功能替代原有二维图纸，并支持深化设计和多维度的可视化模拟，使其可以优化施工方案、对施工质量和施工的进度予以监控，并能尽力避免施工过程中的干涉或其他误差等问题。BIM技术可以有效避免项目施工过程中的粗估冒算，提升全过程造价成本控制能力与精细化管理水平，加快项目结算的过程，避免少算漏算，反映真实的项目盈利情况，显著提升项目预算及结算的精度与效率。BIM技术为项目的各参与方提供了更方便更高效的协同沟通工具，使网络协同作业成为可能，有效提升了管理效率。BIM模型可以通过关联数据库快速准确地汇总、拆分、分析各类数据，为企业经营决策提供参考依据，并实现与管理系统的有效整合，提升企业整体的管理效率。

4、BIM信息模型与系统架构

为了在建设项目全生命周期内实现集成管理，建筑信息模型应具有数据和行为的复合结构。它除了包含与几何图形及数据有关的数据模型外，还应包含与管理有关的行为模型，两相结合并通过数据关联赋予意义，从而模拟真实世界的实物信息及管理行为，因此对模型本身及其信息的质量提出了很高的要求。

采用BIM技术建立的管理系统应该能够保证信息的及时更新，并提供访问、变更、修改、增加、删除等操作，使设计方、建设方、采购方、施工方、使用方等不同用户可以全面了解系统信息，系统中信息库的数据也应该在不同阶段针对不同的用户具有不同的属性。信息的输入部分需要指定特定的内容和格式，输出部分则应能够根据需要有选择地使用。这就要求BIM信息管理系统应采用相适应的运行环境构❦建，并针对不用类型的信息模块和不同性质的访问用户进行权限划分。

BIM信息管理系统的运行环境应采用用户界面层、中间应用层和核心数据库层三级架构建立。通过网络链接，用户可在终端访问核心服务器，完成相应操作，数据通过网络完成在终端和服务器之间的传递和修改。这样的系统架构为信息的集成管理提供了良好的运行平台，使信息的传递由线性流动变为层级交互，各方均围绕核心数据库进行信息共享，在保证信息完整性的同时，也大大提高了各方获取信息和做出相应反应的效率。 5、BIM技术在工程全周期管理中的应用

5.1项目前期策划阶段的BIM应用

在工程建设前期，BIM技术为工程图纸会审、工程深化设计及施工方案编制带来了质的飞跃。BIM的应用打破了传统施工图会审的工作流程，采用BIM模型作为会审平台使图纸会审内容更直接。通过利用各种软件工具，定期进行3D模型协同会议，项目团队各方可以方便地查看、检验模型，更好地理解图纸信息，促进项目各参与方之间的沟通并使得决策更加容易，把花在人工检查和协调施工图的时间用于协调解决BIM所发现的问题中来。

BIM技术可以通过模型的数字化、信息化和可视化特性提高工程人员的工作效率和发现问题的能力，缩短了深化设计阶段的周期，提高图纸深化设计的准确率。因为BIM技术的可视化特点，在深化设计阶段，可以根据不同的方案随时调整，实时多角度查验调整结果，尤其适用于综合管线的碰撞检测等复杂技术问题。BIM技术提供模型参数化联动的功能，通过一处调整，与之对应的图纸均可做到自动调整，而不需要像传统深化设计过程中把与之相关的图纸分别调整修改。BIM模型还可实现多角度任意剖切，仅需设置就能自动生成想要的剖切面图形。通过BIM技术的参数检测功能，可以方便地对应力、流量、水力等数据进行实时校核，与常规的重新计算校核相比极大地提高了效率和准确度。

BIM的应用提高了工程施工方案的质量，使其更具有可行性。通过BIM软件平台，可以采取立体动画的方式，配合施工进度，精确地描述工程的概况及施工场地的情况，精确模拟工程的施工进度计划、劳动力计划、材料设备计划等，有针对性地编制安全保障措施，且更直观，更具有可操作性。

5.2项目施工过程阶段的BIM应用

BIM技术可以全面提升施工现场的管理水平，降低施工管理工作的难度，有效促进施工技术的规范化。其通过模拟施工、合理安排施工工序，简化以往繁杂的施工组织协调管理工作，提高施工人员的施工能力、技术及操作流程，优化施工技术方案及组织方案，提高建筑构件的预制加工效率和质量，同时节约物料及成本，产生很大的经济效益。BIM技术中的模型空间尺寸、类型规格等庞大的查询信息可作为对项目施工质量问题校核的依据，并协助决策整改意见。通过BIM虚拟建模还可以预先准确、直观地看到完工之后的实际情况，使建筑外观尺寸更精确，也可实时检测设备和管线的参数，对机房工程、复杂构件等重点项目进行质量控制。

在施工过程阶段通过BIM模型可以方便地查阅模型参数，合理组织施工，避免施工决策的错误判断。BIM技术可以通过简单设置，快速准确地统计出需要的信息，提前发现预留洞、预埋件和管线标高等很难发现的问题。各专业图纸汇总到一起后，应用BIM技术的碰撞检测功能，可快速检测到空间某处的管线碰撞，以便给施工提供指导依据。

BIM的3D信息模型将建筑设计、施工、运营全过程回归其本来面目，利用模型及数据的集成，便可在虚拟环境中开展施工仿真。尤其针对一些新材料、新技术、新流程的施工模拟，让管理者及施工人员对施工过程一目了然。BIM的应用把原先存在于各工程师脑海中的意向，量化表现为不同数据信息保存在计算机里，通过软件平台立体地、动态地展现技术标准及应用流程，使建筑施工更精细，建筑性能更优越。目前正将BIM技术与激光测绘、射频识别等工具相结合，及时发现工程中潜在的不确定因素，监控施工安全及质量。

在已建立的3D信息模型基础上加上时间进度轴便获得了4D信息模型。BIM的4D技术提供了基于施工方案以及施工进度的动态信息，通过可视化的建筑模型可以模拟建筑物的建造过程，解决了动态分析难题。BIM可以提供详实的全过程动态数据，在建设前就可以对建设过程进行演练，精确地展现施工进度和施工流程。

在4D信息模型的基础上再增加工程投资维度，就形成现在所广泛应用的5D信息模型。BIM多维模型技术可以根据建筑构件属性进行快速识别分类，并对各类别迅速自动统计，因此工程量统计的准确度和速度都成倍提高，并且可以快速准确统计工程变更量，有效降低事后配合调整的额外成本和出现不可预见费用的几率。BIM多维技术可以通过虚拟建设对项目进行成本管理，自动计算工程量和详尽费用，更好地掌握项目成本。

5.3项目竣工使用阶段的BIM应用

竣工使用阶段包括竣工资料、竣工结算、项目移交及使用维护等流程。BIM技术对竣工图概念产生了根本性改变，BIM所阐述的模型属于广义的可视化表达方法，因此在BIM的概念中，竣工图不再是一套图纸，而是三维的竣工模型，这从根本上超越了普通图纸，其所具备的快捷、直观、准确等特点是普通图纸无法比拟的。通过BIM技术建立的模型可以转化为满足绘制要求的二维图纸，大大提高竣工图的制图效率和准确率。

由于BIM技术具有智能化和参数化特点，面向对象并包含丰富数据，且具备运算能力，因此借助模型信息可以由计算机自动识别、统计工程中的不同构件，显著减少工程量统计的繁琐工作及潜在错误，改善了工程结算工作。

工程交接是项目全生命周期中从施工到运行转换的关键节点。BIM模型提供了建筑实景、设备参数、操作指南、故障处理流程等信息，尤其还包括材料设备生产厂商、销售代理、运行时长、保修期限等维护信息，因此将BIM技术与运营管理相结合，对模拟运行、数据记录、设备调试、故障排除都能发挥积极作用，为建设项目运营维护提供各项技术支持信息。

6、BIM技术应用前景展望

应用BIM技术是科技进步和管理提升的体现，目前我国正在建筑行业中推广BIM技术，以适应国家技术经济及节能政策需求。现阶段普及BIM技术仍然面临着专业人才缺乏、技术标准不统一、投入成本过高等难点。随着国家统一标准的制定、高校人才的培养、软件技术£的成熟，相信上述困难都将随着时间的推移得到解决。

尽管存在客观困难，但是BIM技术已经在引发项目管理方式及组织架构的改变。未来该技术将影响整个建筑行业的作业流程，建筑行业将因为它迎来全新的工程时代。对信息技术而言，未来的BIM技术，能将海量的项目信息通过BIM模型高度集成，并应用到项目的诸 シ多具体环节中去，能够让决策者更方便快捷地通过BIM数据库，获得所需要的参考数据和相关资料。对企业发展而言，未来的BIM技术，将推动施工企业由单人单点向项目全员全过程管理迈进，并通过企业级运用将项目集成在企业级数据库中，打通ERP数据接口，形成数据库之间的大统一，从而提升企业综合运营效率。对建筑行业而言，未来BIM技术将在项目全生命周期中得到应用，未来项目的各参与方合作将更紧密，行业间工作流程将会出现调整，产生全新的BIM技术管理行业。 参考文献

[2]傅 莜，建筑信息模型带来的设计思维和方法的转型.建筑学报，2009.01

[3]应宇垦.全生命周期BIM信息与物联网融合应用.土木建筑工程信息技术，2010.03

[4]寿大云.建筑信息模型BIM技术及其应用.中国建筑工业出版社，2010.06

[5]邵韦平.数字化背景下建筑设计发展的新机遇.建筑设计管理，2011.05

[6]欧阳东，BIM技术：第二次建筑设计革命.中国建筑工业出版社，2013.08

BIM Technology And Its Application in Construction Project Lifecycle Management

LiSongqing

（Beijing ZhongGuanCun Aerospace Innovation Park Technology Development Co. Ltd，

Haidian Dist. Beijing 100086）

ABSTRACT： Building information modeling （BIM） technology simulates building’s real information by numerical data， it can offer a new working platform for construction project lifecycle management. This dissertation generally discusses BIM’s connotations， features， and utility values， and technically analyzes the models and system architecture of BIM. This dissertation also describes the BIM application in construction project lifecycle management， including planning stage， construction stage， and completion stage. The dissertation is ended by the expectation of BIM technology application.

KEYWORDS： Building Information Modeling， Construction Project Lifecycle Management， Application.