BIM技术在建筑工程全生命周期的应用

引言：传统建筑工程管理存在设计施工“两张皮”、各信息孤岛、后维修等现象，难以满足建筑现代化对高效、优质的要求。BIM 作为建筑工程管理的“数字大脑”，是建筑工程项目从单一化走向建筑全生命周期的“一体化管理”；BIM 以一个统一的数字化平台打通了“信息孤岛”现象，打通了设计、建造、管理、运营等全生命周期各阶段的信息，让建筑工程项目实现了前所未有的精细化管理。

一、BIM 全生命周期管理技术概述

1、6D 管理技术

6D 管理技术是在 3D 建模技术中增加时间维、成本维、运维维的信息。6D 管理技术不仅是三维的空间，也是对项目全生命周期的各个维度关注，在建筑工程项目中，全生命周期的 6D 技术可以实现项目计划进度与项目实际施工，项目成本管控与项目材料流动透明，项目交付运行后的运维维反馈等。6D 管理技术不仅仅是信息的集中，而是以信息为基础建立“活的档案”，实现对建筑项目“看得见、摸得着、管得住”的控制和管理，为建筑工程项目提供了技术支持。

2、VR 技术

VR 技术、BIM 技术的应用，使得建筑工程设计流程、用户行为正在发生改变，VR 技术提供了可视化三维场景，实时呈现了BIM 模型，有利于建筑各个环节人员在方案论证、施工方案推演、竣工验收等阶段进行可视化、直观化的空间感知、问题捕捉。相比于传统的二维平面图，VR 技术提供了可视化路径规划、结构碰撞预警、场景化部署等，极大地便利了前期的设计论证、施工实施、运维培训等阶段，而且使得更多非专业的人员介入整个设计流程，对于设计环节用户满意度、建筑运营环节使用率等方面具有重要的影响，也是BIM 技术在用户参与层面的拓展。

3、GIS 技术

地理信息技术（GIS）技术为 BIM 模型提供空间地理、时间空间等语义环境信息，是建筑信息空间表达的语境。GIS 与建筑 BIM融合实现从宏观到微观、地理环境与建筑信息、项目、环境等动态信息表达，在城市建设、基建部署、灾害预警等信息中，GIS 为BIM 提供地理环境信息、地形地貌信息、邻近环境等认知，GIS 为BIM 提供建筑运行状态空间化跟踪、空间多维分析，是建筑全周期管理运维时空间跟踪、调度，智慧化建筑全生命周期管理平台支撑。

4、点云模型

点云模型是实现建筑物数字孪生，实现建筑信息建模从“建前预测”到“建后还原”的重要方法。以激光扫描或三维摄影测量获取的、具有高精度的点云数据，可以真实模拟建造出建筑物几何模型和结构信息，并作为后期建模、维护和管理依据。点云模型不仅能够对既有建筑进行建模、对比，对于检测、验收和后期改造具有重要的作用。点云模型的提出是对 BIM 系统的弥补，实现了对建筑信息的获取从设计驱动到实景反馈的转变，更增强了建筑模型与现实的关联性，是BIM 技术闭环使用的重要一环。

二、BIM 技术在建筑工程全生命周期中的应用策略

1、构建跨阶段协同的信息集成机制

建筑工程项目的全生命期面临项目信息孤岛、信息重入、信息协同性不强等困境，需要一个信息集成平台。BIM 由于其参数化模型数据特征，能够实现项目数据信息的前期设计到运营维护。设计阶段，对象模型 BIM 模型统一建筑构件代码、建筑材质、几何信息等，建立逻辑关系、建筑构件间关联的工程要素，为后期施工、运维打基础。施工阶段，实时推送项目进度、质量、安全等数据，实现现场计划与进度计划统一，增强计划变更、风险管理的主动性。竣工后，以 IFC 或 COBie 模型数据格式，实现项目数据信息从 BIM中无缝对接到设施管理系统中，实现设备使用、能耗、维护提醒等功能的管理。该机制强化了阶段间的信息链和责任链，将工程项目从“静态的文件交付”转向“动态的信息运营”，助力于工程管理的智能化和精细化。

2、推进基于 BIM 的智能建造体系建设

以BIM 为内核的智能建造系统，以数据为驱动，实现可视化、智能化、数字化的施工过程。BIM 模型可以接入施工现场传感系统，将现场混凝土温度、湿度、应力采集反馈，实时掌握现场环境、受力情况，与施工进度计划关联实现高效建造。例如，在钢结构安装时，起重现场数据与 BIM 模型结合，实现对起重现场路径规划，安全施工。此外，AI 图片识别技术与 BIM 技术结合，实现对施工过程中过程缺陷、进度的偏差等自动识别和任务闭环，提升施工过程质量和施工效率。以 BIM 为内核的施工模拟系统可提前进行工序模拟、施工场地布置推算，避免重复资源和拥堵施工。综合来看，这些智能建造系统将信息流、物流、作业流高度融合，建筑工地管理预测化、精益化、系统化达到了前所未有的高度。

3、建立运维阶段的 BIM 数字孪生系统

建筑运维期的数据丢失、状态不清、响应缓慢等始终是管理痛点，BIM 数字孪生模型基于物理建筑模型且与物理建筑模型保持高度一致，可实现建筑状态、运行过程的实时感知、控制，将物理建筑内温度、湿度、用电量、电梯、空调负载量等物理模型数据进行集成。以 BIM 模型为可视化载体，完成建筑结构、设备的实时动态显示，实现多维度数据信息实时交互控制。如空调系统功率分布状态，通过模型分析，不同层面对空调系统进行能耗情况对应改动，降低空调系统能耗、提升空调系统性能，对维护时间、操作时间等进行自动记录，基于历史数据建立预测模型，对预测情况提前进行异常预判、调度。如设备异常、水管渗漏等突发情况，能够提前发现来源，提前发出紧急处理方案，提高问题解决的有效性、针对性。借助这个数字孪生系统，建筑运维突破了静态记录状态，形成了动态闭环系统，从而最大化地发挥出资产全生命周期的管理价值。

4、推动基于 BIM 的绿色建筑全周期管理

绿色建筑所特有的高效、环保、舒适宜人等特征，决定了其对全过程管理的诉求，而 BIM 在提供集成数据平台与可视化分析能力等方面，则能够精准、及时地提供支持。在设计阶段，BIM 可对日照分析、风环境分析、热工模拟提供分析规划，协助设计师进行朝向选择、平面选址，遮阳措施、低碳材料选用等内容。在实施阶段，BIM 能够对建筑产品的材料来源、运输线路、装配方式进行跟踪，跟踪建筑材料的来源，减少碳排放量与施工垃圾量。在后期，BIM与建筑能源管理集成，实现分区域能耗监测、灯光系统调整、空调负荷自动调整。BIM 可构建碳排放数据库，记录建筑全生命周期的碳排放量，实现建筑碳排放量的全面可视化分析及动态追溯。建筑企业实现碳管理精细化，能够做好具体的节能减排规划，也能够将绿色低碳理念渗透到建设设计和建造施工、建筑使用和建筑更新中，提升建筑品质与绿色价值。

5、深化场坪与管线综合设计的协同集成

以广州市荔湾区白鹅潭 AF020109 地块项目为例，该项目位于城市中心区域，地块整体呈西北高、东南低的地形特征，最大高差达 1.1m，场地内涉及复杂的室外活动区布设与地下管线分布。BIM技术在该项目中的应用有效解决了因高差带来的场坪排水坡度控制与管线敷设协调问题。通过构建完整的三维场地模型与综合管线布置模型，设计团队在初期即识别出雨污分流交错、标高冲突、水流路径不畅等关键问题，并在 BIM 平台中完成多次方案对比与坡度修正，确保排水通畅、空间布局合理。在施工阶段，基于 BIM 生成的三维交底图纸与场坪模型，为施工单位提供了精准的标高控制参考，避免因设计理解偏差引起的场坪局部返工和管道错位现象。结构图中的 BIM 模型还辅助施工单位提前规划吊装路径，尤其针对图中展示的主教学楼区域，BIM 模型协助优化了起重设备布置与材料堆放逻辑，确保场地资源的高效利用。后期，BIM 平台还集成了排水沟、雨水井、面层材料等构件信息，形成可追溯的参数化模型，方便日后进行场地养护、维修及雨水排放模拟分析。通过该项目的实践，BIM 在场坪与管综一体化设计中的技术优势得到了充分体现，实现了施工协同、设计可视化与养护数据化的高度统一。

三、结语

BIM 技术正逐步融入建筑工程的每一过程，是推动行业数字化转型的关键驱动，从6D 集成到实景 VR，从GIS 支撑到点云技术，技术系统不断扩展，推动建筑工程实现从静态建造向动态治理的根本转型。如何应对建筑业的多元挑战和发展需求，充分发挥 BIM 全生命周期的技术集成、数据融合、管理闭环的系统路径，是高品质建筑的时代命题。

参考文献：

[1] 崔芊芊 . 基于 BIM 技术的建筑工程全生命周期管理研究 [J].陶瓷 ，2025，（03）：152- 155.

[2] 王锡茂 .BIM 技术在建筑工程项目全生命周期管理中的应用研究 [J]. 砖瓦 ，2024，（10）：115- 117.

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