BIM技術(shù)施工管理質(zhì)量研究

武沛濤

（哈爾濱空港新城建設(shè)發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001）

BIM技術(shù)自提出以來，受到國內(nèi)外專家、學(xué)者和建筑界的廣泛關(guān)注。通過BIM技術(shù)可以實現(xiàn)建筑行業(yè)所有參與者的信息協(xié)作，推進設(shè)計、施工、運營和維護一體化管理，為建筑產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造條件，提高建筑業(yè)競爭力。BIM技術(shù)可以在建設(shè)項目整個施工過程中進行預(yù)測和控制，改進傳統(tǒng)的質(zhì)量管理，更好地控制施工質(zhì)量，使施工技術(shù)管理朝著集成化方向發(fā)展，更注重建筑整體使用的便利性和舒適性。另外，通過BIM平臺，我們可以讓所有項目合作方都能直觀地了解項目信息，體驗項目完成后的效果，提高溝通效率，更好地滿足業(yè)主的個人需求。因此，應(yīng)用BIM技術(shù)可提高技術(shù)的總體質(zhì)量水平。

1 施工質(zhì)量管理存在的問題

1.1 質(zhì)量預(yù)控過程欠缺

質(zhì)量管理可分為施工前控制、過程控制和施工后控制。部分管理者并不重視設(shè)計、施工制度、技術(shù)交底、樣品制作等方面的施工前管理。制度和交底不具有針對性，施工制度或施工模式未達到可施工標準。例如，在一些工程中，把方案信息納入了數(shù)據(jù)框，但無法充分起到作用，導(dǎo)致質(zhì)量控制不到位。而出現(xiàn)質(zhì)量問題不僅會浪費大量的時間和金錢，甚至還會威脅人身安全。一些項目反饋的整改問題不明確，出現(xiàn)問題不能總結(jié)出相應(yīng)預(yù)防措施，質(zhì)量控制效果大打折扣。其中，也存在一些無法改變的質(zhì)量問題，例如，沒有提前合理安排機艙內(nèi)設(shè)備位置，雖然不影響系統(tǒng)正常運行和使用，也會造成設(shè)備擺放混亂、空間使用不當?shù)葐栴}。如果重新安裝，又會增加大量成本。

1.2 各施工流程協(xié)調(diào)性不強

在質(zhì)量管理中，由于工作類型多、體系多，質(zhì)量集成度不高，不同類型的施工之間缺乏溝通，有些施工方只考慮到他們自身的質(zhì)量，而沒有考慮其他施工流程的質(zhì)量。不能從工程的全局考慮施工質(zhì)量，導(dǎo)致質(zhì)量問題地發(fā)生。

有些項目沒有進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，從而影響了使用功能。比如，濕式夾持閥附近沒有設(shè)置排水溝，這樣排出的水只能在地面上流動，雖然可以流入遠處的排水樓，但使用起來不便利。還有一些工程因?qū)I(yè)間信息溝通不暢而出現(xiàn)質(zhì)量問題，如墻面裝飾，在未通知其他專家的情況下改變材料厚度，致使一些管道或閥門部件離墻面較遠，半明半暗。在一些工程中雖然滿足各系統(tǒng)質(zhì)量控制的要求，但由于沒有進行整體協(xié)調(diào)，將影響建筑發(fā)揮整體功能。如吊頂內(nèi)各系統(tǒng)管線的安裝雖符合相關(guān)要求，但如果出現(xiàn)安裝不統(tǒng)一、不協(xié)調(diào)、布置不當、占用空間過大、吊頂高度降低等情況，都會影響整體的使用效果。

2 BIM技術(shù)的施工質(zhì)量管理流程

2.1 BIM技術(shù)的施工質(zhì)量管理實施路線

應(yīng)用和推廣BIM技術(shù)是一個頂層設(shè)計與基礎(chǔ)創(chuàng)新相結(jié)合的過程，實施BIM技術(shù)，必須要建立一個專門的BIM組織來制定BIM發(fā)展規(guī)劃，選擇和采購相關(guān)的BIM軟件，配備符合要求的計算機，培養(yǎng)BIM人才，在企業(yè)應(yīng)用和推廣BIM技術(shù)?，F(xiàn)階段的BIM技術(shù)應(yīng)用主要因軟件不兼容、硬件要求高、BIM技術(shù)人員缺乏且經(jīng)驗不足等問題而受到限制。公司應(yīng)用BIM技術(shù)時，首先要制定BIM開發(fā)計劃，選擇符合BIM軟件配置要求的應(yīng)用軟件，以及合適的項目作為BIM應(yīng)用試點，并在試點基礎(chǔ)上，審查BIM項目組織機構(gòu)和業(yè)務(wù)流程設(shè)置，總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗，制定和優(yōu)化BIM管理標準、模型標準及其他規(guī)章制度，進一步提高公司質(zhì)量管理體系。

2.2 項目BIM技術(shù)實施方法

首先，應(yīng)建立基于BIM技術(shù)的管理機構(gòu)，安排BIM技術(shù)員工，配備相應(yīng)的軟硬件并進行BIM操作培訓(xùn)，通過分析項目管理、質(zhì)量管理的重難點，確定基于BIM技術(shù)質(zhì)量管理的主要應(yīng)用部位和要點。其次，制定BIM模型標準和工作計劃，形成項目方案，達到以BIM技術(shù)進行項目管理的目的。

2.3 BIM技術(shù)組織機構(gòu)的設(shè)計

BIM技術(shù)的實施不僅是一種軟件應(yīng)用，更是一種項目管理的變革模式。我們必須優(yōu)化原有的項目組織結(jié)構(gòu)、人員設(shè)置以及質(zhì)量管理流程，重視BIM技術(shù)的發(fā)揮。應(yīng)用BIM技術(shù)進行質(zhì)量管理時，要建立相應(yīng)的人員和組織，明確各部門和員工的職責(zé)。員工組成必須由專人（BIM經(jīng)理）組織、協(xié)調(diào)和管理。BIM技術(shù)以建筑模型為基礎(chǔ)，必須配備BIM建模人員（BIM工程師），包括主體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、裝飾裝修、給排水、通風(fēng)空調(diào)、電氣工程等專業(yè)人員。建模人員不僅要熟練使用BIM軟件，還要有一定的專業(yè)施工經(jīng)驗，對設(shè)計要求的相關(guān)標準、規(guī)范、規(guī)程、圖集有一定程度的了解。

建模后，必須對模型進行優(yōu)化和調(diào)整，BIM建模人員必須管理和審查模型的優(yōu)化和調(diào)整，并提交建議；符合模型的合理性，項目管理質(zhì)量管理人員通過BIM技術(shù)實施質(zhì)量、進度和成本管理，提高可管理性，促進項目的發(fā)展。

3 BIM技術(shù)的案例分析

3.1 工程概況

項目a位于北京市朝陽區(qū)，總建筑面積135 797m2，總高度180m，地下三層，地上一層為主樓。地面主體建筑主要功能為辦公、會議、演播室，地下室為車庫、機電機房；展板主要功能為報告廳、博物館、食堂。該項目是以圓為基礎(chǔ)，逐漸發(fā)展到三維動態(tài)雙曲形式。該工程機電系統(tǒng)建設(shè)完整，安裝復(fù)雜。具備給排水采暖、智能建筑、通風(fēng)空調(diào)、電梯等技術(shù)應(yīng)用。該項目是公司第一批BIM試點項目，項目選擇以BIM技術(shù)在機電安裝質(zhì)量管理中的應(yīng)用為突破口。結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)和裝修計劃，建立相應(yīng)的質(zhì)量管理體系，初步確定BIM實施標準，實施基于BIM技術(shù)的建筑質(zhì)量管理。BIM技術(shù)是解決設(shè)計問題、提高質(zhì)量管理水平、實現(xiàn)工程質(zhì)量目標的有效手段。試點匯集了BIM技術(shù)推廣的管理經(jīng)驗。

3.2 工程特點及安裝施工難點

3.2.1 施工管理難度大

共有21個單位參與施工，施工界面劃分交叉復(fù)雜，施工方法多樣，管理協(xié)調(diào)困難。

3.2.2 裝修施工難度大

工程造型按流線單張雙曲面布置，室內(nèi)布局呈曲線狀或不規(guī)則狀，這是室內(nèi)建筑中墻、屋頂、地板等材料的深化設(shè)計、加工和安裝的一大難點。

3.2.3 工程體量大，機電系統(tǒng)復(fù)雜

項目擁有獨立機電設(shè)備60余臺，其他設(shè)備2600余臺；架空和管井分布水管18.3萬米；每間設(shè)備房安裝水和采暖通風(fēng)系統(tǒng)740余套；強弱電連接5.3萬米，配電箱1 355個，分布在每一層；有300多個管波，個別狹小空間里有10多個垂直管波。管道及連接方式多，配件多，管道布置安裝困難；吊頂內(nèi)系統(tǒng)線路多，11條專業(yè)管線為一個整體。風(fēng)管及縮管占用房屋吊頂空間，綜合布置困難；空調(diào)管道管徑大，設(shè)備規(guī)模大，管道設(shè)備安裝施工難度大。

3.2.4 結(jié)構(gòu)異形，機電系統(tǒng)安裝難度大

機電專業(yè)系統(tǒng)管道體積大，主體結(jié)構(gòu)為雙曲面形狀，建筑物內(nèi)墻體多為拱墻，結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致機電系統(tǒng)安裝困難。芯管位于小弧形彎管內(nèi)，機電管道的走向必須與芯管一致，導(dǎo)致機電管道的制作和安裝相對困難；管道輪廓空域呈扇形，空調(diào)室內(nèi)機組及風(fēng)道布置復(fù)雜；地下室設(shè)備多，設(shè)備形狀、管徑大，也很難安裝。

4 BIM技術(shù)質(zhì)量管理的實施

項目部成立了BIM團隊，由一名BIM經(jīng)理、2名專業(yè)BIM主任和7名專業(yè)BIM工程師組成。所有專業(yè)BIM工程師均為項目技術(shù)質(zhì)量管理人員，具有豐富的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗和BIM建模能力。各領(lǐng)域的預(yù)處理器均采用BIM技術(shù)，BIM團隊制定了項目部BIM標準，定義了協(xié)作工作和建模標準，團隊成員需在統(tǒng)一標準下創(chuàng)建模型。建模和細節(jié)設(shè)計過程被標準化，以避免重復(fù)工作，并促進團隊與不同單位之間的溝通與協(xié)調(diào)。

建模標準定義了各系統(tǒng)管道的設(shè)計深度、名稱顏色、BIM族庫管理等，對各專業(yè)建模工作的協(xié)調(diào)具有實用性，避免了各專業(yè)模型無法集成的問題，保證了模型的整體效果。第一階段，設(shè)計建模。包括設(shè)計圖紙的審核、管道重疊和預(yù)放樣、建模標準和模型模板文件的創(chuàng)建；第二階段，結(jié)構(gòu)施工階段。重點圍繞機電管線綜合布置、主土建結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)造型；第三階段，深化建模。是對計算機空間的深化和裝飾造型的深化，如燈具、感煙器、風(fēng)口集中等。碰撞試驗中，在各階段進行優(yōu)化和調(diào)整，并根據(jù)機艙不規(guī)則性，將相應(yīng)的建模結(jié)果提供給設(shè)計者和業(yè)主審批。BIM技術(shù)優(yōu)化了機房、廠房布置和管道布置，保證了安裝質(zhì)量?？照{(diào)房施工時，將廠房載入項目模型，確定設(shè)備的最佳安裝方式，設(shè)置空調(diào)進出方向，合理布置風(fēng)道方向和布局。優(yōu)化286臺風(fēng)管布置，既保證了風(fēng)管安裝方向合理，又少消耗了686個風(fēng)管配件。應(yīng)用BIM技術(shù)安排機位，不僅機電安裝效果達標，而且更加合理、有序可靠。

通過綜合優(yōu)化公共空間管線，有效利用了建筑空間，提高了吊頂高度，保證了管線位置和支吊架設(shè)置標準化、合理化，為施工和維護提供了基本條件。在此過程中，通過三維虛擬漫游和剖面圖，將BIM技術(shù)形成的深層施工模型呈現(xiàn)給施工單位和業(yè)主進行驗證，使業(yè)主直觀地感受到施工的最終效果。在符合設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，滿足業(yè)主的個性化需求，增強業(yè)主滿意度。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)體現(xiàn)了全面質(zhì)量管理的理念，是施工技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)化、信息化質(zhì)量管理的基礎(chǔ)和有效途徑。通過BIM技術(shù)來提高建筑工程整體施工效率與質(zhì)量、優(yōu)化設(shè)計水平、降低建筑施工成本。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅將建筑結(jié)構(gòu)的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計模式轉(zhuǎn)向三維結(jié)構(gòu)設(shè)計，也預(yù)示著我國的施工管理技術(shù)將會全面采用信息模型模擬建筑結(jié)構(gòu)，從而更高效地完成建筑項目。