陳繼東，劉 京，趙 曉（中晟宏宇工程咨詢有限公司， 湖北 武漢 430062）

0 引 言

BIM技術(shù)在建筑行業(yè)已較為普及，其應(yīng)用也已經(jīng)從前期所提的概念倡導(dǎo)走向了全面落地實施。但是，很多工程行業(yè)人士對于BIM技術(shù)仍存在一個認識誤區(qū)，即BIM技術(shù)就是三維可視化的模型。實際上，可視化的三維建筑信息模型只是BIM技術(shù)應(yīng)用的一個信息載體，而BIM技術(shù)的實質(zhì)是一種新型的管理手段。BIM技術(shù)在工程管理上的應(yīng)用可深可淺，既可以單點應(yīng)用，又可以進行全過程、全專業(yè)的應(yīng)用。根據(jù)項目投資預(yù)算，其應(yīng)用點、應(yīng)用參建單位、應(yīng)用階段可進行組合應(yīng)用，以發(fā)揮其應(yīng)用價值。本文重點介紹湖北省醫(yī)養(yǎng)康復(fù)中心項目（以下簡稱“本項目”）監(jiān)理機構(gòu)采用BIM技術(shù)，提高機電安裝工程質(zhì)量管控水平的案例。

1 項目概況

本項目新建建筑包括2棟養(yǎng)老綜合樓、3棟養(yǎng)老服務(wù)綜合樓、1棟康復(fù)養(yǎng)護綜合樓、1棟養(yǎng)老示范綜合樓和1棟鍋爐房；總建筑面積121 000 m2，其中地上建筑面積85 882 m2、地下建筑面積35 118 m2。

本項目機電工程專業(yè)齊全，包含建筑給水排水及采暖工程、通風與空調(diào)工程、建筑電氣工程、消防工程、弱電及智能化工程、醫(yī)用氣體工程、醫(yī)療廢水處理工程等多個專業(yè)；專業(yè)繁雜，管線眾多，管線綜合難度大。本項目質(zhì)量目標為“魯班獎”，質(zhì)量標準高。同時，本項目是群體建筑，單體建筑多、功能分區(qū)復(fù)雜，導(dǎo)致核心機房管線分區(qū)多、排布難度大，且項目定位為醫(yī)療養(yǎng)老康養(yǎng)為一體的綜合性醫(yī)院，涉及眾多醫(yī)療專業(yè)的協(xié)調(diào)配合，對監(jiān)理單位現(xiàn)場管理提出了非常高的要求。

考慮到以上難點，本項目施工單位采用BIM技術(shù)進行深化布局模擬，堅持策劃先行、樣板引路的施工理念。監(jiān)理單位中晟宏宇工程咨詢有限公司（以下簡稱“公司”）優(yōu)化內(nèi)部管理模式，采用BIM技術(shù)作為管理手段，以BIM模型的深化審核工作為核心，以現(xiàn)場實施進行全方面的技術(shù)把控為手段，來確保BIM技術(shù)的應(yīng)用為本項目機電安裝施工提質(zhì)增效。

2 監(jiān)理BIM技術(shù)實施管理的路線

2.1 優(yōu)化項目監(jiān)理機構(gòu)的組織架構(gòu)

項目監(jiān)理機構(gòu)針對本項目BIM技術(shù)應(yīng)用的階段及深度，組建項目級BIM團隊，配備機電BIM監(jiān)理工程師1人，由公司BIM研發(fā)中心提供技術(shù)支持，總監(jiān)理工程師直接領(lǐng)導(dǎo)，機電專業(yè)監(jiān)理工程師2人輔助管理。本項目BIM組織架構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 醫(yī)養(yǎng)康復(fù)中心項目BIM組織架構(gòu)圖

2.2 分階段進行BIM技術(shù)質(zhì)量管控

（1）本項目BIM技術(shù)屬于單點應(yīng)用，僅涉及機電安裝專業(yè)深化設(shè)計應(yīng)用，因此項目監(jiān)理機構(gòu)在機電安裝圖紙會審前，借助BIM模型的搭建來輔助圖紙會審，以提高設(shè)計質(zhì)量。

（2）以BIM技術(shù)的可視化、模擬功能輔助審核機電安裝各專業(yè)施工方案的合理性。

（3）以BIM進度計劃模擬輔助召開工地例會，協(xié)調(diào)機電安裝各個專業(yè)工程的進場時間、完工時間、施工作業(yè)面，推動施工進度有序展開。

（4）以BIM可視化交底提高施工班組對施工工藝以及設(shè)計意圖的理解。

（5）以BIM輕量化模型以及可視化的節(jié)點圖輔助監(jiān)理工程師對機電安裝工程進行驗收。

3 采用BIM模型輔助圖紙會審

本項目BIM模型的深化搭建是由施工單位完成的，如何利用模型輔助圖紙會審，確保會審工作高效進行，是參建各方在項目前期亟待解決的問題。為此，公司BIM研發(fā)中心根據(jù)以往項目經(jīng)驗，結(jié)合本項目特點，輔助項目監(jiān)理機構(gòu)為本階段的工作開展制定了嚴格的審核反饋機制。

3.1 采用BIM模型輔助圖紙審核的工作流程

（1）施工單位在搭建完BIM模型后，將BIM深化模型以及圖紙問題報告至監(jiān)理項目部。

（2）項目監(jiān)理機構(gòu)依托其強大的專業(yè)知識和團隊力量，由總監(jiān)理工程師牽頭組織機電BIM監(jiān)理工程師與機電監(jiān)理工程師，對施工單位搭建的BIM模型進行圖模一致性的審核。

（3）對施工單位出具的問題報告進行復(fù)核，對于存在的問題予以指正并將成果打回修訂，待審核合格后報設(shè)計單位進行圖紙校核。設(shè)計單位對于施工單位提交的問題報告進行回復(fù)，在征得建設(shè)單位同意后反饋至施工單位，最終形成圖紙會審前期過程報告資料。

（4）由業(yè)主組織圖紙會審，現(xiàn)場結(jié)合三維可視化模型復(fù)核圖紙存疑問題，既提高了設(shè)計圖紙的質(zhì)量，又提高了圖紙會審的效率，一舉兩得。

本階段BIM技術(shù)應(yīng)用實施流程，如圖2所示。

圖2 BIM模型輔助圖紙審核工作流程

3.2 采用BIM技術(shù)輔助圖紙會審并提出審核意見

3.2.1 療養(yǎng)走道壓抑問題優(yōu)化

以1號養(yǎng)老綜合樓的公共走道為例，原設(shè)計綜合管線底部標高為2.50 m，能滿足吊頂標高為2.45 m的需求。施工單位在搭建BIM模型時，按照設(shè)計標高進行模型搭建，項目監(jiān)理機構(gòu)結(jié)合以往其他醫(yī)療項目的管理經(jīng)驗，以及本項目的結(jié)構(gòu)層高、管線綜合情況等，重新組織建設(shè)、設(shè)計、施工等相關(guān)單位對管線進行排布調(diào)整，最終將凈高調(diào)整為2.70 m，成型吊頂標高為2.65 m，實現(xiàn)吊頂標高提高0.20 m，大大增加了公共區(qū)域的垂直凈空，極大提高了實際使用觀感質(zhì)量。

3.2.2 管井設(shè)計過小問題優(yōu)化

3棟高層建筑的病房管井，原設(shè)計結(jié)構(gòu)圖紙中管井尺寸為700 mm×700 mm。結(jié)合機電圖紙審查內(nèi)部管線發(fā)現(xiàn)，管井內(nèi)設(shè)有1根DN50的給水管道、1根DN50的熱水管道、2根DN50的采暖立管、2根DN100的污水立管和透氣管；此外還設(shè)有4個水表，管井正中間部位設(shè)置了400 mm×250 mm的結(jié)構(gòu)梁。施工單位在進行BIM建模時，并未發(fā)現(xiàn)管井空間狹小，導(dǎo)致土建和機電等多專業(yè)無法進行交叉施工且無檢修空間等重大問題。項目監(jiān)理機構(gòu)發(fā)現(xiàn)此問題后，及時與業(yè)主進行溝通，組織相關(guān)單位現(xiàn)場核定后，提出了如下修改方案：一是擴大管井洞口尺寸，由原設(shè)計的700 mm×700 mm改為850 mm×850 mm，在結(jié)構(gòu)施工前確定完成后交由施工單位執(zhí)行；二是減少管井內(nèi)的管道數(shù)量，將采暖立管移動至管井外，確保管井內(nèi)的安裝空間和后期的檢修空間，為土建和機電管線的不合理布局問題事前提出可行的解決方案。

4 采用BIM技術(shù)，審核并提高施工方案的可行性

施工方案是工程建造的指導(dǎo)性文件。本項目的施工基本要求是策劃先行，而策劃的合理性還需要項目監(jiān)理機構(gòu)進行細致審核。本項目已經(jīng)進行了BIM技術(shù)應(yīng)用，因此在審核施工方案時可以采用BIM模型進行延伸，模擬施工方案的可行性。

4.1 采用BIM技術(shù)審核施工方案的方式

（1）審核本方案是否符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。采用BIM技術(shù)的模擬功能對施工方案進行審查，對施工方案的工藝流程、施工方法、技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)案是否合理進行模擬審查。

（2）機電安裝BIM監(jiān)理工程師以模型為基礎(chǔ)，采用Fuzor、Autodesk Navisworks、MagiCAD等相關(guān)BIM應(yīng)用軟件，組織項目監(jiān)理機構(gòu)開展驗證施工方案是否合理的相關(guān)審核。

4.2 采用BIM技術(shù)審核并提高施工方案可行性的案例分析

4.2.1 機電方案未考慮檢修空間的問題

康復(fù)養(yǎng)護綜合樓1樓1-2軸交B-C軸的走道寬度僅為1.7 m；而在此空間內(nèi)，有水系統(tǒng)DN80以上管道8條、400 mm×200 mm和300 mm×200 mm的橋架各1條、800 mm ×320 mm排煙風管和500 mm×250 mm排風風管各1條。施工單位的排布方案滿足了業(yè)主對凈高的要求，但未考慮到后期的檢修空間。項目監(jiān)理機構(gòu)采用BIM技術(shù)進行多方案的管線排布優(yōu)化后，仍無法滿足走道檢修空間需求。最終項目監(jiān)理機構(gòu)對排煙風管尺寸進行復(fù)核，建議將排煙風管的尺寸由800 mm×320 mm調(diào)整為600 mm× 400 mm。設(shè)計單位經(jīng)過驗算后采納了監(jiān)理的合理化建議，從而優(yōu)化了施工方案，提高了安裝的質(zhì)量及排布的美觀性。

4.2.2 機電排布及附件安裝不合理的問題

監(jiān)理工程師利用Revit和Fuzor在對項目的養(yǎng)老示范綜合樓管綜方案進行漫游逐步排查審核時，發(fā)現(xiàn)空調(diào)的供/回水管無法避開排煙風管時會向上翻彎，存在漏設(shè)自動排氣閥及排氣閥設(shè)置不合理現(xiàn)象。漏設(shè)排氣閥易造成翻彎處供水不暢，進而影響空調(diào)使用功能；局部位置自動排氣閥設(shè)置不合理，安裝在風管上方也就是翻彎管段的中部，甚至安裝在橋架上方，易造成滴漏，影響其他管段及設(shè)備。最終，監(jiān)理針對此方案提出了優(yōu)化建議：確保供水管和回水管的水流順暢；如無法避免翻彎，則將自動排氣閥設(shè)置在翻彎處端部最高位置且不影響其他管件設(shè)備。

5 BIM可視化技術(shù)交底

可視化是BIM技術(shù)的應(yīng)用特點之一，也是眾多項目運用BIM都會用到的一個功能，但應(yīng)用成效參差不齊，其很大的原因是制度不夠健全且應(yīng)用標準不夠統(tǒng)一，相關(guān)內(nèi)容在層層交底時受限于相關(guān)人員的技術(shù)水平、交底資料的直觀程度等因素，交底的質(zhì)量得不到保證。受業(yè)主委托，項目監(jiān)理機構(gòu)對本項目三維可視化交底及落地實施進行審核監(jiān)督。公司根據(jù)項目的實際特點針對性地制作了相應(yīng)實施方案，規(guī)范了交底實施流程及制度，擬定了交底應(yīng)用標準并且全程參與技術(shù)交底。

（1）交底成果的正確性。施工單位的交底BIM模型必須經(jīng)過前期監(jiān)理、業(yè)主審核通過。

（2）交底工作的貫通性。復(fù)雜節(jié)點安裝必須出具三維軸測圖，進行交底。利用三維軸測圖及BIM模型交底，可大大增加作業(yè)班組對管綜排布的理解度。

（3）施工工藝的準確性。復(fù)雜安裝方案必須出具工藝模擬視頻，進行交底。對每道工序進行層層剖析，可降低班組技術(shù)水平低及責任心不足帶來的安裝風險。

（4）責任劃分的明確性。對班組交底施工單位必須責任到人，制定相應(yīng)的獎懲制度并對交底進行簽字確認。

從以上四個方面出發(fā)，制定了交底制度，規(guī)定了本項目的應(yīng)用標準，同時項目監(jiān)理機構(gòu)全程參與技術(shù)交底，并對監(jiān)理的驗收程序、驗收節(jié)點、驗收標準要求進行監(jiān)理工作交底，確保交底的可行性。

6 采用BIM進度模技術(shù)，高效開展進度會議協(xié)調(diào)

機電安裝工程是相對于土建工程的一個大分類，其中包含了建筑給排水及采暖、通風與空調(diào)、建筑電氣、智能建筑等若干分部工程，專業(yè)分包隊伍較多。如果進度工作不協(xié)調(diào)好，不僅會影響安裝進度，更會影響安裝質(zhì)量。各參建單位的穿插施工和班組進場時間節(jié)點，如果沒有進行科學(xué)的策劃管理，現(xiàn)場無序施工，先進場就搶占好的作業(yè)面，拆墻、打孔重復(fù)多次，會導(dǎo)致質(zhì)量管理失控。

對此，本項目的解決辦法是利用BIM技術(shù)輔助開展項管會議協(xié)調(diào)，經(jīng)過多方審核確定前期的優(yōu)化方案。運用BIM模型可視化功能分析機電安裝排布，確定先進場施工班組，劃分施工區(qū)域，規(guī)劃施工完成節(jié)點和作業(yè)面交接節(jié)點，按模型指導(dǎo)施工。避免了“打亂仗”的現(xiàn)象，提高了穿插施工的效率，減少了施工過程中因無作業(yè)面而產(chǎn)生非必要翻彎的現(xiàn)象，杜絕了對土建結(jié)構(gòu)二次破壞的現(xiàn)象。

傳統(tǒng)模式下的溝通協(xié)調(diào)，往往存在耗時長、會議多但效果欠佳的問題。項目監(jiān)理機構(gòu)在進度控制和進度協(xié)調(diào)會議上，利用Fuzor和Autodesk Navisworks將計劃進度、實際進度與BIM模型進行關(guān)聯(lián)，更加直觀地反映進度滯后節(jié)點及對后期的影響；再結(jié)合關(guān)鍵線路，與各參建單位溝通協(xié)調(diào)如何調(diào)整現(xiàn)場人、材、機的調(diào)配，以實現(xiàn)進度的趕超。這種會議協(xié)調(diào)的方法，可以大大節(jié)省會議時間，提高溝通的效率，在現(xiàn)場快速模擬資源優(yōu)化后的進度情況，滿足預(yù)期的效果。項目監(jiān)理機構(gòu)采用BIM技術(shù)與現(xiàn)場實際施工管控相結(jié)合的工作模式，可以在采用最優(yōu)施工方案確保施工質(zhì)量的前提下，加快推進現(xiàn)場的施工進度，改善溝通協(xié)調(diào)耗時長且效率不高的現(xiàn)狀。

7 采用BIM技術(shù)，輔助機電安裝質(zhì)量驗收

BIM技術(shù)是一種新型的管理手段，是一種輔助施工的新技術(shù)，其落地離不開項目監(jiān)理機構(gòu)的現(xiàn)場應(yīng)用。本項目監(jiān)理機構(gòu)采用BIM技術(shù)及信息化的手段輔助開展機電安裝工程的質(zhì)量驗收，能夠快速判斷現(xiàn)場的施工是否與方案相匹配、是否與相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求相匹配，大大提高了驗收效率及驗收質(zhì)量。本項目監(jiān)理機構(gòu)主要采用了以下手段來輔助監(jiān)理機電安裝質(zhì)量驗收。

（1）運用輕量化的BIM應(yīng)用平臺，在現(xiàn)場用平板或手機直接查看已經(jīng)審核通過的BIM深化模型，對比現(xiàn)場機電安裝方案是否與深化模型一致，高效準確地對現(xiàn)場機電安裝方案進行管控。大大降低了后期管線安裝拆改和因任意開洞而造成的質(zhì)量、進度、成本上的損失。

（2）實施二維碼現(xiàn)場掃描驗收。專業(yè)監(jiān)理工程師可以將BIM模型中復(fù)雜節(jié)點的三維軸測圖輸出為二維碼進行現(xiàn)場檢查，或者對復(fù)雜節(jié)點進行標注并切圖張貼在現(xiàn)場，均可直觀高效地對安裝質(zhì)量進行驗收。

（3）依靠公司后臺強大的BIM技術(shù)研發(fā)能力，將提前制作的機電安裝控制要點的BIM虛擬視頻，對照現(xiàn)場實際安裝進行質(zhì)量驗收，快速查找與安裝規(guī)范不符的部位，進行現(xiàn)場整改。

（4）依靠BIM信息模型，便捷提取施工材料、設(shè)備參數(shù)等數(shù)據(jù)，確保施工與設(shè)計的一致性。

（5）依靠手機質(zhì)量巡查軟件，結(jié)合BIM模型，在現(xiàn)場對安裝質(zhì)量、施工安全等方面進行巡檢記錄，并反饋給各參建單位，提升現(xiàn)場綜合監(jiān)管能力。

8 本項目BIM技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的效果分析

本項目質(zhì)量目標為“魯班獎”工程。項目監(jiān)理機構(gòu)根據(jù)項目特點，結(jié)合BIM模型對項目質(zhì)量管控進行了全方位的策劃，重點策劃評獎中分值占比較高的施工部位，提出重點管控方案并精心施工。通過樣板引路、強化過程質(zhì)量控制、分階段多次驗收等方法，達到了預(yù)期的策劃效果。本項目主要質(zhì)量亮點效果如下。

8.1 上人屋面質(zhì)量的策劃及效果

首先對屋面綜合管線進行BIM排布，盡可能讓施工單位利用花架上方空間，保證橫向管件不落地；落地設(shè)備在同一水平線且基座水平高度一致，確保后期與屋面的磚縫對齊。機電安裝方案優(yōu)化后，對屋面排磚進行策劃，形成策劃方案后；對出屋面套管進行精準預(yù)埋，確保屋面構(gòu)筑物及屋面管線和屋面排磚之間的協(xié)調(diào)美觀。

8.2 地下室核心機房的重點策劃及效果

針對核心機房設(shè)備基礎(chǔ)、管線進行BIM綜合排布并針對性優(yōu)化后，組織相關(guān)單位進行審核確認，要求施工單位按照BIM方案進行專項交底。項目監(jiān)理機構(gòu)進行施工全過程監(jiān)督，確保實際施工按照BIM方案執(zhí)行。

8.3 地下室綜合布局方案的重點策劃及效果

施工單位按照原設(shè)計進行BIM管線綜合后，經(jīng)項目監(jiān)理機構(gòu)審核發(fā)現(xiàn)，未能最大限度利用梁下空間。為此，項目監(jiān)理機構(gòu)提出如下點BIM布局建議：一是管線布局須遵循“小管讓大管，有壓管讓無壓管”等基本管線布置原則；二是管線排布須層次分明，將噴淋管道放在最高層次，將風管放在最低層次，將水管及橋架等放在中間層次，同時將管線盡量優(yōu)化至車位上方，將車道上方的凈空盡量抬高，提高觀感質(zhì)量。

9 結(jié) 語

本項目的BIM技術(shù)應(yīng)用屬于單點應(yīng)用，所涉及的應(yīng)用點及參建單位不多，但極具落地性。監(jiān)理采用BIM技術(shù)指導(dǎo)管理機電安裝工作，在深化設(shè)計、提升設(shè)計方面提出問題116項，涵蓋醫(yī)療廢水管線路由排布、管井內(nèi)部固定方案、鍋爐房機電深化問題等；在BIM模型深化審核方面提出大小問題212項；在現(xiàn)場按模型、方案施工等監(jiān)理驗收方面提出問題73項，涉及支架安裝、管綜排布、管道附件設(shè)置等方面。本項目已經(jīng)進入裝修尾期，機電安裝工程的安裝質(zhì)量和效果得到了各參建單位的一致認可。

BIM技術(shù)的應(yīng)用不需要華而不實，根據(jù)項目的體量、復(fù)雜程度和投資的實際情況進行選擇性地應(yīng)用，也可以發(fā)揮出其潛在價值。監(jiān)理單位在本項目中發(fā)揮出自身的專業(yè)優(yōu)勢，對BIM技術(shù)在機電安裝方面的應(yīng)用提出了全流程的監(jiān)理工作方案，為BIM技術(shù)應(yīng)用落地提供了保障。同時，項目監(jiān)理機構(gòu)也借助BIM技術(shù)，對現(xiàn)場機電安裝進行質(zhì)量驗收，在提高了驗收的效率的同時，也提高了驗收的質(zhì)量。