筑牢新基建 撬動機(jī)電安裝行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

文｜楊夢琪

2020年年初，中共中央政治局常務(wù)委員會會議提出“加快推進(jìn)國家規(guī)劃已明確的重大工程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度”，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（以下簡稱“新基建”）一時間成為廣受社會關(guān)注的熱詞。與傳統(tǒng)基建相比，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)涵更加豐富，涵蓋范圍更廣，更能體現(xiàn)當(dāng)前數(shù)字經(jīng)濟(jì)特征，能夠更好推動中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級。不同于依靠鐵路、公路等“鐵公基”的工業(yè)經(jīng)濟(jì)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)更需要大數(shù)據(jù)、人工智能等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的助力。

作為工程建設(shè)任務(wù)最為重要環(huán)節(jié)之一的機(jī)電安裝工程，如何在新基建中擔(dān)當(dāng)作為？現(xiàn)代建筑對于安全、舒適、信息及娛樂方面的要求日益提高，其中機(jī)電管線作為建筑物中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將空間環(huán)境、信息暢通，工作和生活條件等各項服務(wù)和設(shè)施形成完整的系統(tǒng)，進(jìn)一步提高建筑物的作用和功能。機(jī)電安裝工程涉及面廣泛，這些工程的質(zhì)量直接影響到了建筑物設(shè)備整體上的安裝運(yùn)行及后期工程的進(jìn)度。BIM技術(shù)的應(yīng)用可使各專業(yè)施工單位有效協(xié)調(diào)，避免因現(xiàn)場重復(fù)拆改導(dǎo)致人工與材料費(fèi)用增加，實現(xiàn)施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的效果。

日前舉行的首屆（2020）中國建筑業(yè)“新基建”引領(lǐng)數(shù)字機(jī)電安裝項目高峰論壇，中國安裝協(xié)會副會長兼秘書長楊存成指出，中國安裝協(xié)會及廣大會員單位堅決貫徹黨中央決策部署，積極尋求轉(zhuǎn)型突破，積極響應(yīng)國家新基建號召，帶動機(jī)電安裝企業(yè)增效保質(zhì)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為行業(yè)創(chuàng)新賦能。機(jī)電安裝企業(yè)如何堅持創(chuàng)新發(fā)展理念，積極推動數(shù)字建造結(jié)合綠色建造、裝配式建造、精益建造等協(xié)同發(fā)展，是提升企業(yè)核心競爭力的重中之重。

一、新基建點燃數(shù)字建筑發(fā)展新引擎

機(jī)電安裝行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一支生力軍，在工業(yè)與民用建筑及石油化工、冶金、電力、醫(yī)藥、電子等工程建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。伴隨著改革開放幾十年經(jīng)濟(jì)的高速增長，各類“高、大、精、尖、特”工程項目相繼建成，極大地促進(jìn)了機(jī)電安裝業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，形成了一大批具有核心競爭力的機(jī)電工程新技術(shù)。

BIM 技術(shù)是數(shù)字化建筑的具體應(yīng)用，利用BIM 技術(shù)與裝配式建筑相結(jié)合，在施工階段達(dá)成4D 可視化管理，將施工過程中的人力、物力、財力等相關(guān)資源集成為一體，供給工程建設(shè)的各參與方交流共享，有效地保證了整個建筑過程各項目流程順利進(jìn)行。隨時隨地將施工情況與施工計劃相對比，同時進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)。施工方、監(jiān)理方、甚至非行業(yè)出身的業(yè)主、領(lǐng)導(dǎo)都能夠?qū)椖恐械母鞣N問題和情況了如指掌。整個建筑的數(shù)據(jù)也將長期保存，為管理者對建筑后期的管理提供便利。將施工過程中各類工程測量數(shù)據(jù)、工程施工成本數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)模型，BIM 數(shù)據(jù)系統(tǒng)會對各類信息進(jìn)行重新拆分和組合，發(fā)現(xiàn)工程管理漏洞、現(xiàn)場錯誤。對容易產(chǎn)生沖突的實施項目進(jìn)行碰撞分析，得到最佳的施工順序，提高各分項承包商間的協(xié)調(diào)度，避免施工過程中各施工項產(chǎn)生沖突，帶來返工、拆除等后果，節(jié)省了大量的人力物力，對工程管理與施工成本的控制，產(chǎn)生巨大的效益。

由此可見，BIM 所具有的許多優(yōu)越性能諸如工程造價動態(tài)管理、后期運(yùn)營維護(hù)等將極大提高生產(chǎn)建設(shè)等方面的效率。在過去，成本往往難以控制。如今，使用了BIM 技術(shù)之后，成本的不可控性大大降低。BIM 的本質(zhì)即是工程數(shù)字化，運(yùn)用BIM 技術(shù)于施工全過程中，建立工程施工現(xiàn)場3D 模型與數(shù)據(jù)庫，隨著新基建號召下建筑業(yè)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)的進(jìn)一步推廣與使用也將提高到一個新的高度上來。工程數(shù)字化隨著BIM 落地在建筑界被越來越多的從業(yè)人員接受，數(shù)字化正式成為提高勞動生產(chǎn)效率、縮短工期和節(jié)省成本的強(qiáng)力工具。

二、新基建在機(jī)電安裝行業(yè)的典型范例

BIM 技術(shù)在規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)維全產(chǎn)業(yè)鏈中起到引領(lǐng)作用，進(jìn)而推動了BIM 技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)與建筑業(yè)的融合與發(fā)展。BIM 技術(shù)與裝配式建筑的完美結(jié)合更是對建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新發(fā)展新模式帶來無限機(jī)遇。BIM+裝配式+EPC 建造模式也將引領(lǐng)機(jī)電安裝行業(yè)走向更高、更快、更好的建造新世界。

北京大興國際機(jī)場項目，從工程實際落地、優(yōu)秀案例展示角度詮釋了新基建如何助力數(shù)字項目平臺新時代，基于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字技術(shù)及裝配式建筑應(yīng)用顯著提高了工作效率，實現(xiàn)了精益管理。

北京大興國際機(jī)場是建設(shè)在北京大興與河北廊坊之間的超大型國際航空綜合交通樞紐，機(jī)場航站樓是整個機(jī)場的核心，是五指廊的造型，航站樓整體形如展翅的鳳凰。北安集團(tuán)承建指廊工程的全部機(jī)電安裝項目，施工總建筑面積達(dá)30 萬平方米。項目建設(shè)難點包括項目體量大，工期時間緊，項目質(zhì)量要求高；參建單位多，參與人員多，多方協(xié)調(diào)困難。

項目應(yīng)用

如何合理布置各專業(yè)管線，最大限度的增加建筑使用空間，減少由于管線沖突造成的二次拆改施工，從而節(jié)約成本是大體量公共項目的建設(shè)難點。綜合協(xié)調(diào)機(jī)房及各樓層平面區(qū)域或吊頂內(nèi)各專業(yè)的路由，確保在有效的空間內(nèi)合理布置各專業(yè)的管線，以保證吊頂?shù)母叨龋瑫r保證機(jī)電各專業(yè)的有序施工。各區(qū)域如何有效的利用結(jié)構(gòu)空間，決定權(quán)就是機(jī)電綜合的整體深化，只有經(jīng)過科學(xué)、合理的研究排布模擬后，才能給予精裝最理想的凈空，并避免機(jī)電的不合理施工，影響精裝吊頂高度，造成業(yè)主不滿意方案，產(chǎn)生反復(fù)拆改。利用BIM 建模在前期深化設(shè)計階段精裝區(qū)重點解決這些問題，在施工前將各區(qū)域優(yōu)化方案完成，保證施工整體落地。

針對風(fēng)管面積試算、噪聲處理、特殊管道焊接材料定做等，盡快確定細(xì)節(jié)方案，針對戶型走廊，提前深化圖紙和施工措施，噴淋、給水管道進(jìn)行定制拉彎處理、電氣橋架定尺加工，保證了施工進(jìn)度，體現(xiàn)了精品工程。其中利用BIM 支吊架軟件布置綜合支吊架，保證了空間要求同時降低了型鋼成本，節(jié)省管線安裝空間，提升凈高。為了保證機(jī)電管線吊裝安全，所有支吊架都須通過BIM 模型進(jìn)行受力計算和選型校核，通過專業(yè)的支吊架安全驗算，解決了機(jī)電人員能力不足的問題，同時保證了支吊架設(shè)計有據(jù)可依。

系統(tǒng)校驗。以施工圖為依據(jù)，利用BIM 的優(yōu)勢進(jìn)行管線綜合，由于管綜后風(fēng)系統(tǒng)存在路由更改或是翻彎較多的問題，利用系統(tǒng)校核對空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行計算，規(guī)避因設(shè)計參數(shù)不足引起的設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險。

利用機(jī)電BIM 軟件MagiCAD 水力平衡計算進(jìn)行風(fēng)量計算，根據(jù)各分支計算結(jié)果，得出風(fēng)閥開啟角度。在現(xiàn)場安裝時，指導(dǎo)風(fēng)閥開度的預(yù)先設(shè)定，為風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試提前做好準(zhǔn)備。

預(yù)留孔洞。為了更好的與土建配合，做到提前預(yù)留預(yù)埋，利用MagiCAD 孔洞預(yù)留功能，實現(xiàn)在機(jī)電深化過程中批量自動開洞，同時出具墻體留洞圖，指導(dǎo)土建精確預(yù)留，避免因圖紙誤差引起的返工等現(xiàn)象。

項目成果

該項目通過應(yīng)用BIM 軟件進(jìn)行機(jī)電BIM 深化設(shè)計，實現(xiàn)了管線排布合理布置，滿足了空間要求，同時提供了管線安全吊裝的依據(jù)，有利于節(jié)約型鋼采購成本，初步估算型鋼節(jié)約26 噸，直接經(jīng)濟(jì)效益約14 萬元，節(jié)約成本約43.5%利用機(jī)電BIM 可視化、參數(shù)化、自動化特性，進(jìn)行精確預(yù)留預(yù)埋，對施工過程進(jìn)行與模擬，提高了現(xiàn)場施工效率，減少了多方協(xié)調(diào)的時間。另外利用BIM 產(chǎn)品庫真實技術(shù)參數(shù)與系統(tǒng)校驗，規(guī)避了機(jī)電安裝的設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險，同時模擬閥門開度情況，提高了現(xiàn)場調(diào)試效率，降低了調(diào)試成本。

三、新基建激活數(shù)字建造應(yīng)用快捷鍵

機(jī)電深化過程中建模工作量大，噴淋系統(tǒng)尤甚，管綜調(diào)整工作量大，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品庫缺失，空間管理要求高，支吊架對于空間影響大；機(jī)電預(yù)制過程中現(xiàn)場安裝工作面小，安裝難度高，不利于施工安裝，現(xiàn)場焊接/裝配質(zhì)量無法保證，跑冒滴漏頻發(fā)，手動管線分段工作量大，效率低下，深化模型與預(yù)制模型之間存在信息鴻溝，設(shè)備精度不足易引起裝配誤差；風(fēng)險掌控方案中綜合支吊架無參考形式及計算依據(jù)，構(gòu)造形式及型鋼選型全憑經(jīng)驗，隨著管線安裝空間要求提高，現(xiàn)場安裝施工管理難以協(xié)調(diào)；成本管控方案中傳統(tǒng)方式項目成本控制不精準(zhǔn)，現(xiàn)場變更頻繁，無法對于變更方案進(jìn)行精細(xì)成本控制，支吊架布置憑經(jīng)驗，型鋼采用粗放浪費(fèi)多；成果交付方案中手動錄入模型信息效率低下，二維出圖標(biāo)準(zhǔn)化程度不足。

針對數(shù)字化機(jī)電安裝如何在項目中高效應(yīng)用，如何尋找機(jī)電工程師專屬BIM 快捷操作，如何對機(jī)電工程中風(fēng)、水、電、支吊架圖紙進(jìn)行深化建模，提前進(jìn)行規(guī)則檢查、編碼預(yù)制組合，實現(xiàn)工序合理穿插，成本風(fēng)險掌控，保證管線排布后的美觀合理是項目專業(yè)高效完成的前提。采用機(jī)電BIM 深化提供集專業(yè)機(jī)電產(chǎn)品庫，模型創(chuàng)建，機(jī)電深化，系統(tǒng)復(fù)核，數(shù)據(jù)互通為一體的機(jī)電設(shè)計與深化解決方案，其支吊架輔助設(shè)計平臺提供集支吊架選型、安裝生根、編輯調(diào)整、材料統(tǒng)計、安全校核、出圖等功能為一體的支吊架設(shè)計方案，將支吊架從設(shè)計延續(xù)至施工，對管線綜合進(jìn)一步深化，精確展示施工場景，材料構(gòu)件提前計劃、提前預(yù)埋等，避免機(jī)電安裝施工中的弊端。

BIM 機(jī)電算量根據(jù)內(nèi)置的國標(biāo)清單計算規(guī)則，為BIM 商務(wù)人員提供基于Revit 三維模型的工程量快速統(tǒng)計方案，全面解決BIM 人員在施工階段進(jìn)行標(biāo)后預(yù)算，及深化設(shè)計后期物料提取、進(jìn)度提量、下料清單等方面手工低效、人為失誤、工期浪費(fèi)等問題，實現(xiàn)項目的實時成本控制。BIM 機(jī)電二維出圖內(nèi)置國內(nèi)出圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置、二維圖例，常用標(biāo)記族，提供集企業(yè)配置集成、二維圖例注入、批量和自動標(biāo)注、自動生成剖面圖紙等為一體的二維出圖解決方案，標(biāo)準(zhǔn)、高效地輸出符合國內(nèi)制圖標(biāo)準(zhǔn)的圖紙。

基于云端的輕量化機(jī)電BIM 構(gòu)件庫，提供豐富的廠商產(chǎn)品和通用產(chǎn)品，不僅包含三維幾何參數(shù)，同時包含專業(yè)技術(shù)參數(shù)，可用于進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)仿真模擬分析，另外提供多種產(chǎn)品選型工具，用以快捷的根據(jù)技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)行產(chǎn)品選型，并且可以一鍵插入至項目中。

應(yīng)用機(jī)電BIM 全過程解決方案高效專業(yè)軟件，整體提升建模效率，完善電氣出圖，預(yù)估運(yùn)行風(fēng)險，提升出圖效率，精準(zhǔn)施工指導(dǎo)，精細(xì)成本管控，精細(xì)物料管控，安裝安全保障。使支吊架效率提升70%，節(jié)省材料采購大于30%，出圖效率提升30 倍，機(jī)電深化效率提升30%，信息完善效率提升10 倍。

結(jié)語

從解讀機(jī)電安裝新技術(shù)、標(biāo)桿企業(yè)實際案例分享、具體軟件應(yīng)用解決方案等角度整體把握新基建大背景下機(jī)電全過程與信息一體化，解決機(jī)電深化效率低下、機(jī)電安全隱患、成本管控粗放的現(xiàn)狀問題，探索機(jī)電裝配和運(yùn)維應(yīng)用，助力機(jī)電BIM 落地應(yīng)用。基于新基建的機(jī)電安裝行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是企業(yè)迫切需求，隨著新基建政策在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的不斷下沉，相信越來越多的機(jī)電安裝企業(yè)會享受到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的紅利，發(fā)揮自身的核心價值，在浪潮迭起的市場競爭中尋到機(jī)遇，四海翻騰云水路，五洲震蕩風(fēng)雷激，機(jī)電安裝行業(yè)必將順勢而上迎來蓬勃之春。