第五章 BIM 在工程施工及运营阶段的应用分析
5.1BIM 在工程施工阶段的应用分析
5.1.1 工程施工阶段的 BIM 应用分析
在工程施工阶段应用 BIM 技术主要集中在四个方面，下文将对这四个方面进行详细的介绍。
1、在施工阶段应用 BIM 技术可以优化施工方案。利用 BIM 技术可以对施工阶段进行四维处理。不仅包括三维几何立体坐标轴，还包括时间轴，即进度计划。
通过四维应用可以对从月、季度、周、天等时间段对施工进度计划进行分析，并可以根据施工现场实际情况进行相应的调整，从中寻找最优的施工方案。此外，还可以对施工过程中的重点项目内容和难点项目内容进行模拟演练，从而选择最优的施工顺序和施工工艺，使得整体的施工方案更加完善；2、在施工阶段应用 BIM 技术可以实现虚拟施工的目标。虚拟施工过程对于整个施工阶段而言具有重要的价值。一方面可以通过虚拟（见图 5.1）了解到真实施工过程进展的情况，从而判断计划是否合理；另一方面利用 BIM 技术的协同能使项目参与方面全面了解建筑工程项目的情况和存在的问题。无论是监理单位、施工单位还是业主都能进行信息共享，确保彼此之间信息的对称性。从而减少摩擦和矛盾；3、在施工阶段应用 BIM 技术可以进行三维动画渲染。业主在进行建筑产品销售时由于建筑工程还没有完工，需要使用三维动画手段虚拟建筑工程项目，但这些三维动画效果都是经过渲染的，主要目的是为了吸引客户。但是在没有素材的情况下，创建三维动画是一个比较困难的过程，即使制作完成的三维动画效果也很难使业主满意。而且进行广告宣传还需要大量的投入，如果不能起到预期的效果，宣传工作就是无效的。BIM 三维技术包括大量建筑工程项目的真实数据，为广告公司制作三维动画提供有用的素材，从而使得制作出的三维动画效果更能真实地反映建筑工程项目的实际情况；4、在施工阶段应用 BIM 技术可以进行模型校验。BIM 三维技术将建筑工程项目的实际情况如实地反映在计算机中，通过虚拟结果和实际工程的对比能及时发现其中存在的偏差，便于对建筑工程项目进行校验。此外，业主还将更加直观的看到建筑工程项目的效果图，便于业主对建筑工程项目做出调整。
5.1.2 在工程施工阶段应用 BIM 技术的益处
1、在施工阶段应用 BIM 技术可以进行碰撞检查。在传统的二维 CAD 设计方法中，各个专业的图纸都是进行独立进行设计的，在施工开始前由总工程师进行检查核对，发现其中存在问题。这种人工检查的方法存在很大的偏差性，同时也会浪费大量的时间和精力，建筑工程施工对于工期有着严格的要求，这种检查方式必然会影响建筑工程项目完工的日期。在施工过程中，最怕遇到设备管线碰撞的问题，这个问题一旦发生视情况的而定，可能需要重新进行部分安装也可能需要全部重新安装，不仅会耽误工期，同时还会造成严重的经济损失。在施工阶段应用 BIM 技术可以有效避免这种现象的发生，BIM 技术具有碰撞检查的功能，能在设计阶段就发现管线碰撞的问题，并给出解决方案，从而有效减少工程施工阶段因管线碰撞问题而导致的损失；上海轨道交通 11 号线北段龙耀路站风水电安装工程施工中，BIM 碰撞检测技术发挥了成效，施工人员运用 BIM 碰撞检测技术，共检测出管线碰撞问题 112处，可规避的问题 93 处，上报设计单位解决问题 19 处，减少了各专业之间的工序交叉，避免了返工、误工现象的发生使工程节约费用 30%左右，经济效益效益显着。在完成风水电设备安装后，施工人员将龙耀路站的所有信息导入到计算机系统里，以全面掌握资料并随时查询2、在施工阶段使用 BIM 技术可以进行施工规划调整。BIM 技术可以实现对施工阶段进行量化管理的目标，能根据现场的实际情况进行工程评估，制定新的施工规划方案；3、在施工阶段使用 BIM 技术可以有效避免重大失误的发生。通过对建筑工程项目的虚拟，在施工之前就可以清楚地掌握各个阶段施工的情况，及时预见一些问题的发生，并在设计阶段就采取解决措施，避免影响施工过程。此外，在施工的过程中，使用三维施工图便于施工人员更好地解读图纸信息，可以避免对图纸信息理解错误的现象；4、在施工阶段使用 BIM 技术可以实现零库存的目标。零库存概念本是工业生产过程中使用的名词，以往的建筑工程管理过程中由于对现场材料管理工作的不到位很难实现零库存的目标。但通过应用 BIM 技术，可以对施工过程进行五维管理，实现零库存的目标，从而最大限度地保护业主的经济利益。5、传统施工进度控制方法可以对前期阶段所指定的进度计划进行优化，但是由于其可视性弱，不易协同，以及横道图、网络计划图等工具自存在着缺陷，所以项目管理者对进度计划的优化只能停留在部分程度上，即优化不充分。基于BIM 技术的进度管理通过虚拟施工对施工过程进行反复的模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。不同的控制方法如下：苏州星海生活广场项目，该项目位于苏州工业园区地铁一号线星海街站，施工过程中运用 BIM 技术后 减 少 信 息 请 求30%,减少人力、物力浪费 20%,减少设备二次采购达 5%.
5.2BIM 技术在工程造价管理中的应用分析
5.2.1 在工程造价管理中应用 BIM 技术的原理分析
1、在工程造价管理中使用 BIM 技术是为了早日进入过程管控时代。现在应用范围比较广的工程造价管理方法还是传统型的，这种造价管理方式要在工程项目完工后才能对整个工程项目有一个比较全面地了解，从而使得工程造价的准确性难以保证，经常会出现业主和施工单位因工程款问题而闹上法庭的事件。在工程造价管理中应用 BIM 技术可以更好地进行风险管理控制，实现工程造价精细化管理的目标，从而使得工程造价管理早日进入过程管控的时代；2、在工程造价管理中应用 BIM 技术能随时访问工程数据信息，确保相关信息的准确性。工程造价管理进入到过程管控的时代，需要有先进的数据系统做支撑，必须能准确地获得和工程相关的数据信息。BIM 技术本身就是信息化的一种手段，有容量庞大的数据库，能储存建筑工程项目全生命周期中的所有数据信息，也可以让项目参与方对数据进行访问。因此，将 BIM 技术应用于工程造价管理中可以确保获取信息的准确性和及时性；3、BIM 技术日趋成熟。BIM 技术核心就是以计算机技术为依托的具有三维模型的数据库。这个数据库不仅能存储大量的数据信息，同时还可以利用模型实现数据信息的动态变化，即修改任何一个数据都会引起相关数据的变化。随着 BIM技术的发展，相关方面的软件技术也有了很大的进步和发展，工程造价软件就是其中之一。将 BIM 应用于工程造价软件设计中，改变了传统工程造价软件静态的特性，使其也能随着数据信息的变化进行不断调整，实现了工程造价软件动态化发展的目标。
5.2.2BIM 技术应用于工程造价管理中的功能分析
1、将 BIM 技术应用于工程造价管理中可以对文档资料进行可视化管理。传统的二维的文档资料都是纸质版的，即使资料再全面最终也要堆放在档案室中，再次需要使用时却无处可寻。这些文档资料对于后期的运营维护具有重要的作用，没有这些原始资料将会使得运营维护工作变得更加困难。但鉴于纸质版的文档的特殊性，这也是无法改变的一种现状。将 BIM 技术应用于工程造价管理中将彻底改变这种现状，所有文档资料都已存储在计算机中，随时可以对其进行数据信息访问，并且整个过程都是可视化的。这种信息化的建筑工程项目文档资料管理方式可以充分发挥文档资料的价值；2、将 BIM 技术应用于工程造价管理中可实现对数据进行筛选的功能。工程造价管理涉及到海量的数据信息，传统的纸质版记载方式虽然能记录下相关的数据信息，但是想要对某些特定数据信息进行查找就无异于大海捞针。在工程造价管理中应用 BIM 技术可以获得强大的数据库技术支持，从海量数据中筛选特定数据信息变得很容易。无论是在工程项目施工过程中还是交付使用后，都可以随时访问数据库，获得想要的数据信息；3、将 BIM 技术应用于工程造价管理可以实现四维工程造价过程管控。四维工程造价软件可以对工程造价管理中涉及到的文件进行统一的管理。现在，四维工程造价过程管控已经将管理的范围扩大到企业层面，能对企业名下的所有工程项目进行数据查询，还能根据数据的变化对数据信息进行调整，实现动态化管理；4、将 BIM 技术应用于工程造价管理中可以实现数据信息共享。与工程造价管理有关的数据信息将会全部传输到系统中，企业中的和工程造价管理工作相关的人员都可以通过数据终端访问、查询相应的数据信息，实现在企业内部工程造价信息共享的目标，同时也会提高相关流程的审批速度，提高工作人员的工作效率。
5.2.3BIM 技术与传统方法在造价管理中的比较
建设工程周期长、规模大、造价高，因此，工程造价要按建设程序分阶段进行，在相应阶段进行多次性计价，以保证工程造价的确定与控制的科学性，其过程见下图：
虽然多次性计价能够保证工程造价水平逐渐深化、逐渐细化和逐渐接近实际造价，但也给工程造价管理工作带来了很大的负担，造成现实中很大施工企业只能注重一头一尾两个价格，对过程中的成本管理完全放弃，所以往往项目做完了才发现实际成本与之前的预算出入很大，这个时候再采取措施已经来不及了。但是，如果采用 BIM 技术模型就能够从工程一开始就就能把建筑、结构、机电等信息完整有效的保存下来，并且能准确快速的统计工程量，提出分析报告，从而对工程造价进行有效控制。
由于现行造价管理中的存在问题的形成原因是复杂的，多方面的，所以 BIM技术多这些问题的解决程度也是不尽相同的，有的完全可以解决，有的部分解决，有的则不能解决，下表简明对比了 BIM 技术与传统方法在造价管理中的差异，分析了 BIM 技术对这些问题的解决程度。
5.3BIM 技术在项目运营阶段的应用分析
5.3.1 运营阶段应用 BIM 技术分析
根据相关的研究显示，在过去的几十年里世界范围内的建筑业生产力水平没有根本性的进步。导致这一现象的原因主要有两点。第一点就是工程项目愈加复杂，管理过程并不规范，使得各个专业之间的协同变得很难进行，要将大量的建筑成本浪费在管理内部的协调上，这不符合科学管理的要求；第二点就是在管理过程中对于数据信息的掌握能力较差，在建筑工程管理过程中涉及到海量的数据，当时很难从中发掘有价值的东西，使得很多决策都是凭借经验，没有数据支持。这两点原因的存在使得建筑业生产力发展速度缓慢甚至出现停滞不前的现象，而传统的管理模式和管理方法又很难解决这个问题。
BIM 三维技术的出现对于解决上述两个问题具有重要的作用。正是因为工程项目比较复杂，管理过程又不规范，才使得工程管理中各个专业之间的协同工作难以进行。而庞大数据信息之间又具有一定的关系，单纯依靠人工很难对其进行整理和归纳，尤其是需要使用某些特定数据信息时更是难以查找。BIM 技术与传统的工程管理技术不一样，它以计算机技术为基础建立了三维模型的数据库，不仅能存储大量的数据信息，还可以根据信息的变化对数据进行动态化管理。在建筑工程项目运营阶段使用 BIM 技术可以提高管理的效率。
5.3.2 在运营阶段使用 BIM 技术的益处
不同类型的建筑工程项目在运营管理阶段需要采用的维护措施不一样，自然就会影响建筑运营和维护的成本。相比于其它类型的建筑工程项目而言，公共建筑和基础设施的后期维护运营费用比较高。这一方面与公共建筑和基础设施的属性有关，另一方面也和管理的方法和技术水平有关系。将 BIM 技术应用于建筑工程运营阶段，可以为管理工作提供工程项目所有的数据信息，使得运营管理工作有据可依，依靠 BIM 技术可以大大降低运营阶段的维护管理费用，从而减少业主和运营商的经济损失。
此外，在运营阶段应用 BIM 技术不仅能提供建筑工程项目的相关数据信息，还可以提供建筑工程项目交付使用以后的一些数据信息，包括建筑的使用年限、入住率等信息，同时还可以对相关的数据信息进行更新处理，便于运营商进行管理。在运营阶段应用 BIM 技术还有利于进行规划管理。如很多零售商品牌都将连锁店开在不同的地理位置上，至于如何合理安排这些零售店就可以利用 BIM 技术进行规划，可以根据不同地段消费数据信息、居住人数信息等内容对在某地成立零售店是否合理进行判断。
在我国已完工的建筑工程项目中，2008 年奥运村项目就充分利用了 BIM 技术进行运营阶段的规划管理。在进行奥运村设计规划的过程中就建立了完整的数据库系统，在完成奥运村规划设计后，BIM 系统自动生成了周边的配套设施模型，如奥运村的物质保障、物流服务等。现阶段，在运营维护阶段应用 BIM 技术的案例还没有太多，BIM 技术的很多优势还没有被充分的挖掘出来。但无论如何，运营维护阶段的管理工作需要相关数据信息的支持这是一个客观的事实。
5.3.3 销售过程使用 BIM 技术的益处
销售过程使用 BIM 技术的益处主要体现在两个方面，第一个方面就是可以利用 BIM 技术较为逼真的用三维效果图展示产品。目前，我国很多开发商都选择用BIM 三维技术进行房产模拟，并将三维模型上传到官方网站上，客户即使不亲自来看房也能对房子的三维空间结构有一个比较全面的了解；第二个方面就是可以利用 BIM 技术进行虚拟漫游。有了 BIM 就可以将虚拟现实的技术引入到房地产销售过程中。一般进行房地产销售都是以二维平面图的方式进行建筑效果展示，我们常见的有平面图、样本间装修效果图等。但由于客户很难通过二维平面图将房子的结构空间构成想象出来，从而使得客户和销售人员之间的沟通交流变得比较困难。但通过 BIM 技术引入虚拟漫游技术可以让客户通过鼠标的移动在虚拟的世界中进行漫游，使客户仿佛置身样板房中，能让客户对房子的结构有一个直观的感受。这样既有利于客户和销售人员进行沟通交流，同时也便于客户做出选择。
此外，这种虚拟漫游技术不仅应用在房地产销售过程中，在很多购物中心的产品网站上也引进类似的技术，客户可以放在虚拟的购物中心中漫游，感受商业中心的热闹气氛。
5.4 本章小结
本章通过介绍 BIM 技术在工程施工阶段、运营阶段的应用方面，对工程造价管理中应用 BIM 技术的原理和功能进行分析，从而将 BIM 技术与传统方法在造价管理中进行比较，并通过案例分析得出从中应用 BIM 技术的益处。
