BIM在工程監(jiān)理中的多維度應用探索

熊志群，張靜玉 （.浙江江南工程管理股份有限公司， 浙江 杭州 30007 ；.江蘇科技大學， 江蘇 鎮(zhèn)江 003）

0 引 言

建筑信息模型（BIM）是采用數(shù)字模型對項目進行設計、建造以及運營管理的全過程，實現(xiàn)了繪圖從二維向三維的轉變，使建筑信息可直觀地表達出來。2005 年，AGC正式將“BIM”定義為了一個“模擬建造與運營過程的計算機技術”，這時 BIM 的概念開始逐漸向建筑全生命周期的各個管理維度上進行擴展。2017 年 7 月 1 日，《建筑工程信息模型應用統(tǒng)一標準》正式實施，國內 BIM 的應用標準翻越了空白時代，開啟了新的篇章[1]。中國工程院院士、清華大學信息科學技術學院院長孫家廣曾提出：“通過BIM 及相關信息技術整合建筑行業(yè)產業(yè)鏈資源，構建基于行業(yè)特征的信息模型，實現(xiàn)全產業(yè)鏈的信息集成、共享和協(xié)作。”工程監(jiān)理作為全過程工程咨詢中的重要構成，BIM技術的應用也將成為其不可或缺的一部分。

1 BIM 技術在工程監(jiān)理的應用優(yōu)勢

1.1 傳統(tǒng)工程監(jiān)理的特點

傳統(tǒng)工程監(jiān)理的工作特點主要表現(xiàn)為以下幾方面。

（1）工作階段較為集中。監(jiān)理工作集中在項目施工階段，其主要工作內容是對工程施工過程中的質量、進度、成本進行督查與協(xié)調，基本上是采用巡查的方式進行，這也造成了監(jiān)理方在發(fā)現(xiàn)工程問題時往往處于被動狀態(tài)，難以提前預知施工質量、安全等問題。

（2）信息傳遞相對滯后。傳統(tǒng)的監(jiān)理工作人員主要是通過記錄簿以及項目現(xiàn)場工作人員來傳遞工程信息，由此帶來許多問題，包括消息傳達滯后、項目參建各方溝通較慢、工程問題無法及時解決等，最終因缺少及時有效的工程信息而耽誤管理決策[2]。

1.2 BIM技術應用對監(jiān)理工作管理的提高作用

相比于傳統(tǒng)的工程監(jiān)理，BIM 技術主要是利用數(shù)字化模型來實現(xiàn)工程項目的多方位“可視化”，使項目從以往的二維圖紙呈現(xiàn)轉變成三維，甚至還能擴展為四維和五維等狀態(tài)[3]。因此，在工程監(jiān)理中應用 BIM 技術，監(jiān)理工作人員就能通過 BIM 模型提取項目的質量、設計深度、關鍵節(jié)點等施工模擬信息，既可審查模型的質量和深度，又能實現(xiàn)對質量、進度、成本的事前控制。因此，工程監(jiān)理工作在 BIM 技術的支持下，可同時達到“項目各環(huán)節(jié)可視化”“問題早發(fā)現(xiàn)”“信息共享及時”的目的，對監(jiān)理方的工作效率及質量有很大的提升作用。

2 BIM 在建筑全生命周期中的多維度管理作用

建筑的全生命周期主要包括建筑工程的規(guī)劃、設計、施工以及運營階段（如圖 1 所示）。BIM 技術的運用，可從進度、投資、招標、合同、質量安全等多維度對工程項目進行有序化、規(guī)范化管理。

圖 1 BIM在建筑全生命周期中的應用

（1）規(guī)劃階段。監(jiān)理方應結合 BIM 中的建筑信息和編制監(jiān)理規(guī)劃，分析場地的合理性，事先做好未來可能遇到施工、安全等問題的預測，以便做好事前控制。

（2）設計階段。監(jiān)理方須對業(yè)主提供的 BIM 模型及CAD圖紙進行全面對比審查，查找工程項目中出現(xiàn)的錯、漏、碰、缺等設計錯誤，從而提高設計質量，減少施工現(xiàn)場的變更，為業(yè)主降低成本。

（3）施工階段。項目監(jiān)理工作者根據(jù)雙方合約，采用BIM 中的模擬等技術對項目的進度、質量以及成本進行實時監(jiān)督管理，及時反饋工程的進度完成情況、工程變更等情況，做好動態(tài)跟蹤控制，以保證工程進展在業(yè)主預期范圍內[4]。

（4）項目運營階段。監(jiān)理工作主要是通過 BIM 云端，對維護計劃實行全程跟蹤提醒，督促施工單位到期的維護工作。

3 BIM 技術在工程監(jiān)理中的實踐應用

3.1 在設計審核階段的應用

3.1.1 荊門萬達廣場項目（應用于施工圖設計階段—大商業(yè)地下室部分地管線綜合樣板段）

荊門萬達廣場總建筑面積約 72.94 萬 m2，其中：地上建筑面積為 56 萬 m2，地下建筑面積 13.5 萬 m2；A 區(qū)大商業(yè)地上 4 層～5 層，地下 2 層，總建筑面積 14.5 萬 m2。在地下 1 層機電管線綜合中樣板段，初步采用了管線綜合BIM 設計。

（1）提出問題。監(jiān)理單位參與參建各專業(yè)單位的 BIM問題專題協(xié)調會后，形成設計校核表，建立設計校核表臺賬匯總，提出以下問題：①BIM 模型深度達不到要求；②模型中暫未體現(xiàn)的內容較多，缺少部分專業(yè)圖紙；③錯漏碰撞、凈空尺寸及軸線定位不明確；④二次砌筑進場早，后期開洞量大；⑤為保證大商業(yè)地下 1 層凈高 5.7 m，要求安裝管線后最低凈空 3.5 m，盡量做到 3.6 m，在地下超市入口卸貨平臺等處，暖通專業(yè)空調和消防管線發(fā)生碰撞，中央空調管線與消防噴淋、消火栓供水管及風管標高需重新優(yōu)化。

監(jiān)理方在前期審核中發(fā)現(xiàn)，機電安裝空間小、排布難度大、安裝容錯率低，可采用 BIM 技術明確預留預埋施工圖、二次砌筑留洞施工圖、各專業(yè)綜合管線施工圖和綜合支架施工圖，并且利用 BIM 技術實現(xiàn)虛擬施工。

（2）解決方案。①由業(yè)主、監(jiān)理牽頭，指定空調專業(yè)分包安排專業(yè) BIM 團隊，采用 Revit 軟件，綜合各家專業(yè)單位的深化施工圖，將所有本分包合同須安裝的一切機械、設備、管道工程、管件工程等的詳細資料顯示在圖中，顯示內容包括位置、大小、物料、操作容積、運轉重量、墻面/地面開孔的要求及設備基礎等。②在原設計的基礎上，確保不同專業(yè)、工種間能夠互相協(xié)調配合，并保證實際安裝管線的空間合理及美觀性。③依照圖紙要求進行定線，核查各專業(yè)進行相關安裝工作的空間，核查各專業(yè)的各自管徑確定標高，所有設施的位置都將保留最高凈空高度以及最大工作空間。若凈空高度或工作空間不夠，則小管讓大管、有壓管讓無壓管、造價低的讓造價高的；地下 1 層空調水管成排數(shù)量較多，其他專業(yè)單一管線應避讓空調水管。④會同總包及各專業(yè)單位人員，召開專題協(xié)調會議，共同討論管線綜合空間節(jié)省問題，避免或減少不必要的交叉，對設計方案進行局部變更，從而使整體方案得到了優(yōu)化。表 1 為該項目實際 BIM 優(yōu)化完成的計劃表圖。

表 1 由暖通空調專業(yè)單位BIM團隊主持完成的BIM優(yōu)化計劃表

（3）BIM 管線綜合優(yōu)化成果。①確保地下 1 層機電設備安裝最低凈高達到了 3.6 m 的要求。②大商業(yè)地下 1 層樣板段實施優(yōu)化后，變更增加彎頭翻彎等，變更簽證空調和消防兩家專業(yè)單位，簽證費合計金額 23 萬元，實際節(jié)省207 萬元（若不變更，則因返工、不滿足空間凈空要求等而增加造價約 230 萬元）。

3.1.2 西雙版納萬達國際旅游區(qū)傣秀劇場項目（應用于初步設計階段—秀場屋面鋼結構）

西雙版納萬達國際旅游區(qū)傣秀劇場屬于乙等中型劇場項目，平面布局整體成圓形，屋頂為鋼架結構，秀場占地3.65 萬 m2，總建筑面積為 1.95 萬 m2，其中地上建筑面積1.37 萬 m2，地下建筑面積 0.58 萬 m2。建筑高度為 21 m，地下 2 層，地上 3 層。地下室及地上主體部分采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系，整棟建筑外殼采用空間鋼結構體系，秀場深水池為弧形墻體。

項目初步設計階段采用了 BIM 技術，BIM 模型如圖3所示。業(yè)主規(guī)劃院首先在初步設計階段選定 BIM 分包單位，為秀場屋蓋及鋼結構等進行 BIM 模型設計，然后將該模型交由施工圖總設計單位進行施工圖設計，總承包單位則開展了以下工作：（1）圖紙會審及深化設計；（2）碰撞檢查；（3）四維模擬；（4）模型技術交底；（5）工程量統(tǒng)計；（6）預制構件數(shù)字化加工；（7）物料跟蹤管理。

在整個過程中，工程監(jiān)理參與了由業(yè)主規(guī)劃設計院組織的 BIM 模型培訓和屋蓋模型研討和審核，通過 BIM 模型在設計方案比選、鋼結構深化設計、演藝設施空間設計、異型表演深水池結構設計等方面提出了一些改進意見，具體工作內容如下：（1）參與圖紙會審及鋼結構深化設計會審；（2）在版納公司規(guī)劃副總兼秀場工程副總的指導下，對碰撞試驗檢查得出的碰撞點，列清單逐項核對整改情況；（3）參與模型技術交底；（4）參與審核工程量清單。

3.2 在進度控制中的應用

某大型商業(yè)綜合體項目中，業(yè)主方采用 BIM 總發(fā)包模式，由總包單位進行 BIM 深化設計的總進度控制計劃，BIM 模型的移交與設計圖紙的移交同時進行。監(jiān)理審核工程總承包單位的總進度計劃，需要審核 BIM 設計模型移交時間是否滿足總進度計劃中招采、報規(guī)報建要求的節(jié)點時間。依據(jù)業(yè)主方要求的總體計劃安排，調整 BIM 模型進度情況，然后對總進度計劃、二級進度計劃、周進度計劃、日常工作計劃進行動態(tài)調整（如圖 2 所示）。

圖 2 某項目業(yè)主主導經(jīng)調整后的 BIM 總發(fā)包模式的進度計劃

圖 2 為某項目考慮到以下風險因素經(jīng)調整后的 BIM 總發(fā)包模式的進度計劃，由工程總承包單位進行 BIM 總承包，由總承包單位承擔風險。監(jiān)理單位對總承包單位的總進度計劃著重審核內容為以下幾個方面。

（1）BIM 模型移交時間，若存在滯后，則將意見提交給業(yè)主，由業(yè)主主導 BIM 團隊調整移交時間。

（2）對由政府壟斷的工程增加富余時間，或者盡量在計劃中安排提前進場，交叉施工，避免壟斷單位不連續(xù)施工、滯后施工。

（3）由于消防工程安裝及聯(lián)動涉及專業(yè)較多、工作面廣，進度計劃需排充足余量，避免滯后。

（4）對社會招商來的商家自行負責的裝修工程，在進度計劃編制調整中留有工期余地。

（5）根據(jù)整體計劃要求，制訂詳細的證件辦理及驗收計劃，明確驗收完成時間節(jié)點，在 BIM 總發(fā)包模式進度計劃中審核相應的開工、開業(yè)、移交等工期節(jié)點，以防沖突。

3.3 在質量驗收中的應用

在工程建設階段，某些業(yè)主在 BIM 平臺上構建了整個建設單位的質量檢查驗收操作流程，監(jiān)理的日常工作流程也相應作出了調整（如圖 3 所示）。BIM 平臺運用于項目現(xiàn)場檢查的隱患管理流程，整合了業(yè)主質量監(jiān)督部門和現(xiàn)場監(jiān)理人員通過移動端來進行監(jiān)理工作。

圖 3 質量檢查驗收操作流程—監(jiān)理單位

項目現(xiàn)場監(jiān)理人員通過移動終端設備，實施 BIM 體系中質量管理模塊中的質量控制工作，主要表現(xiàn)為以下 3 個流程，且均在 BIM 平臺上完成填報或回復。

（1）現(xiàn)場檢查驗收的移動客戶端流程：現(xiàn)場填報→完善填報→上傳填報→現(xiàn)場回復→完善回復→上傳回復→現(xiàn)場復核→完善復核→上傳復核。

（2）材料設備管控流程：驗收申請→監(jiān)理驗收。

（3）監(jiān)理通知流程：通知填報→通知回復→通知復核→填報審批→回復審批→復核審批→通知查詢→隱患查詢。此外，監(jiān)理方對材料驗收的管理過程也在 BIM 平臺上操作。

4 監(jiān)理未來發(fā)展趨勢

建筑信息模型的發(fā)展，促使監(jiān)理企業(yè)改進短板，如現(xiàn)場人員素質低、現(xiàn)場主要工作注重旁站監(jiān)理和安全監(jiān)理等，找到監(jiān)理實踐和全過程咨詢實踐的契合點，不斷探索應用 BIM 技術開展監(jiān)理工作的新模式。

4.1 利用BIM云端拓展全過程咨詢服務

2017 年以來，國家大力推進一系列供給側改革措施，建設領域大力培育和推廣工程總承包和全過程咨詢服務，以 BIM 技術提升服務水平備受青睞，未來大量傳統(tǒng)監(jiān)理服務向高智力服務轉型將成為趨勢。監(jiān)理單位采取并購、成立聯(lián)合體等措施，依托設計院的設計管理實力，以設計為核心，將決策咨詢、造價咨詢、勘察設計、招標投標、工程監(jiān)理融為一體，在越來越多的建設項目中采用 BIM 技術，不斷地將監(jiān)理服務向前端決策期服務和后端運營期服務延伸，為業(yè)主提供全過程咨詢服務。

4.2 基于 BIM 云端，利用手機移動端現(xiàn)場即時雙向傳送管理信息

監(jiān)理在運營期間的保修期服務，督促工程總承包單位利用 BIM 技術，提供一系列創(chuàng)新措施，包括運營期設備維護、建筑信息系統(tǒng)監(jiān)控、資產管理、信息管理等。例如，建議工程總承包商對機電設備或固定資產設置二維碼，依據(jù) BIM 云端平臺及 API 技術，將設備信息導出并生成二維碼，張貼于需要日常維護的梁、柱、采光頂、幕墻、泛光照明、內裝、園林景觀及機電設備等維護人員必經(jīng)之處，有效地為后期維護提供實物和技術支持。

通過手機移動端，由 BIM 云端提供相關部位的運營管理信息支持，協(xié)助物業(yè)管理人員日常管理，也便于施工和監(jiān)理人員進行缺陷整改期和保修期進行監(jiān)理服務，圖 4 為某項目設備安裝階段基于 BIM 的運營期設備二維碼運用實例。

圖 4 某項目設備安裝階段基于 BIM 的運營期設備二維碼運用

5 結 語

BIM 技術提升并延伸了監(jiān)理工作的深度和廣度，改進了監(jiān)理運營期的工作流程，在運營期開始之前，監(jiān)理建議并參與利用 BIM 技術創(chuàng)新，提升設計階段的決策水平和運營期的物業(yè)管理水平，以期擁抱全過程咨詢、建筑信息化新時代的美好未來。