BIM技術在建筑安裝工程中的運用

吳英武，周家明，陳衛

（重慶工業設備安裝集團有限公司，重慶 401120）

BIM技術在建筑安裝工程中的運用

吳英武，周家明，陳衛

（重慶工業設備安裝集團有限公司，重慶 401120）

重慶市渝州賓館改建工程利用BIM技術進行管線碰撞檢查及管線綜合優化排布，并就BIM技術在安裝工程中的細部精細化施工運用進行總結，對BIM技術在施工階段的應用及設計效果可視化、模型效果檢驗、三維效果的模擬和施工的監控進行了闡述，包括碰撞檢測、管線空間優化、綜合支架的設置、批量預制化、流水化作業、管線布置和成品標識等內容進行了總結。

BIM技術應用；安裝工程；管線空間優化；細部精細化施工；流水化作業

1 工程簡介

圖1 重慶渝州賓館（會務區）

重慶市渝州賓館改建工程（圖1）位于重慶市渝中區渝州路，東鄰大坪中心區，西南與高新技術開發區接壤，南靠奧林匹克體育運動中心，是重慶市對外重要的政治、經濟接待窗口。工程由商務區和會務區組成，其中商務區由客房區和大堂區組成，會務區由宴會中心、會議中心、運動中心組成；工程總建筑面積106500m2，商務區地下1層，地上5層；會務區地下局部3層，地上2層；建筑物總高度為28m，結構類型為鋼筋混凝土框架結構。

該工程安裝內容有給排水安裝、消防噴淋安裝、通風空調安裝、火災自動報警安裝、配電動力照明安裝、防雷接地智能化系統安裝、室外綜合管網安裝等系統工程。由于工程安裝設備、管線較密集 (安裝主要設備917臺、管線106180m、橋架11600m、電纜46000m、電線368000m、電梯42臺)，樓層管線相互交叉，管線標高及水平位置的控制難度較大，錯綜復雜，施工難度大，為了保證創優順利進行，現場采用了BIM建模技術進行綜合布置分析和調整。

2 BIM建模應用

2.1 BIM在施工階段的應用

一是設計效果可視化，二是模型效果檢驗，三是三維效果的模擬和施工的監控。

BIM建模技術對建設工程項目的一個重大變革就是可視化。可視化技術是能將線條式的構件形成一種三維的、仿真的并且可以實時交互的立體圖形，建設工程項目的設計、招投標、建造、營運過程中的溝通協調都可以在這個圖形中進行[1]。利用專業軟件為工程建立了BIM三維模型后，我們得到項目虛擬建成后的效果，為我們展現了二維圖紙所不能給予的三維視覺效果和認知角度；并利用BIM模型的可視性進行三維立體施工規劃，可以更輕松、準確地進行施工布置策劃，解決二維施工場地布置中難以避免的問題；通過對建筑、結構、機電專業的協同，通過相關文件進行機電專業的管線綜合布置和凈高分析，從而有效提高使用空間，提高安裝成功率，避免返工浪費，有效控制成本。

2.2 BIM模型運用具體操作工藝

目前，國內設計人員缺乏現場實際施工經驗，各類半成品、產品、構件實際尺寸參數在設計時僅能初略表示，甚至概念化表達，各類管線均為貼梁安裝。在實際施工過程中各類管線縱橫交錯，交叉極多；通過BIM建模技術能將所有專業半成品、產品、構件實際尺寸參數融合到同一模型中，對專業協調的結果進行全面檢驗，專業之間的沖突、高度方向上的防碰撞是檢查重點，且各類管線在BIM模型里面進行綜合排布，從而確保現場施工質量并避免返工。

機電管線使用revit軟件進行BIM建模，風管及管道保溫層等均得以展現，從而將一些深層次的問題暴露出來。如根據施工圖提供的設施、設備型號對各類機房BIM模型進行施工深化，并對機房內部管線排布、設備布局、設備運輸、設備基礎等進行協調設計優化使得其滿足施工安裝、維護等要求；并根據各系統管線設置避讓原則建模布置：小管讓大管，有壓管讓無壓管，無保溫管讓保溫管，電氣管線在風管上方，電管、水管分井布置，強電、弱電分槽、分井布置等原則設置，并分系統進行BIM模型建立（圖2），避免了管道與管道間碰撞的發生，提高了建筑的觀感質量，為業主創造了較高的建筑空間和凈高要求。

2.3 BIM模型實際運用

2.3.1 碰撞檢測

BIM建模技術均可進行管線碰撞的檢測，可全面檢測管線之間、管線與建筑之間的所有碰撞問題（圖3）。在重慶渝州賓館改建工程中共發現并修改各種碰撞12036處，均在施工前予以解決處理；規避了施工過程中的返工、修改、工期延誤、工程成本增加等損失，同時也減少了班組與項目部因返工費用的扯皮事件發生。以往我們說做設計可能考慮的比較周到，但是實際仍會有一些地方因考慮不周而疏漏，而不同專業、不同系統之間的疏漏缺失將嚴重影響到工程的設計和施工成本，該工程因疏漏而造成的預算人工費減少3700個工日，材料費減少80萬。

2.3.2 管線空間優化

渝州賓館吊頂要求高，吊頂內安裝空間相對狹小。吊頂內有裝飾龍骨，消火栓、噴淋、空調、直飲水管道，防排煙、送排風、空調風管和強弱電的橋架及其對應的支吊架、保溫隔熱層等。故對機電管線的走向及管線排布要求都較高，結合各專業管線的布置走向，在平面綜合布置的基礎上進行空間管線的布置，其中必須考慮到設備安裝和管道連接的各方面要求，在盡可能凈空高度和便于維修保養的前提下，完成各類綜合管線的布置和調整，通過三維BIM的應用并結合工程的實際情況以指導現場施工，提高了綜合管線施工合格率。

2.3.3 模擬指導施工

采用軟件可視化圖像進行班組的施工技術交底，有利于作業人員形象地理解施工作業要求，并且可以指導班組按照三維圖的標高進行施工，先施工的隊伍按圖紙提前進行避讓,以縮短施工的工期。在施工過程中如發現實際現場狀況與圖紙有偏差時應及時與項目部溝通，由項目部通過軟件進行系統性、全面性、綜合性調整，從而避免返工損失。

2.3.4 綜合支架的設置

在工程中通過BIM軟件綜合排布，將各類管線主干管排布在綜合管架上，大量采用綜合支架以節約鋼材的損耗量，既美觀又便于后續使用維修。

2.3.5 批量預制化

通過BIM建模模型的綜合運用，班組可以大批量采用預制化生產工藝進行風管、噴淋等管道的地面預制工作，以減少施工現場高空作業和交叉作業時間，保證了施工安全，減少了安全事故的發生；同時預制化施工因采用流水化作業、標準化生產，管道的加工、組對、焊接、涂飾等工作均在地面完成，極大地降低建造誤差，從而提高了施工質量；同時班組作業人員可進行專業化、系統化分工，固定人員作固定工序工作，提高了生產效率。

2.3.6 流水化作業

通過BIM建模技術提高了生產效率，降低了成本，達到了預制化、專業化、批量化施工要求。在工程施工過程中由于工期較緊，施工開始后各專業需同時進行，由于上道施工管線可能無法先行施工完成就要進行下道工序施工，因此只有通過BIM建模技術以達到各專業同步施工要求，并同時滿足各管道的標高、位置要求，以規避位置重疊、交叉所帶來的返工損失。

3 細部精細化施工

3.1 預埋套管

穿樓板或墻的管道應按規范要求設置預埋套管。根據BIM建模技術對管道進行綜合排布，確定預埋套管的規格、數量及安裝位置；且套管型號、材質應符合設計及規范要求，預埋套管的尺寸應考慮是否有保溫等特殊要求，且預埋套管中心應與管道同心。預埋套管的高度應符合規范要求，安裝在樓板內的套管其頂部應高出裝飾地面20mm；安裝在衛生間及廚房內的套管，其頂部應高出裝飾地面50mm；同部位有多根管道時，其套管高出裝飾地面的高度應保持一致。管道安裝完畢后，管道與套管之間應及時采用不燃材料進行封堵密實（圖4）。

3.2 管道排布安裝

管道安裝應平直牢固，間距符合設計及規范要求，支架布置合理，標識醒目清晰（圖5）。

3.3 防雷處理

避雷帶支架安裝位置準確、均勻、固定牢固，避雷帶彎曲半徑應正確、順暢，彎曲部支架設置距離不大于0.5m。避雷帶采用Φ12鍍鋅圓鋼，搭接焊縫長度不小于72mm，且應雙面施焊，當避雷帶跨越變形縫時應設置補償裝置。

3.4 成品標識

過程標識是管理的痕跡，成品標識是產品的包裝。

管道的標識便于檢查和日后施工時辨別，便于甲方、監理確認。在管道、風管上標識介質種類、流向，且箭頭方向與介質流向一致（圖6），方便業主的后期運行與維護。

圖4 管道套管處理

圖5 管線布置

圖6 管道標識

4 結語

BIM建模技術的運用，目前我們還只是處于應用起步階段，僅僅停留在管線綜合排布、防碰撞檢查、虛擬施工指導等初級方面，下一步我們將BIM技術應用于工程材料管控、進度計劃、質量管理、安全管理、技術方案優化、成本過程控制、結算及資金回收等方面，并繼續應用于新技術、新工藝等施工方面，不斷探索、總結、拓展和改革創新要求，達到更高的質量要求，創造更高的利用價值。

[1]徐友全，張世洋.BIM技術在山東省會文化藝術中心大劇院雙曲面殼體龍骨定位中的應用[J].施工技術，2014（3）：55-58.

Application of BIM Technology in Construction and Installation Work

For the reconstruction project of Chongqing Yuzhou Hotel,the BIM technology is adopted to carry out the collision check and the overall layout optimization of the pipelines.In this paper,the detailed fine construction of the BIM technology in installation work is presented,and the application and design effect visualization,the model effect check,the simulation of three-dimensional effects and the monitoring on construction are elaborated,including collision check,pipeline space optimization,the layout of comprehensive support,batch prefabrication,streamline operation,pipeline layout,product marking,etc.

application of BIM technology;installation work;pipeline space optimization;detailed fine construction;streamline operation

TU8

A

1671-9107（2017）11-0056-02

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.11.056

2017-04-21

吳英武（1961-），男，江蘇南通人，本科，高級工程師，總工程師，主要從事建筑技術、質量管理工作。

責任編輯：孫蘇，李紅