BIM在工程监理中的多维度应用探索

2019-01-25熊志群张静玉浙江江南工程管理股份有限公司浙江杭州30007江苏科技大学江苏镇江003

建设监理 2018年10期

熊志群，张静玉（.浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州 30007 ；.江苏科技大学，江苏镇江 003）

0 引言

建筑信息模型（BIM）是采用数字模型对项目进行设计、建造以及运营管理的全过程，实现了绘图从二维向三维的转变，使建筑信息可直观地表达出来。2005 年，AGC正式将“BIM”定义为了一个“模拟建造与运营过程的计算机技术”，这时 BIM 的概念开始逐渐向建筑全生命周期的各个管理维度上进行扩展。2017 年 7 月 1 日，《建筑工程信息模型应用统一标准》正式实施，国内 BIM 的应用标准翻越了空白时代，开启了新的篇章[1]。中国工程院院士、清华大学信息科学技术学院院长孙家广曾提出：“通过BIM 及相关信息技术整合建筑行业产业链资源，构建基于行业特征的信息模型，实现全产业链的信息集成、共享和协作。”工程监理作为全过程工程咨询中的重要构成，BIM技术的应用也将成为其不可或缺的一部分。

1 BIM 技术在工程监理的应用优势

1.1 传统工程监理的特点

传统工程监理的工作特点主要表现为以下几方面。

（1）工作阶段较为集中。监理工作集中在项目施工阶段，其主要工作内容是对工程施工过程中的质量、进度、成本进行督查与协调，基本上是采用巡查的方式进行，这也造成了监理方在发现工程问题时往往处于被动状态，难以提前预知施工质量、安全等问题。

（2）信息传递相对滞后。传统的监理工作人员主要是通过记录簿以及项目现场工作人员来传递工程信息，由此带来许多问题，包括消息传达滞后、项目参建各方沟通较慢、工程问题无法及时解决等，最终因缺少及时有效的工程信息而耽误管理决策[2]。

1.2 BIM技术应用对监理工作管理的提高作用

相比于传统的工程监理，BIM 技术主要是利用数字化模型来实现工程项目的多方位“可视化”，使项目从以往的二维图纸呈现转变成三维，甚至还能扩展为四维和五维等状态[3]。因此，在工程监理中应用 BIM 技术，监理工作人员就能通过 BIM 模型提取项目的质量、设计深度、关键节点等施工模拟信息，既可审查模型的质量和深度，又能实现对质量、进度、成本的事前控制。因此，工程监理工作在 BIM 技术的支持下，可同时达到“项目各环节可视化”“问题早发现”“信息共享及时”的目的，对监理方的工作效率及质量有很大的提升作用。

2 BIM 在建筑全生命周期中的多维度管理作用

建筑的全生命周期主要包括建筑工程的规划、设计、施工以及运营阶段（如图 1 所示）。BIM 技术的运用，可从进度、投资、招标、合同、质量安全等多维度对工程项目进行有序化、规范化管理。

图 1 BIM在建筑全生命周期中的应用

（1）规划阶段。监理方应结合 BIM 中的建筑信息和编制监理规划，分析场地的合理性，事先做好未来可能遇到施工、安全等问题的预测，以便做好事前控制。

（2）设计阶段。监理方须对业主提供的 BIM 模型及CAD图纸进行全面对比审查，查找工程项目中出现的错、漏、碰、缺等设计错误，从而提高设计质量，减少施工现场的变更，为业主降低成本。

（3）施工阶段。项目监理工作者根据双方合约，采用BIM 中的模拟等技术对项目的进度、质量以及成本进行实时监督管理，及时反馈工程的进度完成情况、工程变更等情况，做好动态跟踪控制，以保证工程进展在业主预期范围内[4]。

（4）项目运营阶段。监理工作主要是通过 BIM 云端，对维护计划实行全程跟踪提醒，督促施工单位到期的维护工作。

3 BIM 技术在工程监理中的实践应用

3.1 在设计审核阶段的应用

3.1.1 荆门万达广场项目（应用于施工图设计阶段—大商业地下室部分地管线综合样板段）

荆门万达广场总建筑面积约 72.94 万 m2，其中：地上建筑面积为 56 万 m2，地下建筑面积 13.5 万 m2；A 区大商业地上 4 层～5 层，地下 2 层，总建筑面积 14.5 万 m2。在地下 1 层机电管线综合中样板段，初步采用了管线综合BIM 设计。

（1）提出问题。监理单位参与参建各专业单位的 BIM问题专题协调会后，形成设计校核表，建立设计校核表台账汇总，提出以下问题：①BIM 模型深度达不到要求；②模型中暂未体现的内容较多，缺少部分专业图纸；③错漏碰撞、净空尺寸及轴线定位不明确；④二次砌筑进场早，后期开洞量大；⑤为保证大商业地下 1 层净高 5.7 m，要求安装管线后最低净空 3.5 m，尽量做到 3.6 m，在地下超市入口卸货平台等处，暖通专业空调和消防管线发生碰撞，中央空调管线与消防喷淋、消火栓供水管及风管标高需重新优化。

监理方在前期审核中发现，机电安装空间小、排布难度大、安装容错率低，可采用 BIM 技术明确预留预埋施工图、二次砌筑留洞施工图、各专业综合管线施工图和综合支架施工图，并且利用 BIM 技术实现虚拟施工。

（2）解决方案。①由业主、监理牵头，指定空调专业分包安排专业 BIM 团队，采用 Revit 软件，综合各家专业单位的深化施工图，将所有本分包合同须安装的一切机械、设备、管道工程、管件工程等的详细资料显示在图中，显示内容包括位置、大小、物料、操作容积、运转重量、墙面/地面开孔的要求及设备基础等。②在原设计的基础上，确保不同专业、工种间能够互相协调配合，并保证实际安装管线的空间合理及美观性。③依照图纸要求进行定线，核查各专业进行相关安装工作的空间，核查各专业的各自管径确定标高，所有设施的位置都将保留最高净空高度以及最大工作空间。若净空高度或工作空间不够，则小管让大管、有压管让无压管、造价低的让造价高的；地下 1 层空调水管成排数量较多，其他专业单一管线应避让空调水管。④会同总包及各专业单位人员，召开专题协调会议，共同讨论管线综合空间节省问题，避免或减少不必要的交叉，对设计方案进行局部变更，从而使整体方案得到了优化。表 1 为该项目实际 BIM 优化完成的计划表图。

表 1 由暖通空调专业单位BIM团队主持完成的BIM优化计划表

（3）BIM 管线综合优化成果。①确保地下 1 层机电设备安装最低净高达到了 3.6 m 的要求。②大商业地下 1 层样板段实施优化后，变更增加弯头翻弯等，变更签证空调和消防两家专业单位，签证费合计金额 23 万元，实际节省207 万元（若不变更，则因返工、不满足空间净空要求等而增加造价约 230 万元）。

3.1.2 西双版纳万达国际旅游区傣秀剧场项目（应用于初步设计阶段—秀场屋面钢结构）

西双版纳万达国际旅游区傣秀剧场属于乙等中型剧场项目，平面布局整体成圆形，屋顶为钢架结构，秀场占地3.65 万 m2，总建筑面积为 1.95 万 m2，其中地上建筑面积1.37 万 m2，地下建筑面积 0.58 万 m2。建筑高度为 21 m，地下 2 层，地上 3 层。地下室及地上主体部分采用钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，整栋建筑外壳采用空间钢结构体系，秀场深水池为弧形墙体。

项目初步设计阶段采用了 BIM 技术，BIM 模型如图3所示。业主规划院首先在初步设计阶段选定 BIM 分包单位，为秀场屋盖及钢结构等进行 BIM 模型设计，然后将该模型交由施工图总设计单位进行施工图设计，总承包单位则开展了以下工作：（1）图纸会审及深化设计；（2）碰撞检查；（3）四维模拟；（4）模型技术交底；（5）工程量统计；（6）预制构件数字化加工；（7）物料跟踪管理。

在整个过程中，工程监理参与了由业主规划设计院组织的 BIM 模型培训和屋盖模型研讨和审核，通过 BIM 模型在设计方案比选、钢结构深化设计、演艺设施空间设计、异型表演深水池结构设计等方面提出了一些改进意见，具体工作内容如下：（1）参与图纸会审及钢结构深化设计会审；（2）在版纳公司规划副总兼秀场工程副总的指导下，对碰撞试验检查得出的碰撞点，列清单逐项核对整改情况；（3）参与模型技术交底；（4）参与审核工程量清单。

3.2 在进度控制中的应用

某大型商业综合体项目中，业主方采用 BIM 总发包模式，由总包单位进行 BIM 深化设计的总进度控制计划，BIM 模型的移交与设计图纸的移交同时进行。监理审核工程总承包单位的总进度计划，需要审核 BIM 设计模型移交时间是否满足总进度计划中招采、报规报建要求的节点时间。依据业主方要求的总体计划安排，调整 BIM 模型进度情况，然后对总进度计划、二级进度计划、周进度计划、日常工作计划进行动态调整（如图 2 所示）。

图 2 某项目业主主导经调整后的 BIM 总发包模式的进度计划

图 2 为某项目考虑到以下风险因素经调整后的 BIM 总发包模式的进度计划，由工程总承包单位进行 BIM 总承包，由总承包单位承担风险。监理单位对总承包单位的总进度计划着重审核内容为以下几个方面。

（1）BIM 模型移交时间，若存在滞后，则将意见提交给业主，由业主主导 BIM 团队调整移交时间。

（2）对由政府垄断的工程增加富余时间，或者尽量在计划中安排提前进场，交叉施工，避免垄断单位不连续施工、滞后施工。

（3）由于消防工程安装及联动涉及专业较多、工作面广，进度计划需排充足余量，避免滞后。

（4）对社会招商来的商家自行负责的装修工程，在进度计划编制调整中留有工期余地。

（5）根据整体计划要求，制订详细的证件办理及验收计划，明确验收完成时间节点，在 BIM 总发包模式进度计划中审核相应的开工、开业、移交等工期节点，以防冲突。

3.3 在质量验收中的应用

在工程建设阶段，某些业主在 BIM 平台上构建了整个建设单位的质量检查验收操作流程，监理的日常工作流程也相应作出了调整（如图 3 所示）。BIM 平台运用于项目现场检查的隐患管理流程，整合了业主质量监督部门和现场监理人员通过移动端来进行监理工作。

图 3 质量检查验收操作流程—监理单位

项目现场监理人员通过移动终端设备，实施 BIM 体系中质量管理模块中的质量控制工作，主要表现为以下 3 个流程，且均在 BIM 平台上完成填报或回复。

（1）现场检查验收的移动客户端流程：现场填报→完善填报→上传填报→现场回复→完善回复→上传回复→现场复核→完善复核→上传复核。

（2）材料设备管控流程：验收申请→监理验收。

（3）监理通知流程：通知填报→通知回复→通知复核→填报审批→回复审批→复核审批→通知查询→隐患查询。此外，监理方对材料验收的管理过程也在 BIM 平台上操作。

4 监理未来发展趋势

建筑信息模型的发展，促使监理企业改进短板，如现场人员素质低、现场主要工作注重旁站监理和安全监理等，找到监理实践和全过程咨询实践的契合点，不断探索应用 BIM 技术开展监理工作的新模式。

4.1 利用BIM云端拓展全过程咨询服务

2017 年以来，国家大力推进一系列供给侧改革措施，建设领域大力培育和推广工程总承包和全过程咨询服务，以 BIM 技术提升服务水平备受青睐，未来大量传统监理服务向高智力服务转型将成为趋势。监理单位采取并购、成立联合体等措施，依托设计院的设计管理实力，以设计为核心，将决策咨询、造价咨询、勘察设计、招标投标、工程监理融为一体，在越来越多的建设项目中采用 BIM 技术，不断地将监理服务向前端决策期服务和后端运营期服务延伸，为业主提供全过程咨询服务。

4.2 基于 BIM 云端，利用手机移动端现场即时双向传送管理信息

监理在运营期间的保修期服务，督促工程总承包单位利用 BIM 技术，提供一系列创新措施，包括运营期设备维护、建筑信息系统监控、资产管理、信息管理等。例如，建议工程总承包商对机电设备或固定资产设置二维码，依据 BIM 云端平台及 API 技术，将设备信息导出并生成二维码，张贴于需要日常维护的梁、柱、采光顶、幕墙、泛光照明、内装、园林景观及机电设备等维护人员必经之处，有效地为后期维护提供实物和技术支持。

通过手机移动端，由 BIM 云端提供相关部位的运营管理信息支持，协助物业管理人员日常管理，也便于施工和监理人员进行缺陷整改期和保修期进行监理服务，图 4 为某项目设备安装阶段基于 BIM 的运营期设备二维码运用实例。