摘要:BIM技术作为一种引发建筑行业信息化变革的一种新技术在众多的大中型工程中发挥核心优势。住建部出台《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，已明确推进BIM在建筑领域特别是在工程实施阶段的应用。本文以淮南中环国际广场项目为例，阐述BIM技术在精细化施工管理中的应用价值，包括提高图纸审核效率、现场整体平面布置、4D施工过程模拟以及综合布管和孔洞预留等方面。应用结果表明，BIM技术能提高施工质量，节约资源，缩短工期，实现降本增效。
      从国家战略推行上，BIM技术作为国家实现建筑信息化发展战略的重要手段，必将极大地促进建筑领域生产方式的变革;从建筑市场环境上，国家战略推行的大背景下，建筑业重新洗牌、市场环境引导施工企业进行改革，切实提高工程生产效率和综合效益;从项目本身上，当前越来越多的大中型项目设计复杂、技术难点多、工序繁杂，如果依靠传统的作业方式与技术手段，必然给项目实施带来高风险。近些年来，国内BIM技术飞速发展，现已成为施工精细化管理的重要技术。从企业自身利益上，BIM技术展示了企业技术实力，提高了项目中标率;利用BIM技术提升企业精细化管理，提升项目利润;BIM技术易解决复杂项目技术问题，加快项目进度，提升项目质量，使企业在竞争中占据技术优势地位。BIM技术在我国建筑行业现阶段的应用范围主要在设计和施工阶段，对施工阶段开展BIM技术的研究，可以推进BIM技术从设计阶段向施工阶段的应用延伸，降低信息传递过程中的衰减，从而可以提高项目管理水平，达到精细化施工管理要求。因此，对BIM技术在精细化施工管理进行研究是十分必要的。
      本文主要介绍了BIM技术在精细化施工管理中的应用，并且通过实际案例淮南中环国际广场项目详细描述了BIM技术在项目中的具体应用，最后就BIM技术在项目中的应用成效和问题进行分析。
 
1  BIM技术在精细化施工管理中的应用
1.1精细化施工
      所谓精细化管理，就是按照系统论的观点，对涉及工程的各种因素实施全过程、无缝隙的管理，形成一环扣一环的管理链。精细化施工指在项目实施的事前、事中、事后通过不同管理手段和管理动作进行的精细化管理，其旨在通过详细的策划和计划，通过每日标准化、流程化的管理，加大施工过程的管理广度和深度，从而取得相对应的管理效益。精细化施工主要内容包括:施工成本精细化管理、工程进度精细化管理、工程质量精细化管理以及工程安全精细化管理。其最基本的特征就是重策划、重计划、重过程、重细节、重落实，讲究专注地做好每一件事，在每一个细节上精益求精、力争最佳。
1.2BIM技术
      BIM是设施物理和功能特性的数字表达，是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全寿命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自职责的协同工作。BIM技术主要优点有:
      (1)BIM技术使得建筑信息在项目的立项、策划、勘察、设计、招投标、建造、运维、拆除的全生命周期过程中得到充分共享和无损传递，使得建筑工程每一个阶段都能达到精细化管理，从而服务于工程项目全寿命周期。
      (2)利用BIM技术进行参数化设计使得建筑信息模型以构件在真实世界的属性和行为特征来表示，可以实现自动化、智能化。在建筑设计、施工和管理等过程中充分利用信息技术。
      (3)BIM技术建立的三维模型是一个动态的关系数据库，可以在任意时间段内自动更新并进行工程量动态查询、施工资源动态管理、实现动态造价信息管理以及动态的进度控制等。
      (4)BIM技术为建筑项目各相关主体人员提供协同工作平台，各个专业通过协同工作平台发现问题并及时沟通解决问题，同时各个系统之间互相协调避免系统在空间、功能、实用性上受到影响，各参与方都能按相应的管理权限在协同工作平台上上传数据、共享数据。
1.3BIM技术在精细化施工中的应用
      成本管控上，施工单位利用BIM建立的工程5D关系数据库，与成本相关数据的时间、空间、工序维度建立关系，可以快速、准确、高效地完成模型中所有构件的计算并自动生成项目计算书，并结合BIM数据库中的人工、材料、机械等价格信息，分析任意部位、任何时间段的工程造价，由此快速地制定项目的进度计划、资金计划等，合理调配资源，有效指导实际生产中的施工成本，做到精细化掌管施工成本。
      进度控制上，在BIM模型中导入施工进度计划的4D技术可以检查进度计划是否合理安排，以此调整项目进度计划，来满足整体时间节点要求。将调整后的三维模型和优化过的四维虚拟建造动画展示给项目管理人员及施工人员，让他们更加直观了解项目的具体情况和整个施工管理过程，能够使他们更深层次地理解设计意图和施工方案要求，减少因信息传达错误而给施工过程带来不必要的问题。这不仅提高了项目建造质量，而且加快了施工进度。
      质量控制上，施工单位利用建立的4D信息模型虚拟施工技术，对项目的施工顺序、施工组织进行模拟和展示，同时找出其施工计划中可能出现的干涉和碰撞，直观了解施工质量控制关键点，减少了工程建设中的返工。在施工过程中，工作人员及时把工程质量问题(质量发生的部位，时间，处理情况)录入到BIM模型中，相关工作人员可以实时跟踪，实现质量的动态过程控制，提高施工质量。
      安全控制上，在模型中可以清楚看见临边洞口及多作业交叉危险区域，可提前对临边洞口做好安全防护，同时隔离多作业危险区域;在安全交底时，使得每个项目管理人员及施工人员对于危险区域做得心中有数，提前防患于未然。同时可以对整个施工现场的危险区域做到动态更新，实现动态安全控制。
 
2  BIM技术在淮南中环国际广场上的应用
      中环国际广场一号位项目位于淮南市田家庵区广场中路与朝阳西路路口，包括1#～4#楼住宅楼，5#楼酒店式公寓楼，整体3层地下室及4层商业裙楼。该项目总占地面积19954.9m²，总建筑面积167640.68m²，总投资额约为7亿元，该项目建成后将作为淮南市第一高楼。
2.1BIM技术应用
      (1)精细化建模和图纸审查。
在建模开始之前，制定严谨的建模规则，对不同的构件制定相应配套规则，确保模型构件在整个项目模型系统中“找得到、定位准、信息全”。让模型构件具备属性信息，为整个项目的全生命周期管理打下坚实的基础。
      在模型建立过程中，建模工程师严格依据图纸要求建立模型。与此同时基于Ｒevit软件模型数据的唯一性，结合施工经验对图纸进行审查工作。通过三维立体模型，可形象地发现在传统二维图纸上难以发现的问题，从而避免了在实际施工中大量的返工。实现了建模过程和图纸审查的有机结合，不仅能发现二维空间中的图纸误差，更能检查出空间上的问题，提高了图纸会审中所提出问题的质量，提高了施工效率，减少了返工所造成的不必要损失，如图1和图2所示。

      (2)数字化工程资料管理。
      本项目在工程管理过程中，为了避免工程后期大量工程资料无法整理的难题，创新应用BIM技术，不但实现工程资料的电子化，更是实现了工程资料与项目模型的准确挂接。在工程进场之前制定相应的档案管理规则，要求做到统一编号、分类管理、系统录入。对施工过程中产生的资料做到分楼栋、分楼层、分部位、分构件的挂接到项目模型中，在项目完成后能够生动地做到工程建造过程的回放，方便后期运营维护等管理工作的开展。项目建造完成后本模型提交档案馆及公司作为竣工资料进行管理。
      (3)4D施工过程模拟检查。
      在主体结构施工前，利用Ｒevit建立了结构的建筑信息模型，应用MicrosoftProject编制了主体结构的施工进度计划，然后将模型和进度计划数据导入AutodeskNavisworks，利用Navisworks中TimeLine功能实现了4D施工模拟。利用4D施工模拟，直观表达项目进度情况，并实时与现场施工进度相吻合，方便项目负责人实时掌握主体结构施工进度，及时调整和正确决策，提高了施工管理效率，如图3所示。
      (4)三维可视化现场平面布置。
      通过SketchUp软件快速建模，可弥补Ｒevit建模要求高、速度慢等难题，可在工程进场前数天内完成建模，及时有效地协助完成现场总平面布置等前期工作，确保工程开工前期有条不紊的推进。在SketchUp模型中确定施工现场中塔吊、施工电梯、脚手架、钢筋加工车间等一些必备的施工作业设备和设施。预先规划现场电缆线及水管布置方式、施工现场围墙布置范围、施工大门布置方位、现场施工道路的布置等，做到空间交叉作业的有效协调，实现三维可视化现场平面管理，如图4所示。

      (5)三维可视化安全防护。
      利用已建好的三维模型，可以清楚地看出哪些临边洞口需要做安全防护，在三维模型中加入防护，为施工现场安全做出了指导作用。同时还可以为安全交底提供可视化操作，如图5和图6所示。

      (6)三维可视化碰撞检查。
      通过把机电模型与土建模型的叠加，在软件中进行碰撞检查，根据综合布管原则对管线进行调整，规避不同系统管线及管线与结构之间的相互碰撞，协调各专业直接的管线布管要求，促使各专业管线施工过程中的协调作业，如图7所示。

      为了避免洞口预留不及时而造成后期开洞所产生如工期拖延、成本增加等不利因素，项目要求在结构施工过程中及时预留洞口，确保做到结构施工完成后“零”开洞。BIM应用工程师在模型叠加后通过模拟自动检测出结构预留洞的位置并自动生成统计表格。工程师在核对后将所有预留洞口位置及数量通过技术交底的形式发放到各相关劳务班组及项目管理人员。所以利用BIM技术，将会减少施工成本，加快工期进程，提高施工精度，为施工带来了精细化管理。
      (7)精确对比工程量提取。
      项目建模过程中制定相应的建模规则，在规则中明确梁、板、柱的扣减原则。要求做到:梁柱重叠，粱被柱扣减，墙柱重叠，墙被柱扣减，墙梁重叠，墙被粱扣减，梁板重叠，粱被板扣减。通过精确的建模过程后，模型精度达到了LOD400级，从而达到超过算量软件一个数量级的精度要求，能够准确提供施工部位的工程量，以5#楼7、8、9层连续三层为例，如表1所示。

     (8)3D可视化周生产例会。
     为了突破传统生产例会无法做到可视化互动协调，项目部将BIM技术引入周生产例会中。通过对现场进度的实时模拟以及计划进度的预演，实现了进度协调的可视化。通过对本周安全质量方面存在的优缺点集中录入和展示，能够及时、准确地传达各安全质量优缺点存在的位置，避免了各与会人员思路的不对应，做到依据模型点穴式讨论。
3.2BIM技术在项目中应用优势
     (1)基于BIM的集成化施工管理可以有效提高项目各参与方之间的交流;通过利用BIM模型，可以实时查询建筑信息，提高施工管理信息化。
     (2)利用软件可以有效实现建筑、结构及设备综合管线碰撞检测，可提前发现设计中存在的问题，减少“错、缺、漏、碰”和设计变更等，提高施工效率、施工进度及质量。
     (3)利用软件可以实现施工过程动态模拟、关键环节工艺模拟，对施工方案及工艺可实现多方案对比，在虚拟中将方案确定到满意为止，从而替代了传统施工程序，达到省工、省料、省时的目的。
     (4)施工阶段建立的BIM模型及工程信息可用于项目运营维护阶段，基于BIM的运营管理模型集成了设计及施工阶段中的所有信息，利用BIM浏览器共享信息形成可视化模型，对建筑物进行运营维护。
 
4  BIM技术应用存在的问题及发展建议
4.1存在的问题
     (1)现阶段施工总承包单位通常是建立模型之后，利用其可视化特点，缺乏对BIM模型进一步深化，同时难以同步施工现场和模型信息。
     (2)建立整个建筑、结构及机电模型，需各专业技术人才同时熟练掌握BIM技术;目前BIM技术在我国尚处于初级阶段，严重缺乏即懂得专业知识，又了解施工现场同时熟练掌握BIM技术的技术人员。
     (3)目前建筑市场比较混乱，虽然每一施工阶段都上报施工方案，但多是流于形式;现场施工人员、技术人员不按施工方案施工，多是以施工经验施工。
     (4)施工单位花费很大人力、物力及财力建立BIM模型，模型产权属于施工单位，运营管理单位接收模型，施工单位是否愿意移交，即模型产权问题随之产生。
4.2发展建议
     据国外BIM发展应用情况及国家“十二五”规划，BIM技术的推广应用是建筑业发展的必然趋势，也是建筑产业变革的必然选择，对工程建设有着革命性的作用。但作为新生事物，产业环境还不尽成熟，仍需要有所突破。
     (1)打通设计、施工、运维之间的数据。目前市场上在设计、施工、运维等各阶段的平台软件及专业软件数量非常之多，导致BIM软件之间数据信息交互不畅，无形中使企业重复劳动，提高使用成本。为了打通设计、施工、运维阶段数据，需要国内BIM软件厂商间的合作，实现一个项目一个模型数据库，使得数据之间畅通无阻，实现真正意义上的精细化管理。
     (2)与施工现场紧密结合。为了提高项目部、监理及业主对施工现场管理能力，建立管理制度定期将现场情况(比如现场采集照片)与BIM模型挂接，项目部、监理及业主通过BIM模型浏览器可以快速直观了解施工现场情况，提高了质量管理和安全管理工作的效率与质量。
 
5  结语
     综上所述，基于BIM技术的精细化施工管理是通过可视化技术和参数化设置，用计算机整合项目所具有的所有信息，随时可以实时查询项目上的任何信息。BIM的最终价值是提供集成化的项目信息交互环境，提高协同工作效率，在计算机中可以模拟施工现场情况，为项目管理带来可视化管理，利用BIM技术可以提高施工质量、严格控制施工进度、节约资源、缩短工期及降本增效作用。