BIM技术在监理行业中的应用

一、BIM在监理行业中的应用价值

在提升监理全面管理水平，提高监理控制的工作效率，BIM都具有无可比拟的优势。

1.投资控制

通过BIM技术对造价机构与施工单位完成项目的估价及竣工结算后，形成带有BIM参数的电子资料，最终形成对历史项目数据及市场信息的积累与共享，再根据BIM数据模型的建立，结合可视化技术、模拟建设等BIM软件功能，为项目的模拟决策提供了基础，在项目投资决策阶段，监理根据BIM模型数据，可以调用与拟建项目相似工程的造价数据，如该地区的人、材、机价格等，也可以输出已完类似工程每平方米的造价，高效准确的估算出规划项目的总投资额，为投资决策提供准确数据。有助于监理方在建设前期协助业主编制可行性分析报告，形成投资估算和确定高质量最终估算价。

在投资决策阶段能够准确、合理选择建设地区和建设地点，科学确定建设标准水平以及选择适当的工艺设备，对做好投资估算的审查工作的完整性、准确性的公证评价。在工程发包前能够更科学协助建设单位做好招标工作，确定工程价格的形成，材料和设备的采购从而确保工程质量和有效降低工程造价。

众所周知，设计决定了建筑成本的70%以上，现代监理管理制度需加强前期投资控制，在设计阶段以最少的投入取得最大的产出，采用限额设计和运用价值的工程方法，能动的影响设计，以及严格控制工程变更是控制造价的重要一环，工程变更历来是投资控制的中心，许多施工单位利用业主对变更部分的不了解，增加工程造价，造成投资方较大的损失，有的装饰施工单位在招标时所报价格采用普通材料，施工时要求业主更换合同及清单中没有的材料，重新采用一个非常有利于施工方的价格，使业主造成巨大损失。

而监理方需要着重审核变更方案，严格遵守变更价格原则，以尽量保证有效的控制投资，因此监理可在设计完成项目的CAD图纸设计时，将设计图纸中的项目构成要素与BIM数据库积累的造价信息相关联，可以按照时间维度，按任一分部、分项工程输出相关的造价信息，便于在设计阶段降低工程造价，实现限额设计的目标。

在确定总包方后的设计交底和图纸会审阶段，传统的图纸会审是基于二维平面图纸进行的，且各专业图纸分开设计，仅凭借人为检查很难发现问题。通过BIM的引入，可以把各专业整合到一个统一的BIM平台上，监理可以从不同的角度审核图纸，利用BIM的可视化模拟功能，进行3D、4D甚至5D模拟碰撞检查不合实际之处，降低设计错误数量，或因理解错误导致返工费用，综上所述极大地减少了工程的变更和可能发生的纠纷。

关于建设监理严格工程计量，做好工程款项支付工作和工程结算、决算方面的控制。监理可利用4D施工模拟过程，显示当前的工程量完成情况和施工状态的详细信息，基于BIM处理中心，通过BIM相关软件实现快速、精准地多算对比，另外，可以对BIM-3D模型各构件进行统一编码并赋预工序、时间、空间等信息，在数据库的支持下，以最少的时间实现4D、5D任意条件的统计、拆分和分析，根据工程算量和计价相关标准、规范和模型中各构件的工程量和清单信息，自动计算各构件所需的人、材、机等资源及成本，并且汇总计算，通过BIM技术掌握应用，监理能够及时做好工程计量工作审核，有效防止工程进度款超付和提高结算、决算准确度，合理计取费用标准，正确反映工程造价。

2.质量、进度控制

监理的质量控制其中之一要求质量要事前预防，所以要根据图纸规范、标准、变更、文件等相关信息作为依据，至于进度方面，更是复杂的多方面因素所至，包括参建各方对进度历来都是件很头痛之事，百倍努力往往效果不十分理想。

通过对BIM技术研究应用可以进行三维空间的模拟碰撞检查，这不但可在设计阶段彻底消除碰撞，而且能优化净空及各构件之间的矛盾和管线排布方案，减少由各构件及设备管线碰撞等引起的拆装、返工和浪费，避免了采用传统二维设计图进行会审中未发现的人为的失误和低效率。

根据BIM在集成的数字环境中，使用上述信息保持最新、易于访问，让监理工程师、建筑师、建筑商和业主从整体上了解他们的项目，监理以此能够更加迅速地做出明智决策，提高施工质量和效益，再利用BIM技术把施工方案中重要的施工工艺、流程模拟出来，发现问题并做好预防措施，避免施工中断导致工期延误，提高施工效率等保证施工质量，在施工质量安全方面，监理可通过采用施工质量安全监控子系统，结合P-BIM模型、互联网技术、现场视频，实现与协同施工管理平台的集成，通过监测关键施工阶段关键部位的应力、变形，可以提前识别施工现场危险源，防患于未然。

在BIM三维基础上，如监理给BIM模型构成要素设定时间的维度，即可以实现BIM四维（4D）应用。通过建立4D施工信息模型，将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度计划相连接并与施工资源和场地布置信息集成一体，实现以天、周、月为时间单位，按不同的时间间隔对施工进度进行工序或逆序4D模拟，形象反映施工计划和实际进度。如可以按照工程项目的施工计划模拟现实施工过程，在虚拟的环境下检视施工过程中可能存在的问题和风险，同时可以针对问题，对模型和计划进行调整、修改，反复的模拟检查和调整，可使施工计划过程不断优化。通过该技术软件在一定程度上能够更好的完成进度控制。

3.信息、合同管理和建筑工程各方协调

由于大型公建项目全生命周期中参与单位众多，从立项开始，历经规划设计、工程施工、竣工验收到交付使用是一个漫长的过程，会产生海量信息，再加上信息传递流程长，传递时间长，由此造成难以避免的部分信息的丢失，造成工程造价的提高，监理可通过BIM技术，可以将建设生命周期中各阶段中的各相关信息进行高度集成，保证上一阶段的信息能传递到以后各个阶段，从而使建设各方能获取相应的数据。

关于合同管理方面，从规划、设计到施工，监理通过BIM技术的应用，有力保证工程投资、质量、进度及各阶段中的各相关信息的传递，在施工阶段建设各方能以此为平台、数据共享、工作协同、碰撞检查、造价管理等也不断的得到发挥等，极大程度减少合同争议，降低索赔。

监理通过BIM技术引用，可将各种建筑信息组织成一个整体，并贯穿于整个建筑生命周期过程中，从而使建设各方及时进行管理，达到协同设计、协同管理、协同交流的目的，再加上BIM所拥有的优势，可帮助提高编制结构设计文档的多专业协调能力，最大程度的减少错误，并能够加强工程团队与建筑团队之间的合作，大大地减少了整个建筑过程中监理的协调量和协调难度。

二、BIM在监理工作中的影响以及应用

1.BIM技术对监理工作的影响

工作方法的影响

工程监理的工作方法有现场记录、发布文件、旁站监理、平行检测、会议协调等。监理人员在进行现场记录、旁站、平行检测等工作后需要后，还需要进行工程模型信息的发布，就需要进行BIM技术“虚拟施工，有效协同”的特点会极大的提高监理协调工作的效率，监理人员可以将工程信息反馈到BIM模型中，从而指导工程施工的进行。

工作内容的影响

BIM技术会对监理各项工作内容产生许多影响，例如：在图纸会审、设计交底过程中，监理需要提取设计单位制作的设计模型并对对模型深度和质量进行审查；

在审查施工方案过程中，需要提取施工单位经深化设计后的施工模型，关键节点的施工方案模拟，同时对施工方案的合理性和可施工性进行评审，最后增加监理质量控制的关键节点信息；

在审查用于工程的材料、设备、构配件的质量过程中，需要提取实体模型中材料设备、构配件的信息并加入监理审核信息，平行检验结果信息；

在检验批、隐蔽工程和分项验收工作中，提取检验批、隐蔽工程和分项工程信息，并加入验收结论实测信息等；在竣工验收过程中，提取竣工模型，对竣工模型真实性进行审查和模型移交并加入竣工验收结论；

在工程变更的处理中，提取原设计模型、施工模型信息，加入变更内容，或督促相关单位加入变更内容，利用模型计算工程量的增减及对费用和工期的影响；

将工程变更单与实体模型关联。BIM技术的应用，会影响监理的一系列工作。

工作工具的影响

BIM技术“三维渲染，宣传展示”的特点，使的监理在工作过程需要有模型显示的工具，如：ipad等一些便携式设备用来对BIM模型进行显示。

工作标准的影响

在对监理工作影响的分析中，可以知道监理在工作过程中也需要对BIM模型进行信息的提取、修改和增加完善。针对BIM技术的监理工作标准的制定也就不可避免，工作标准的制定就要求监理的工作要按照标准进行，达到国家地区的行业标准。

2.BIM的应用

设计管理

设计管理目的是通过BIM技术手段，前瞻性地消除二维图纸中的错误，实现施工前整个项目的“预施工”，主要解决建筑、结构和设备专业之间的协调配合问题，其中效果最直观的是室内管线中的给水系统、排水系统、供暖系统、通风系统、防排烟系统、空调系统、电气照明系统、电气动力系统、火灾报警系统等一系专业管线的设计管理，以及市政管网中的给水、中水、污水、雨水、雨水收集、电信、电力、燃气、热力等各专业管线的设计管理。

BIM技术的应用有多种软件可供选择，基于设计管理的需要，我们将Autodesk公司开发的Revit系列软件作为主要设计软件。Revit系列软件包含Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP三个软件，分别对应建筑、结构、设备装也，三者既各有所长又互相融合，能够很好满足管线综合设计的需要，其中Revit MEP可以创建面向建筑设备及管道工程的建筑信息模型，记住真实管线进行准确建模，可以实现智能、直观的设计流程；Revit系列软件可制定性程度较高，可通过“构件族”的制作满足个性化图库的需求，通过累积形成公司图库与标准；Revit软件的扩展接口友好，可通过编程实现功能的扩展，从而提高效率。

1）室内管网综合

室内管网综合主要是针对建筑工程中的所有室内管线，对其进行碰撞检测和优化设计，使其达到：1、提前发现专业图纸之间的“错漏碰缺”，避免返工浪费；2、保证吊顶标高和装修效果；3、合理排布专业管线，利于维护检修。室内管网综合对象主要包括地下车库、楼层平面、各类机房、管道竖井等管线集中、易于产生为题的部位。

2）室外管网综合

室外管网综合主要是统筹安排市政专业各种管线的空间位置和协调管线之间以及管线与其他工程之间的矛盾，对其进行碰撞检测和优化设计，使其达到：1、发现各专业管线自身存在的问题，并提前加以解决；2、发现各专业管线之间的矛盾和碰撞，避免返工和浪费；3、合理安排各专业施工顺序，准确指导施工。室外管网综合对象包括给水、中水、污水、雨水、雨水收集、电信、电力、燃气、热力等专业管线。

3）日照分析

日照分析主要是应用Revit软件，对建筑群体进行日光分析，以反映日光和阴影对室内外空间和场地的影响。日照分析可以真实模拟并将动态输出为视频文件，有4种模式：静态分析、一天内动态分析、多天动态分析和照明分析。

4）情景模拟

情景模拟是通过软件的渲染，实现对建筑整体效果的检验和对建筑物每个细节的观察，具有真实、直观的效果。情景模拟包括室内情景模拟、疏散应急模拟和室外情景模拟三种类型。

深化设计

采用BIM技术手段，可以更直观的对专业性强、节点复杂、工艺复杂的专项工程进行三维深化设计，与传统二为深化设计相比，效果更明显、信息更全面、数据更详实。

BIM技术深化设计的软件有多种选择，我们将Autodesk公司开发的Revit系列软件作为混凝土结构复杂节点、住宅产业化和装饰装修工程的主要深化设计软件，将Tekla Structures作为钢结构工程的主要深化设计软件，将CATIA作为复杂幕墙工程的主要深化设计软件。

1）钢结构工程

钢结构更深化设计放样的工作量巨大，对于复杂的空间曲线和曲面，使用AutoCAD难以完成，借助BIM软件可以更好地完成任务。

Telka Structures是一款主要面向于钢结构包含建筑设计、分析、出图等功能的钢结构详图软件，可以应用于任何结构的有限元设计，适用于大多数结构的深化设计，并且具有强大的数据交互功能，大大方便设计人员的设计及修改工作，加快工作效率，减少工作失误。

2） 住宅产业化设计

引入BIM技术，设计师只需做一次更改，之后的模型信息就会随之改变，省去了大量重设参数与复数计算的过程，同时可以快速有效地传递数据，且数据都在同一模型中呈现，使各部门间的沟通更直接，大幅提高混凝土预制构件的设计生产效率，也为预制构件的施工带来更大方便。

3）复杂幕墙工程

BIM技术在幕墙细部设计、解决现场施工碰撞方案、施工协调、施工预算等方面的应用优势主要有：1、可视化及参数化；2、协调性及构件关联性；3、进行各种模拟检验；4、协同作业；5、结构整合及供需检查。

4）装饰装修工程

BIM技术在装饰装修工程中的独特造型、复杂饰面、固定装置、面积要求、工艺选择、家居摆设、艺术品陈设等深化设计方面应用的优势有：1、可视化程度提高；2、工作模式的改变；3、设计的选择性更强大；4、充分利用模型中丰富可靠的信息。

进度管理

基于BIM的进度管理的目的是通过BIM技术在施工前根据模型提前发现图纸中存在的问题，避免现场返工，并根据模型导出构件明细表，使进度计划更加合理，在施工过程中通过施工模拟提高人员素质和参建各方的沟通，已达到保证工程进度的顺利完成。

BIM技术的应用有多种软件可供选择，我们将Autodesk公司开发的Revit和Navisworks作为主要设计软件，其中Revit主要功能是建模和工程量统计和碰撞检查Navisworks的主要功能是实现施工模拟。

1）建模和碰撞检查

根据图纸在Revit中建立模型，对其进行碰撞检查可以提前发现设计中的问题，例如：不同专业之间的空间上的碰撞。避免了现场返工，保证了工程进度按计划的执行。

2）工程量统计

Revit软件中可以根据BIM模型导出每个构件的明细表。有了这些数据可以根据以往工程的统计数据，得出相对准确的工时需求，使进度计划更加科学。

3）施工模拟

结合制定的进度计划，采用Navisworks进行施工模拟，可以提高施工人员对项目认知和理解，形象反馈施工进度，使参加各方沟通顺畅，及时调整进度计划，保证工期目标的实现。

成本管理

通过BIM技术手段，利用其在项目施工成本控制方面可自动化算量、可制定精确计划、可优化方案、可虚拟施工以及可加快结算等优势，解决项目施工成本控制中轻视事前和事中控制、忽略数据共享和协同工作、缺少精细化管理、成本数据更新不及时以及质量成本和工期成本的增加等不足。

BIM技术的应用有多种团建可供选择，我们将Autodesk公司开发的Revit土建、Revit机电、MagicCAD机电、场地GSL、模架GMJ和TEKLA钢构软件作为BIM建模软件，以广联达公司开发的土建算量GCL、钢筋算量GGJ和安装算量GQI软件作为BIM算量软件，以广联达公司开发的BIM5D软件和易达建信公司研发的五维工程项目总控系统（5DPCS）作为BIM应用软件。

1）全专业模型集成

各专业建模完成之后，根据要求导出5D集成文件就可以在BIM5D中进行全专业的BIM模型集成。

2）BIM的5D应用

以BIM平台为核心，集成土建、机电、钢构、幕墙等各专业模型，并以集成为模型为载体，关联施工过程中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息，利用BIM模型的形象直观、可计算分析的特性，为项目的进度、成本控制、物料管理等提供数据支撑，协助管理人员有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更，缩短工期、控制成本、提升质量的目的。

（1） 过程提量：BIM5D提供按照流水段、进度计划、时间、楼层、构件等丰富的工程量统计功能，满足定期甲方报量、分包审核的应用需求。

（2） 物资提量：BIM5提供按照流水段、进度计划、时间、楼层、构件等丰富物资量统计功能，并提供施工常用物资需用计划表，为物资采购、限额领料提供准确数据支撑。

（3） 三算对比：分阶段将项目的收入、项目成本、实际成本进行对比分析，便于找出项目支出的问题，控制项目成本。

BIM竣工图

BIM竣工图将所有专业信息集成统一的模型中，各构件属性均参照真实尺度，具有强大的联动功能，传统表达予以省略的部分均得以展现，能更直观、精确的帮助建设单位在后期售楼销售中使用虚拟售楼功能及在物业工作中做好设备信息系统管理及运营，如物业维修工作，更好的节省维修成本，提高工作效率、提升建筑品质。

应用BIM技术有多种软件可供选择，我们将Autodesk公司开发的Revit系列作为主要出图工具。通过Revit或者其它符合IFC标准的三维建模软件创建的模型，在Revit中按照设计正确放置，并真实地反应出更构件的三维信息。之后依靠Revit视图的关联性、同步性，将Revit的各平面视图通过详图构件、各注释族等加以完善，最终形成竣工图。

设施管理

设施管理的目的是通过BIM技术的信息整合能力，良好的可视化特性，以及参数化的模型，对设备、灾害、空间和隐蔽工程进行管理、规划和协助控制，以新技术对生活环境进行规划、整理和维护管理，确保各系统的正常运转并发挥其最大效果。

BIM技术的应用有多种软件可供选择，我们将Revit软件、BIM-FIM系统和RFID技术作为设施管理手段。

1） 设备管理

设备管理是指对设备从选择使用、维护管理、更新改造直至报废处理全过程的管理工作的总称。通过BIM技术结合物业管理系统（BIM-FIM系统），更好的维护设备、更新设备、储存设备信息及更新设备信息。

2）灾害应急管理

灾害应急管理的目的是有效的应对自然灾害的发生并提高应急能力，通过建立必要的应对机制，采取一系列必要措施，应用科学、技术、规划等手段，保障公众生命、健康和财产安全。

3）空间管理

空间管理主要应用的照明、消防等各系统和设备空间定位等方面。通过BIM技术获取各系统和设备空间位置信息，把原来编号或者文字表示变成三维图形位置，是内部空间设施可视化，直观形象且方便查找。

4）隐蔽工程管理

当建模和施工完成以后，地下管线、建筑及电力管线等被地面植被、道路、建筑和乔木等覆盖，很难去查看地下部分设施设备。借助BIM技术，可以任意查看管线，包括管线位置、管线规格、尺寸及附近关系安排布，从3D模型中这些都是显而易见的，即隐蔽工程可视化。

三、BIM在监理工作的应用展示

1.设计准备阶段（创建BIM模型）

建模队伍依据施工图纸、招投标文件、招标答疑等相关资料组织人员在一周时间内建立项目的土建、钢筋、安装BIM模型（见下图）

2.施工准备阶段（创建监理BIM团队）

3.施工阶段（BIM模型的实时维护）

项目监理人员及BIM建模员根据变更单、签证单、工程联系单、技术核定单等相关资料派驻人员进驻现场配合项目部相关人员实时对BIM模型进行维护、更新，为项目各管理条线提供最为及时、准确的工程建模展示。

1）碰撞检查

传统施工管理中二维平面图纸很难发现不同系统的管件碰撞问题，由此引发返工造成极大的成本浪费与工期延误。本项目中利用BIM模型轻松快捷地检查在三维空间环境下各专业的碰撞情况，发现检查出人防地下车库机电安装工程中进水管与风管发生碰撞、消防系统与风系统发生碰撞等几百处碰撞，利用变更条件进行BIM维护，提前反应施工设计问题，避免返工与浪费（见下图）。

2）数据提供

利用BIM模型的4D关联数据库，快速、准确获得过程中工程基础数据拆分实物量，随时为采购计划的制定提供及时、准确的数据支撑，随时为限额领料（见下图）提供及时、准确的数据支撑，为现场管理情况提供审核基础。

3）进度节点控制

根据BIM技术4D关联数据库、合同和图纸等相关要求设定相应参数快速、准确获得进度工程量，实现进度节点控制（见下图）。

4）虚拟施工指导

传统施工管理模式下，图纸审核不清晰，施工过程损耗大，不同班组施工采用多版图纸等管理混乱的严重现象。利用BIM模型的虚拟性与可视化，提前反映施工难点，避免返工现象；模拟展现施工工艺（见下图），三维模型交底，提升各部门间协同沟通效率；模拟施工流程，优化施工过程管理。

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