BIM 技術(shù)在建筑水電安裝工程質(zhì)量監(jiān)督中的應(yīng)用

郝雪彥 蔣俊秋

中國建筑第七工程局有限公司（450000）

0 前言

工程監(jiān)理是保障工程質(zhì)量的制度性要求，我國的工程監(jiān)理事業(yè)在市場經(jīng)濟(jì)的大潮下也在取得新的成就， 工程質(zhì)量的監(jiān)督方式和技術(shù)更加先進(jìn)，信息化程度不斷提升，保證了工程建筑質(zhì)量。 從最初分節(jié)點的監(jiān)督管控到工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化安全管理體系，再到綜合信用評估體系雙重應(yīng)用，信息技術(shù)起到了關(guān)鍵作用。 其中BIM 技術(shù)（建筑信息模型）作為信息技術(shù)與建筑業(yè)融合的創(chuàng)新代表，在質(zhì)量監(jiān)督中將具有更高價值。

1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢和價值分析

BIM 技術(shù)在工程建筑領(lǐng)域的作用體現(xiàn)在工程項目的前期勘察、可行性分析、項目決策、規(guī)劃設(shè)計和圖紙繪制、現(xiàn)場施工、工程調(diào)度、工程監(jiān)理、竣工驗收的全過程。 研究數(shù)據(jù)表明，運用了BIM 技術(shù)的工程項目現(xiàn)場施工的返工率降低了近40%，工期加快了8%，總成本壓降了近10%。 可見，該技術(shù)對建筑行業(yè)提質(zhì)增效有顯著的作用，它的應(yīng)用價值取決于其對應(yīng)的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 可視化界面更加友好直觀

在BIM 技術(shù)應(yīng)用前，工程制圖的平臺多為CAD平臺，即計算機(jī)輔助制圖，該技術(shù)可以簡化工程計算量，提高工程計量的精確度，但是其可視化和直觀化程度不高。 傳統(tǒng)CAD 是2D 模型，無法將建筑工程的實際情況全面如實直觀反映出來，不利于設(shè)計方、施工方和決策層科學(xué)地開展工作。 BIM 技術(shù)應(yīng)用后， 將原有的CAD 平面圖紙中的多元信息進(jìn)行加工，按照相應(yīng)的算法進(jìn)行建模，并將更為直觀的可視化三維建筑模型呈現(xiàn)給用戶，能夠模擬不同技術(shù)參數(shù)下的建筑工期和各項指標(biāo)性能[1]。 同時有助于工程監(jiān)理更早更精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計問題，以便及時與設(shè)計方和施工方進(jìn)行對接，做好問題處理工作，并在后續(xù)施工中加以注意。

1.2 建筑信息的全面標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化

將建筑設(shè)計中涉及到的各類工程技術(shù)參數(shù)和施工時的建筑材料需求、工程量清單、工程人員數(shù)量、成本造價預(yù)算、監(jiān)理要點、竣工驗收要求等各類信息全部進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理后形成數(shù)據(jù)庫， 可以給工程相關(guān)方面進(jìn)行查閱、修改、完善提供方便。 如水電安裝工程項目中會有設(shè)計變更業(yè)務(wù)，有信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)互通和共享功能后，在數(shù)據(jù)鏈上的每個節(jié)點上都可以進(jìn)行設(shè)計變更，且會根據(jù)變更情況自動對環(huán)節(jié)的參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整，而不必通過人工方式再次出圖，重新進(jìn)行一遍設(shè)計流程，這樣就能減少因某要素變更引起工期延長，加快了工程的效率。

1.3 有效預(yù)防和處理沖突矛盾

從建筑水電安裝工程的長期實踐得出， 施工期間的主要工作和需要破解的難點就在于地下和地上的管道鋪設(shè)與方向設(shè)置， 因為早期的圖紙只是平面圖，難以清晰反映出豎向的排布情況，加之各部門間的數(shù)據(jù)化溝通程度低，信息傳導(dǎo)不及時，很容易造成在管道綜合排布時， 因指令變更等原因出現(xiàn)相互沖突的情況， 而分析原因后通常需要重新進(jìn)行部分項目施工，這樣既耗時又費力，還增加了成本。 BIM 技術(shù)應(yīng)用后， 矛盾預(yù)檢測和沖突化解功能就能夠有效解決該情況。 BIM 技術(shù)對水電安裝工程中各施工主體間矛盾沖突情況進(jìn)行模擬預(yù)測，并形成分析報告，提供給參與各方，參與主體以此進(jìn)行管道布局調(diào)整，對管道的標(biāo)高、規(guī)格、支持和吊裝架的距離做好精準(zhǔn)設(shè)置，以方便后續(xù)的質(zhì)量監(jiān)督。

1.4 對現(xiàn)實情況擬合度更高

運用BIM 中的4D 技術(shù)模塊，將傳統(tǒng)的空間模型和時間軸進(jìn)行聯(lián)合，可以實現(xiàn)施工工程在時間序列上的動態(tài)擬合。 該動態(tài)擬合的結(jié)果能夠以更加直觀和清晰的方式幫助參與工程的各個部門和人員，全方位監(jiān)督工程建設(shè)的質(zhì)量， 快速找到質(zhì)量短板、潛在隱患和工序的矛盾點。 該技術(shù)可以把時間序列與工程進(jìn)度結(jié)合起來，分時段分步驟為施工方提供情況模擬，以便他們更好地安排施工[2]。

1.5 有助于增強(qiáng)要素間協(xié)同配合能力

以往參與建設(shè)部門各專業(yè)領(lǐng)域人員的信息交流是平面化的抽象數(shù)據(jù)，遵循的規(guī)則和流程相對繁雜，因此在各環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏的概率就會增加。 經(jīng)過BIM 框架下的協(xié)同管理機(jī)制優(yōu)化，圍繞建筑工程的全過程搭建起一個可視化、可調(diào)節(jié)、可擬合、可共享的信息交互平臺，參與方可以無障礙地充分交換信息和意見，提高溝通效率，有效節(jié)約時間和費用成本。

2 在水電安裝工程質(zhì)量監(jiān)管過程中應(yīng)用BIM的關(guān)鍵要點

BIM 的應(yīng)用優(yōu)勢在于信息模型為監(jiān)管人員全面掌握水電安裝設(shè)施的總體布局， 特別是材料裝備、施工節(jié)點和重難點上，設(shè)計好多方位的監(jiān)督機(jī)制。 可以利用PAD 等手持終端實行現(xiàn)場監(jiān)管，第一時間查閱各類工程數(shù)據(jù)信息，對施工情況作及時的校核，并形成數(shù)字檔案長期保存。

2.1 優(yōu)化進(jìn)場施工前設(shè)計監(jiān)督方案

通過BIM 技術(shù)可視化模塊的合理應(yīng)用，對水電安裝項目的檢查關(guān)鍵點和需要抽檢的位置、要素做好全維度的標(biāo)志。 使用置信度較高的統(tǒng)計模塊確定抽查部位的頻次和數(shù)量，根據(jù)工程的時間序列做好各監(jiān)督時點的確定和內(nèi)容的先后次序安排，同時設(shè)置提示。 在圖紙的會商審查期間，監(jiān)督各部門對碰撞情況進(jìn)行商討，做好圖紙的查缺補(bǔ)漏和后續(xù)的修改變更，及時將最終圖紙信息傳送到各節(jié)點，防止多份圖紙在施工部門間使用[3]。

2.2 施工期間提高質(zhì)量監(jiān)督的效能

一是通過BIM 中的4D 和擬合功能對水電安裝中較為復(fù)雜的項目進(jìn)行擬合，監(jiān)督人員可以全面分析擬合情況，重點檢查施工計劃的合理性以及后續(xù)審批實施流程是否合規(guī)，施工單元間的技術(shù)交底是否到位，具體施工動作是否按照方案標(biāo)準(zhǔn)要求開展。 二是通過三維標(biāo)記和統(tǒng)計模塊做好材料設(shè)備的規(guī)格參數(shù)的檢查，根據(jù)大數(shù)法則等統(tǒng)計原理對用量大、頻次高的材料設(shè)備進(jìn)行抽測，信息系統(tǒng)能夠存儲所有關(guān)于它們的特征信息，幫助監(jiān)督人員快速鎖定相應(yīng)要素。 三是設(shè)備設(shè)施的安裝標(biāo)準(zhǔn)化問題監(jiān)督，主要是可視化和擬合技術(shù)的功能體現(xiàn)。 對常見的質(zhì)量問題加大抽檢力度， 指導(dǎo)相關(guān)人員做好監(jiān)督，盡量減少接地的干線和支線串聯(lián)、橋架下方電線未接地、外圍電線內(nèi)芯線接續(xù)的位置未按照標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)等情況，這些易導(dǎo)致管道布局的局部沖突，使管道的壓力突然增大進(jìn)而受損，力的警鈴距離過大，衛(wèi)浴內(nèi)部的PE 線和內(nèi)部電路沒有實行等電位聯(lián)結(jié)操作[4]。 四是結(jié)合抽樣測試方案，測試人員要開展接地、絕緣電阻、通風(fēng)管道密閉性、給排水管道的抗壓性、嚴(yán)密性和通過能力的檢測。運用BIM 后，可以利用信息系統(tǒng)對其性能進(jìn)行模擬，并對信息做好實際校對和測試結(jié)果的登記，確保檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度。

2.3 驗收階段的工程監(jiān)督

對照監(jiān)督方案、 施工過程記錄表和竣工圖紙，檢查材料設(shè)備質(zhì)量管控數(shù)據(jù)資料，查驗工程驗收流程和組織方法，核查責(zé)任單位和責(zé)任人的責(zé)任落實情況，把相關(guān)的影像數(shù)據(jù)錄入到綜合數(shù)據(jù)庫，形成工程監(jiān)督的全面全程的檔案記錄。 這一方面有利于監(jiān)督過程清晰直觀，另一方面能夠詳實記錄，追本溯源，對后續(xù)責(zé)任認(rèn)定和追查提供便捷，防止因監(jiān)管漏洞出現(xiàn)損害工程質(zhì)量的行為。

3 結(jié)語

BIM 技術(shù)在水電安裝工程中起到了重要作用，但受制于相關(guān)政策的匹配性較弱。 要全面體現(xiàn)BIM技術(shù)的應(yīng)用價值，還需要政府、行業(yè)部門和企業(yè)多方努力， 突破制約該技術(shù)平臺監(jiān)督功能發(fā)揮的瓶頸，進(jìn)一步創(chuàng)建和優(yōu)化項目監(jiān)管系統(tǒng)的信息實時交匯、動態(tài)評分和信用評價監(jiān)管控制環(huán)節(jié)，真正做到質(zhì)量監(jiān)管的高效和全方位。