BIM技術在建筑設備管道施工中的應用

林 錚

(福建信息職業技術學院，福建 福州 350007)

隨著人們生活水平的不斷提高，對建筑要求也在提高。建筑中的各種管道如建筑給水管道、排水管道、消防管道、采暖管道、空調管道、建筑電線管道等都在增多。要使這么多管道在建筑設備安裝過程中不發生碰撞，而又整齊美觀，必需在施工前進行模擬安裝，對管道進行碰撞測試、碰撞調整、管道綜合優化設計、工程量統計，這對提高施工質量，減少施工返工率和成本，避免后期出現重大失誤有著非常重要作用。BIM技術在建筑設備管道設計和施工中能夠實現這些功能。

1 建筑設備管道施工的難點和對策

建筑設備管道施工涉及到各個專業工程，溝通難度大，設計圖中許多管道的排布和標高均未明確，管道與建筑結構發生沖突，這就造成各專業之間發生矛盾、推諉的現象。利用BIM技術，在建筑設備管道施工前進行二次深化設計,能夠解決這些問題，也避免了因為更改而耽誤工期、浪費材料。

BIM技術應用在建筑設備管道施工中是根據各專業圖紙按標準建模，對關鍵點進行管道方案安排布置，對后期可能會導致安裝過程中出現沖突現象，甚至可能出現嚴重后果進行碰撞檢測和調整、對于管道凈高進行模擬分析、對整個工程管道進行深化設計，確定最優方案，導出各專業圖紙，進行管道施工。減少后期可能發生的碰撞，提高工程質量，減少拆裝、減少返工現象，節約成本和減少工期。

2 BIM在建筑設備管道施工中的應用

BIM在建筑設備管道施工中應用，是基于Revit平臺，進行快速翻模建模，碰撞檢查，凈高分析調整，管道翻彎、自動繞彎，通過各種管線之間漫游動畫，錯、漏、碰撞能及時被發現，同時還能優化設計原圖并修改，進行工程量統計自動生成等。

2.1 管道碰撞檢查

在建筑設備管道施工中，使用傳統形式的CAD圖紙，難以將各專業管道錯綜復雜銜接反映出來，管道交叉在一起，難免發生碰撞問題，既影響施工工期，又增加施工成本。利用BIM技術，可以將各管道碰撞問題引入三維可視化功能，準確發現系統碰撞點，并可以觀測到各個管道碰撞問題，及時指出碰撞點存在的問題和形成報告，為優化設計方案提供參考，防止實際施工過程出現因為管道碰撞，造成返工現象，提高管理水平，保證工期。

使用BIM軟件出圖、優化模塊進行碰撞檢查時，能夠直接形成碰撞報告，優化加深符合交底的二維、三維圖對比，便于后期成果展現，并且簡單快捷、提高工作效率。可以開展各專業之間無縫對接，相互協作。傳統Revit軟件或者Navisworks軟件進行碰撞檢查時，只能進行定點檢查，而且查找不方便，導致多視圖系統顯示的時候比較困難，形成報告不夠直觀。

2.2 管道凈高分析

建筑設備的管道相對復雜，需要最大化利用梁內空間。在梁內空間，確保管道下凈空，將管道上下翻設置。設計過程優先考慮無壓管，遵循有壓讓無壓的原則。在碰撞檢測后的修改過程，需先考慮將有壓管標高進行更改，如果不能滿足，再進行更改無壓管。同時修改過程還需要考慮大管徑管優先，遵循小管徑管讓大管徑管。如果遇到熱水管和冷水管發生碰撞時，考慮熱水管優先，先更改冷水管，如果不能滿足，再進行更改熱水管。考慮無保溫管讓保溫管,價值低者讓價值高者,同時還要考慮消防、裝修等其他有關各專業。

在管道深化設計前做凈高分析，BIM功能模塊不僅能在復雜空間進行凈高分析，而且可以在每個要求點進行凈高分析，可以直接在各階段對構件的空間距地凈高隨時檢測，從而優化設計，避免施工過程中凈化不足等重大問題。實現設計哪里不夠高哪里進行調整。傳統Revit軟件或者Navisworks軟件都不能進行凈空分析，只能采用相關體量與檢查對象進行碰撞檢查，從而進行凈空分析，手段繁項復雜，容易遺漏。

2.3 管道深化設計

2.3.1管道準確定位

為了避免后期開洞造成的工程損失，利用BIM模型，可以準確獲得各建筑設備各管道的位置信息，獲得墻體和樓板的洞口預留的精確信息，為施工人員進行精確定位、管位置預留提供了很大的方便。BIM模型還可以進行管道翻彎、全自動繞彎、智能避讓，提高了智能化和工作效率，為管道預制提供了很大的便利，為后期施工提供便利。通過BIM技術進行建筑設備管道深化設計，提前發現問題并進行調整，最終生成圖紙，保證項目落實。進而保證施工質量，減少施工管理成本。以下是通過HiBIM軟件進行翻彎、開洞(見圖1～圖4)。

2.3.2管道綜合設計

利用BIM技術，可以對建筑設備工程管道進行綜合平衡設計，可以合理布置，優化各類管材、附件等的規格和尺寸，預留出有效的檢修空間，控制建筑凈高，減少部分管道的彎頭數量及長度，從而在預留孔洞或管道預埋時，找出尺寸較優、路徑較短的管路。利用BIM技術也可以很好的展示各專業管道及設備的布置情況，提前發現問題并進行調整。為了減少施工管理成本，保證施工質量，可以讓施工人員提前掌握管道安裝的具體情況，將模型中出現碰撞沖突情況準確的顯示出來進行調整、更深入的優化，避免了因更改工程量而耽誤工期、浪費材料。此外，為了有效提高施工效率，可以優化施工工序與工藝的過程。

2.4 系統施工模擬

對于建筑設備管道工程施工來說，從本質上其工序是一種不可逆的過程,在施工時順序是不能隨意更換的，一旦出現安裝順序錯誤，就可能會導致施工成本增加。對于建筑設備管道系統排布錯綜復雜、種類眾多，在進行安裝過程中，利用BIM技術在虛擬環境中快速翻模建模、施工模擬、管道碰撞檢測、管道凈高分析、管道精確定位、管道綜合設計，實現設計與施工過程的數字化、可視化技術。在系統施工復雜部位，如地下室、水泵間、機房等部位的管道，可以事先做好應對措施，預先提前發現施工過程可能發生的難點，進行施工動畫模擬，進而確定最佳設計和施工方案，用于指導施工，最終降低返工成本和管理成本。對施工過程中資源、場地、設備等情況也可以進行協調。

2.5 工程量統計

工程出圖基于Revit平臺，對于建筑設備管道施工而言，運用BIM技術將各專業設備構件智能轉化，以二維平面設計圖紙為基礎,構建三維信息，將該三維信息模型應用于該建筑的建筑設備管道中，模擬施工的過程。在虛擬模型建設過程中，可對不同施工段進行管材、附件用量的自動統計，制定施工計劃。并且根據不同地區要求，套用不同清單定額，也可以按自己訂單要求調整。某些特定條件下進行快速選擇，提高計算工程量效率，如清單匯總表，定額匯總表，實物匯總表，擴展AR，VA造價對接，實現對項目成本的動態化掌控。

3 結語

BIM技術應用在建筑設備管道工程施工中，解決了方案策劃，可以進行管道碰撞檢查和調整、管道凈高分析、管道準確定位、管道綜合設計、系統施工模擬、工程量統計等，提高了設計的效率與出圖質量，精準快速生成材料計劃等難題，降低了施工的費用，保證了建筑設備管道施工的順利進行，減少了建設的返工率和工期。有條不紊地完成了體量大、工期緊的施工任務。同時，利用BIM技術也提升了整個工程精細化管理水平，保證決策的時效性和準確性，減少人員壓力，也為后期工程設計和施工提供寶貴經驗。