BIM 技术在建筑水电安装工程质量监督中的应用

2021-01-07郝雪彦蒋俊秋

河南建材 2021年2期

郝雪彦蒋俊秋

中国建筑第七工程局有限公司（450000）

0 前言

工程监理是保障工程质量的制度性要求，我国的工程监理事业在市场经济的大潮下也在取得新的成就，工程质量的监督方式和技术更加先进，信息化程度不断提升，保证了工程建筑质量。从最初分节点的监督管控到工程质量标准化安全管理体系，再到综合信用评估体系双重应用，信息技术起到了关键作用。其中BIM 技术（建筑信息模型）作为信息技术与建筑业融合的创新代表，在质量监督中将具有更高价值。

1 BIM 技术的应用优势和价值分析

BIM 技术在工程建筑领域的作用体现在工程项目的前期勘察、可行性分析、项目决策、规划设计和图纸绘制、现场施工、工程调度、工程监理、竣工验收的全过程。研究数据表明，运用了BIM 技术的工程项目现场施工的返工率降低了近40%，工期加快了8%，总成本压降了近10%。可见，该技术对建筑行业提质增效有显著的作用，它的应用价值取决于其对应的技术优势，主要体现在以下几个方面。

1.1 可视化界面更加友好直观

在BIM 技术应用前，工程制图的平台多为CAD平台，即计算机辅助制图，该技术可以简化工程计算量，提高工程计量的精确度，但是其可视化和直观化程度不高。传统CAD 是2D 模型，无法将建筑工程的实际情况全面如实直观反映出来，不利于设计方、施工方和决策层科学地开展工作。 BIM 技术应用后，将原有的CAD 平面图纸中的多元信息进行加工，按照相应的算法进行建模，并将更为直观的可视化三维建筑模型呈现给用户，能够模拟不同技术参数下的建筑工期和各项指标性能[1]。同时有助于工程监理更早更精准地发现工程设计问题，以便及时与设计方和施工方进行对接，做好问题处理工作，并在后续施工中加以注意。

1.2 建筑信息的全面标准化和数字化

将建筑设计中涉及到的各类工程技术参数和施工时的建筑材料需求、工程量清单、工程人员数量、成本造价预算、监理要点、竣工验收要求等各类信息全部进行标准化的处理后形成数据库，可以给工程相关方面进行查阅、修改、完善提供方便。如水电安装工程项目中会有设计变更业务，有信息数据库的数据互通和共享功能后，在数据链上的每个节点上都可以进行设计变更，且会根据变更情况自动对环节的参数作相应调整，而不必通过人工方式再次出图，重新进行一遍设计流程，这样就能减少因某要素变更引起工期延长，加快了工程的效率。

1.3 有效预防和处理冲突矛盾

从建筑水电安装工程的长期实践得出，施工期间的主要工作和需要破解的难点就在于地下和地上的管道铺设与方向设置，因为早期的图纸只是平面图，难以清晰反映出竖向的排布情况，加之各部门间的数据化沟通程度低，信息传导不及时，很容易造成在管道综合排布时，因指令变更等原因出现相互冲突的情况，而分析原因后通常需要重新进行部分项目施工，这样既耗时又费力，还增加了成本。 BIM 技术应用后，矛盾预检测和冲突化解功能就能够有效解决该情况。 BIM 技术对水电安装工程中各施工主体间矛盾冲突情况进行模拟预测，并形成分析报告，提供给参与各方，参与主体以此进行管道布局调整，对管道的标高、规格、支持和吊装架的距离做好精准设置，以方便后续的质量监督。

1.4 对现实情况拟合度更高

运用BIM 中的4D 技术模块，将传统的空间模型和时间轴进行联合，可以实现施工工程在时间序列上的动态拟合。该动态拟合的结果能够以更加直观和清晰的方式帮助参与工程的各个部门和人员，全方位监督工程建设的质量，快速找到质量短板、潜在隐患和工序的矛盾点。该技术可以把时间序列与工程进度结合起来，分时段分步骤为施工方提供情况模拟，以便他们更好地安排施工[2]。

1.5 有助于增强要素间协同配合能力

以往参与建设部门各专业领域人员的信息交流是平面化的抽象数据，遵循的规则和流程相对繁杂，因此在各环节出现纰漏的概率就会增加。经过BIM 框架下的协同管理机制优化，围绕建筑工程的全过程搭建起一个可视化、可调节、可拟合、可共享的信息交互平台，参与方可以无障碍地充分交换信息和意见，提高沟通效率，有效节约时间和费用成本。

2 在水电安装工程质量监管过程中应用BIM的关键要点

BIM 的应用优势在于信息模型为监管人员全面掌握水电安装设施的总体布局，特别是材料装备、施工节点和重难点上，设计好多方位的监督机制。可以利用PAD 等手持终端实行现场监管，第一时间查阅各类工程数据信息，对施工情况作及时的校核，并形成数字档案长期保存。

2.1 优化进场施工前设计监督方案

通过BIM 技术可视化模块的合理应用，对水电安装项目的检查关键点和需要抽检的位置、要素做好全维度的标志。使用置信度较高的统计模块确定抽查部位的频次和数量，根据工程的时间序列做好各监督时点的确定和内容的先后次序安排，同时设置提示。在图纸的会商审查期间，监督各部门对碰撞情况进行商讨，做好图纸的查缺补漏和后续的修改变更，及时将最终图纸信息传送到各节点，防止多份图纸在施工部门间使用[3]。

2.2 施工期间提高质量监督的效能

一是通过BIM 中的4D 和拟合功能对水电安装中较为复杂的项目进行拟合，监督人员可以全面分析拟合情况，重点检查施工计划的合理性以及后续审批实施流程是否合规，施工单元间的技术交底是否到位，具体施工动作是否按照方案标准要求开展。二是通过三维标记和统计模块做好材料设备的规格参数的检查，根据大数法则等统计原理对用量大、频次高的材料设备进行抽测，信息系统能够存储所有关于它们的特征信息，帮助监督人员快速锁定相应要素。三是设备设施的安装标准化问题监督，主要是可视化和拟合技术的功能体现。对常见的质量问题加大抽检力度，指导相关人员做好监督，尽量减少接地的干线和支线串联、桥架下方电线未接地、外围电线内芯线接续的位置未按照标准架设等情况，这些易导致管道布局的局部冲突，使管道的压力突然增大进而受损，力的警铃距离过大，卫浴内部的PE 线和内部电路没有实行等电位联结操作[4]。四是结合抽样测试方案，测试人员要开展接地、绝缘电阻、通风管道密闭性、给排水管道的抗压性、严密性和通过能力的检测。运用BIM 后，可以利用信息系统对其性能进行模拟，并对信息做好实际校对和测试结果的登记，确保检测结果的精准度。

2.3 验收阶段的工程监督

对照监督方案、施工过程记录表和竣工图纸，检查材料设备质量管控数据资料，查验工程验收流程和组织方法，核查责任单位和责任人的责任落实情况，把相关的影像数据录入到综合数据库，形成工程监督的全面全程的档案记录。这一方面有利于监督过程清晰直观，另一方面能够详实记录，追本溯源，对后续责任认定和追查提供便捷，防止因监管漏洞出现损害工程质量的行为。