BIM 技術在建筑水電安裝工程質量監督中的應用

郝雪彥 蔣俊秋

中國建筑第七工程局有限公司（450000）

0 前言

工程監理是保障工程質量的制度性要求，我國的工程監理事業在市場經濟的大潮下也在取得新的成就， 工程質量的監督方式和技術更加先進，信息化程度不斷提升，保證了工程建筑質量。 從最初分節點的監督管控到工程質量標準化安全管理體系，再到綜合信用評估體系雙重應用，信息技術起到了關鍵作用。 其中BIM 技術（建筑信息模型）作為信息技術與建筑業融合的創新代表，在質量監督中將具有更高價值。

1 BIM 技術的應用優勢和價值分析

BIM 技術在工程建筑領域的作用體現在工程項目的前期勘察、可行性分析、項目決策、規劃設計和圖紙繪制、現場施工、工程調度、工程監理、竣工驗收的全過程。 研究數據表明，運用了BIM 技術的工程項目現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，該技術對建筑行業提質增效有顯著的作用，它的應用價值取決于其對應的技術優勢，主要體現在以下幾個方面。

1.1 可視化界面更加友好直觀

在BIM 技術應用前，工程制圖的平臺多為CAD平臺，即計算機輔助制圖，該技術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，不利于設計方、施工方和決策層科學地開展工作。 BIM 技術應用后， 將原有的CAD 平面圖紙中的多元信息進行加工，按照相應的算法進行建模，并將更為直觀的可視化三維建筑模型呈現給用戶，能夠模擬不同技術參數下的建筑工期和各項指標性能[1]。 同時有助于工程監理更早更精準地發現工程設計問題，以便及時與設計方和施工方進行對接，做好問題處理工作，并在后續施工中加以注意。

1.2 建筑信息的全面標準化和數字化

將建筑設計中涉及到的各類工程技術參數和施工時的建筑材料需求、工程量清單、工程人員數量、成本造價預算、監理要點、竣工驗收要求等各類信息全部進行標準化的處理后形成數據庫， 可以給工程相關方面進行查閱、修改、完善提供方便。 如水電安裝工程項目中會有設計變更業務，有信息數據庫的數據互通和共享功能后，在數據鏈上的每個節點上都可以進行設計變更，且會根據變更情況自動對環節的參數作相應調整，而不必通過人工方式再次出圖，重新進行一遍設計流程，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與方向設置， 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，加之各部門間的數據化溝通程度低，信息傳導不及時，很容易造成在管道綜合排布時， 因指令變更等原因出現相互沖突的情況， 而分析原因后通常需要重新進行部分項目施工，這樣既耗時又費力，還增加了成本。 BIM 技術應用后， 矛盾預檢測和沖突化解功能就能夠有效解決該情況。 BIM 技術對水電安裝工程中各施工主體間矛盾沖突情況進行模擬預測，并形成分析報告，提供給參與各方，參與主體以此進行管道布局調整，對管道的標高、規格、支持和吊裝架的距離做好精準設置，以方便后續的質量監督。

1.4 對現實情況擬合度更高

運用BIM 中的4D 技術模塊，將傳統的空間模型和時間軸進行聯合，可以實現施工工程在時間序列上的動態擬合。 該動態擬合的結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，全方位監督工程建設的質量， 快速找到質量短板、潛在隱患和工序的矛盾點。 該技術可以把時間序列與工程進度結合起來，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 有助于增強要素間協同配合能力

以往參與建設部門各專業領域人員的信息交流是平面化的抽象數據，遵循的規則和流程相對繁雜，因此在各環節出現紕漏的概率就會增加。 經過BIM 框架下的協同管理機制優化，圍繞建筑工程的全過程搭建起一個可視化、可調節、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，有效節約時間和費用成本。

2 在水電安裝工程質量監管過程中應用BIM的關鍵要點

BIM 的應用優勢在于信息模型為監管人員全面掌握水電安裝設施的總體布局， 特別是材料裝備、施工節點和重難點上，設計好多方位的監督機制。 可以利用PAD 等手持終端實行現場監管，第一時間查閱各類工程數據信息，對施工情況作及時的校核，并形成數字檔案長期保存。

2.1 優化進場施工前設計監督方案

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

2.2 施工期間提高質量監督的效能

一是通過BIM 中的4D 和擬合功能對水電安裝中較為復雜的項目進行擬合，監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審批實施流程是否合規，施工單元間的技術交底是否到位，具體施工動作是否按照方案標準要求開展。 二是通過三維標記和統計模塊做好材料設備的規格參數的檢查，根據大數法則等統計原理對用量大、頻次高的材料設備進行抽測，信息系統能夠存儲所有關于它們的特征信息，幫助監督人員快速鎖定相應要素。 三是設備設施的安裝標準化問題監督，主要是可視化和擬合技術的功能體現。 對常見的質量問題加大抽檢力度， 指導相關人員做好監督，盡量減少接地的干線和支線串聯、橋架下方電線未接地、外圍電線內芯線接續的位置未按照標準架設等情況，這些易導致管道布局的局部沖突，使管道的壓力突然增大進而受損，力的警鈴距離過大，衛浴內部的PE 線和內部電路沒有實行等電位聯結操作[4]。 四是結合抽樣測試方案，測試人員要開展接地、絕緣電阻、通風管道密閉性、給排水管道的抗壓性、嚴密性和通過能力的檢測。運用BIM 后，可以利用信息系統對其性能進行模擬，并對信息做好實際校對和測試結果的登記，確保檢測結果的精準度。

2.3 驗收階段的工程監督

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

3 結語

BIM 技術在水電安裝工程中起到了重要作用，但受制于相關政策的匹配性較弱。 要全面體現BIM技術的應用價值，還需要政府、行業部門和企業多方努力， 突破制約該技術平臺監督功能發揮的瓶頸，進一步創建和優化項目監管系統的信息實時交匯、動態評分和信用評價監管控制環節，真正做到質量監管的高效和全方位。