建設(shè)工程 BIM 技術(shù)應(yīng)用的探討

鄭 煜

（云南城市建設(shè)工程咨詢有限公司，云南 昆明650228）

0 引 言

監(jiān)理受建設(shè)單位委托，在施工階段對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度和造價(jià)進(jìn)行控制，對(duì)合同和信息進(jìn)行管理，對(duì)各建設(shè)方的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，并履行建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理法定職責(zé)。工程監(jiān)理的工作方法有現(xiàn)場(chǎng)記錄、發(fā)布文件、旁站監(jiān)理、平行檢驗(yàn)、巡視檢查和會(huì)議協(xié)調(diào)等。在傳統(tǒng)監(jiān)理模式下，監(jiān)理工作方式較為單一、信息管理方式相對(duì)落后。隨著BIM 技術(shù)成為傳統(tǒng)建筑生產(chǎn)模式的戰(zhàn)略手段，如今橋梁、道路和房屋建筑行業(yè)均在推動(dòng) BIM 技術(shù)的研究與應(yīng)用，BIM 的優(yōu)點(diǎn)在上海中心大廈、北京中國(guó)尊等重大項(xiàng)目中已逐漸體現(xiàn)出來。

事實(shí)上，BIM 技術(shù)的可視化、便捷化和信息完備化特點(diǎn)，可以給監(jiān)理企業(yè)在投資控制、質(zhì)量控制、進(jìn)度控制等方面帶來幫助。在投資控制方面，通過 BIM 技術(shù)對(duì)造價(jià)機(jī)構(gòu)與施工單位完成項(xiàng)目的估價(jià)及竣工結(jié)算后，可形成帶有 BIM參數(shù)的電子資料，最終形成對(duì)歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)及市場(chǎng)信息的積累與共享；在項(xiàng)目投資決策階段，監(jiān)理根據(jù) BIM 模型數(shù)據(jù)，可調(diào)用與擬建項(xiàng)目相似工程的造價(jià)數(shù)據(jù)，高效快速地估算出規(guī)劃項(xiàng)目的總投資額；在質(zhì)量、進(jìn)度控制方面，BIM 可進(jìn)行三維空間的模擬碰撞檢查，優(yōu)化凈空及各構(gòu)件間的矛盾和管線排布方案，減少由各構(gòu)件及設(shè)備管線碰撞等引起的拆裝、返工和浪費(fèi)；在信息、合同管理和建筑工程各方協(xié)調(diào)方面，BIM 技術(shù)可將建設(shè)生命周期中各階段中的各相關(guān)信息進(jìn)行高度集成，保證上一階段的信息能傳遞到以后各個(gè)階段，從而使建設(shè)各方能獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

BIM 技術(shù)在監(jiān)理工作中的應(yīng)用，雖然還處在初級(jí)階段，但為促進(jìn)監(jiān)理行業(yè)的發(fā)展，提高監(jiān)理信息化、精細(xì)化的管理和控制水平，提供了一個(gè)有力的工具和平臺(tái)。

云南城市建設(shè)工程咨詢有限公司（以下簡(jiǎn)稱“YMCC”）自主研發(fā)了“建設(shè)監(jiān)理工作 BIM 技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)”（軟件著作權(quán)登記號(hào)4290554，以下簡(jiǎn)稱“應(yīng)用平臺(tái)”）。現(xiàn)結(jié)合應(yīng)用平臺(tái)的運(yùn)行情況，就工程咨詢企業(yè)信息化應(yīng)用，與同行商榷。

1 企業(yè)基本情況

YMCC 于1993年成立，是全國(guó)文明單位，全國(guó)建設(shè)系統(tǒng)先進(jìn)集體，國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，云南省首批“建設(shè)工程監(jiān)理”“建設(shè)工程項(xiàng)目管理”試點(diǎn)單位，具有國(guó)家多部委頒發(fā)的工程監(jiān)理綜合資質(zhì)、建設(shè)工程項(xiàng)目管理資質(zhì)、工程造價(jià)咨詢甲級(jí)資質(zhì)、AAA 級(jí)信用企業(yè)、工程咨詢甲級(jí)資信、工程招標(biāo)代理資格（原工程招標(biāo)代理甲級(jí)資質(zhì)）、政府采購(gòu)資格（原政府采購(gòu)甲級(jí)資質(zhì)）、城鄉(xiāng)規(guī)劃編制資質(zhì)、工程設(shè)計(jì)資質(zhì)、施工圖審查機(jī)構(gòu)資格、基金管理人資格、房地產(chǎn)開發(fā)（代建）資質(zhì)、工程檢測(cè)資質(zhì)和建設(shè)工程司法鑒定資質(zhì)，可為客戶提供建設(shè)工程全過程、全方位、專業(yè)化、定制式的工程咨詢服務(wù)，滿足顧客期望和潛在的需求，是一家集團(tuán)化的綜合型工程咨詢服務(wù)商。

2 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化

可視化即“所見即所得”。對(duì)于建筑業(yè)而言，可視化的作用非常大。目前，工程建設(shè)中所用的施工圖紙只是將各個(gè)構(gòu)件信息用線條來表達(dá)，其真正的構(gòu)造形式需要工程建設(shè)參與人員去自行想象。但對(duì)于現(xiàn)代建筑而言，其形式各異、造型復(fù)雜，光憑人腦去想象，不太現(xiàn)實(shí)。BIM 技術(shù)可將以往的線條式構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們面前。

2.2 協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)是工程建設(shè)實(shí)施過程中的重要工作。應(yīng)用 BIM 技術(shù)，可以將事后協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)槭孪葏f(xié)調(diào)。

2.3 模擬性

應(yīng)用 BIM 技術(shù)，在工程設(shè)計(jì)階段可對(duì)節(jié)能、緊急疏散、日照和熱能傳導(dǎo)等進(jìn)行模擬；在施工階段可對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行模擬；在運(yùn)營(yíng)階段，可對(duì)緊急情況的處理進(jìn)行模擬。

2.4 優(yōu)化性

應(yīng)用 BIM 技術(shù)，可提供建筑物實(shí)際存在的信息，并能在建筑物變化后自動(dòng)修改和調(diào)整這些信息。目前基于 BIM技術(shù)，可完成設(shè)計(jì)方案優(yōu)化和特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。

2.5 可出圖性

應(yīng)用 BIM 技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化后，還可以輸出綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案等有關(guān)圖紙或報(bào)告。

3 BIM 在建設(shè)工程管理中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用目標(biāo)

工程監(jiān)理單位應(yīng)用 BIM 的主要任務(wù)是借助 BIM 理念及其相關(guān)技術(shù)搭建統(tǒng)一的數(shù)字化工程信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)過程中各階段數(shù)據(jù)信息的整合和應(yīng)用，進(jìn)而更好地為建設(shè)單位創(chuàng)造價(jià)值，提高工程建設(shè)效率和質(zhì)量。目前，建設(shè)工程監(jiān)理過程中應(yīng)用 BIM 技術(shù)期望實(shí)現(xiàn)可視化展示、提高工程設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理質(zhì)量、控制工程造價(jià)和縮短工程施工周期等目標(biāo)。

3.2 應(yīng)用范圍

現(xiàn)階段工程監(jiān)理單位運(yùn)用 BIM 技術(shù)提升服務(wù)價(jià)值，其應(yīng)用范圍主要包括可視化模型建立、管線綜合、四維虛擬施工和成本核算等方面。

由于工程項(xiàng)目本身的特殊性，工程建設(shè)過程中隨時(shí)可能出現(xiàn)無法預(yù)計(jì)的各類問題，而 BIM 技術(shù)的數(shù)字化手段本身也是一項(xiàng)全新技術(shù)。因此，在建設(shè)工程監(jiān)理與項(xiàng)目管理服務(wù)過程中，使用 BIM 技術(shù)具有開拓性意義，同時(shí)，也對(duì)建設(shè)工程監(jiān)理與項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)帶來極大的挑戰(zhàn)，要求建設(shè)工程監(jiān)理與項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)不僅要具備優(yōu)秀的技術(shù)和服務(wù)能力，還要有強(qiáng)大的資源整合能力。

4 BIM 在建設(shè)工程各階段的應(yīng)用

4.1 方案設(shè)計(jì)階段

根據(jù)委托人的需求或合同要求，項(xiàng)目組在設(shè)計(jì)過程中采用相關(guān) BIM 設(shè)計(jì)軟件及與之對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)策略對(duì)方案進(jìn)行推敲、優(yōu)化、展示和匯報(bào)，讓委托人更直觀和全面地掌握方案設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)能更好地對(duì)方案進(jìn)行溝通和探討，對(duì)下一階段的工作做好充分準(zhǔn)備。

4.2 初步設(shè)計(jì)階段

根據(jù)委托人的需求或合同要求，項(xiàng)目組相關(guān)專業(yè)在方案階段的 BIM 數(shù)據(jù)（模型）的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。各專業(yè)通過科學(xué)計(jì)算及合理設(shè)計(jì)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)整合，結(jié)合相關(guān) BIM 軟件的運(yùn)用，把 BIM 數(shù)據(jù)（模型）往下設(shè)計(jì)一階段傳遞。

4.3 施工圖設(shè)計(jì)階段

根據(jù)委托人的需求或合同要求，在初設(shè)的設(shè)計(jì)深度上對(duì) BIM 文件進(jìn)行更細(xì)致的設(shè)計(jì)。對(duì)專業(yè)間條件圖進(jìn)行整合及協(xié)同設(shè)計(jì)，傳遞專業(yè)設(shè)計(jì)信息，及時(shí)解決碰撞問題，避免設(shè)計(jì)缺漏，減少圖紙錯(cuò)誤，提高圖紙質(zhì)量，節(jié)省建設(shè)成本。施工圖設(shè)計(jì)文件可更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，加快工程進(jìn)度，有利于施工工期的管控。同時(shí)，BIM 模型工程量清單能為工程造價(jià)提供依據(jù)，避免過多浪費(fèi)，能直觀地反映設(shè)計(jì)效果，準(zhǔn)確地指導(dǎo)施工，精細(xì)地控制施工質(zhì)量，最終達(dá)到優(yōu)質(zhì)的工程質(zhì)量。

4.4 施工階段

根據(jù)委托人的需求或合同要求，在施工中 BIM 可以將各階段、各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，提供信息交互與共享平臺(tái)，打破傳統(tǒng)逐層專遞信息的壁壘，縮短傳遞環(huán)節(jié)，降低干擾因素。通過建立 BIM 施工進(jìn)度管理四維模型可以對(duì)施工作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)與查詢，以提升施工管理效率。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，指導(dǎo)承包單位應(yīng)用該平臺(tái)，不僅可以有效地將各專業(yè)、各環(huán)節(jié)的工作人員協(xié)同起來，改善彼此之間的溝通環(huán)境，以增強(qiáng)施工團(tuán)隊(duì)的凝聚力和協(xié)作能力，還可以對(duì)構(gòu)件的預(yù)制加工進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控，以縮短加工時(shí)間、提供構(gòu)件質(zhì)量和加快施工進(jìn)度等。

4.5 竣工驗(yàn)收階段

根據(jù)委托人需求或合同需求約定，應(yīng)用 BIM 技術(shù)針對(duì)施工結(jié)束之后需要維護(hù)的項(xiàng)目及具體參數(shù)進(jìn)行分析，形成竣工模型，為竣工建筑項(xiàng)目的維護(hù)管理奠定基礎(chǔ)。采用數(shù)據(jù)記錄和空間定位的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑的運(yùn)營(yíng)與管理，防止維護(hù)管理階段出現(xiàn)相應(yīng)問題。

5 BIM 在建設(shè)工程監(jiān)理工作中的應(yīng)用

YMCC 依據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》、住建部《推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》、云南省住建廳《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》和 GB/T 51235—2017《建筑工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》，自主研發(fā)了“城市建設(shè)監(jiān)理工作 BIM 技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)”并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該平臺(tái)可有效指導(dǎo) BIM 技術(shù)在項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)建設(shè)過程中的應(yīng)用，從而提高服務(wù)水平和提升工作質(zhì)量。通過項(xiàng)目的運(yùn)行，改變了建設(shè)監(jiān)理科技化應(yīng)用低的印象，提升了監(jiān)理形象。

5.1 應(yīng)用平臺(tái)的應(yīng)用導(dǎo)則

（1）企業(yè)內(nèi) BIM 技術(shù)信息化應(yīng)用的項(xiàng)目必須遵照本導(dǎo)則開展相關(guān)工作。

（2）本導(dǎo)則由企業(yè) BIM 辦公室負(fù)責(zé)管理，包括對(duì)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。為進(jìn)一步完善本導(dǎo)則，各生產(chǎn)事業(yè)部門及事業(yè)合伙人在使用本導(dǎo)則的過程中須注意積累資料和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)將有關(guān)意見和建議反饋給企業(yè) BIM 辦公室。

（3）組織管理。① 為保障企業(yè)監(jiān)理工作 BIM 管理平臺(tái)應(yīng)用及推廣，統(tǒng)一工作標(biāo)準(zhǔn)，確保管理效果及達(dá)到管理目標(biāo)，企業(yè)組建 BIM 辦公室（以下簡(jiǎn)稱“辦公室”），負(fù)責(zé)應(yīng)用平臺(tái)的運(yùn)作和統(tǒng)籌管理工作。② 辦公室負(fù)責(zé)發(fā)布及修訂工作導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)，培訓(xùn)、指導(dǎo)和監(jiān)督項(xiàng)目機(jī)構(gòu)工作。③ 安全與技術(shù)管理委員會(huì)辦公室負(fù)責(zé)辦公室的日常管理工作，包括應(yīng)用平臺(tái)的立項(xiàng)管理、批準(zhǔn)工作和計(jì)劃方案，及時(shí)解決項(xiàng)目機(jī)構(gòu)遇到的問題，收集和整理使用情況，為改進(jìn)管理提供決策依據(jù)等。④ 項(xiàng)目機(jī)構(gòu)根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)組建BIM 技術(shù)信息化應(yīng)用小組，負(fù)責(zé)企業(yè)監(jiān)理工作 BIM 管理平臺(tái)的具體應(yīng)用。⑤ BIM 技術(shù)信息化小組由執(zhí)行總監(jiān)負(fù)責(zé)，其工作內(nèi)容包括：組織管理應(yīng)用平臺(tái)的具體應(yīng)用工作；圍繞監(jiān)理工作的“三控兩管一協(xié)調(diào)”，制定應(yīng)用平臺(tái)的具體應(yīng)用方案，明確應(yīng)用平臺(tái)的應(yīng)用專業(yè)負(fù)責(zé)人和填報(bào)人，督促其工作并檢查其工作進(jìn)展情況；收集、整理使用過程中的問題，及時(shí)向辦公室報(bào)告。

5.2 應(yīng)用平臺(tái)的組織架構(gòu)

應(yīng)用平臺(tái)的組織架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 應(yīng)用平臺(tái)的組織架構(gòu)

5.3 應(yīng)用平臺(tái)的系統(tǒng)方法

（1）工程資料應(yīng)真實(shí)反映建筑工程建設(shè)過程和工程質(zhì)量的實(shí)際情況。現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目機(jī)構(gòu)監(jiān)理人員應(yīng)將工程資料與建設(shè)進(jìn)度形成同步并進(jìn)行收集整理。

（2）填報(bào)人員應(yīng)及時(shí)將紙面資料轉(zhuǎn)換為電子文檔，按本導(dǎo)則編寫文件名，并且按照填報(bào)人職責(zé)上傳關(guān)聯(lián)到 BIM模型。

（3）工程資料按其特性和形成、收集、整理的單位不同，由 BIM 技術(shù)信息化小組依據(jù)規(guī)則，通過鏈接的方式，分類整理到應(yīng)用平臺(tái)中。該應(yīng)用平臺(tái)可分為基本建設(shè)程序系統(tǒng)、建造過程資料管理系統(tǒng)和運(yùn)維資料管理系統(tǒng)。

（4）工程資料按照單位工程的分部資料形成的先后順序進(jìn)行歸類。

（5）監(jiān)理控制資料與模型關(guān)聯(lián)。① 在平臺(tái)應(yīng)用中，可基于施工圖設(shè)計(jì)模型、深化設(shè)計(jì)模型和施工過程模型等，協(xié)助建設(shè)單位進(jìn)行模型會(huì)審和設(shè)計(jì)交底，并將模型會(huì)審記錄和設(shè)計(jì)交底記錄附加或關(guān)聯(lián)到相關(guān)模型。② 在施工監(jiān)理控制中，應(yīng)用平臺(tái)對(duì)質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、造價(jià)控制、安全生產(chǎn)管理、工程變更控制 、竣工驗(yàn)收和運(yùn)維管理等工作進(jìn)行管理，將過程記錄和資料信息附加或關(guān)聯(lián)到模型（對(duì)應(yīng)部位）中。③ 關(guān)聯(lián)信息分類：設(shè)計(jì)交底記錄包括設(shè)計(jì)交底的時(shí)間、地點(diǎn)、人員、措施、要求、回復(fù)落實(shí)記錄和簽名等信息；施工資料審查記錄包括各類施工資料審查清單、記錄和結(jié)論等信息；質(zhì)量控制信息包括自檢結(jié)果信息、材料質(zhì)量證明信息、原材料質(zhì)量合格與否的判定結(jié)論、測(cè)量放樣信息、質(zhì)檢記錄、實(shí)測(cè)實(shí)量記錄數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)批、分部分項(xiàng)工程驗(yàn)收過程及具體記錄、工程質(zhì)量評(píng)估報(bào)告等；進(jìn)度控制信息包括對(duì)施工單位開工報(bào)審的審批記錄、項(xiàng)目施工總進(jìn)度計(jì)劃、階段性進(jìn)度計(jì)劃審查、確認(rèn)記錄、進(jìn)度控制中發(fā)現(xiàn)的問題及對(duì)問題的處理記錄；安全生產(chǎn)管理信息包括安全檢查報(bào)告及發(fā)現(xiàn)安全問題的具體描述；投資控制信息包括施工預(yù)算審核、預(yù)算變更審查及各階段工程節(jié)點(diǎn)的工程款支付申請(qǐng)和支付審核等；工程變更管理信息包括各階段設(shè)計(jì)和施工等工程變更信息；竣工驗(yàn)收信息包括竣工預(yù)驗(yàn)收的時(shí)間記錄、竣工預(yù)驗(yàn)收存在問題的整改完成復(fù)查時(shí)間記錄、單位工程的驗(yàn)收結(jié)論、質(zhì)量合格證書及整改處理結(jié)果等；運(yùn)維管理信息包括對(duì)設(shè)備設(shè)施技術(shù)資料進(jìn)行歸納，以便快速查詢并確保設(shè)施設(shè)備的可追溯性及文件數(shù)據(jù)備份管理、設(shè)備類型、設(shè)備參數(shù)、生產(chǎn)廠家和檢查維修記錄等。

6 結(jié) 語

BIM 技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用還處于初始階段。雖然其相關(guān)的軟件還沒有形成統(tǒng)一的體系，有關(guān) BIM 數(shù)據(jù)傳輸和信息類互用標(biāo)準(zhǔn)等問題仍亟待解決，但其在建筑設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理領(lǐng)域多方面的應(yīng)用價(jià)值不容小覷，BIM 技術(shù)的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的快速發(fā)展起著重要作用，具有很高的社會(huì)效益和一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。