BIM技術(shù)在機(jī)電工程施工階段的應(yīng)用研究

黃翔

摘要：作為一種新型建筑生產(chǎn)力工具，BIM技術(shù)主要在企業(yè)經(jīng)營管理、項目設(shè)計、施工等方面進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的處理和分析，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示。與傳統(tǒng)施工方法相比，BIM技術(shù)具有可出圖、可協(xié)同、可視性和可模擬性等眾多優(yōu)點。它改變了原有的施工方式，應(yīng)用在設(shè)計、施工、運(yùn)維等建筑全生命周期階段。用BIM技術(shù)合理指導(dǎo)現(xiàn)場施工，強(qiáng)化進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等管理，可使施工管理更有序、更有效。基于此，本文將對BIM技術(shù)在機(jī)電工程施工階段的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);機(jī)電工程;施工階段

1 BIM技術(shù)概念與研究背景

BIM技術(shù)在20世紀(jì)最早被提出來，經(jīng)過多年的發(fā)展與運(yùn)用，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的認(rèn)可。在建筑過程中，它能有效對信息進(jìn)行集成，結(jié)合建筑設(shè)計、階段施工階段以及運(yùn)行竣工階段，將各項信息建立在一個三維模型數(shù)據(jù)庫中。而在各階段讓不同的團(tuán)隊以及施工單位進(jìn)行工作交接，多方面協(xié)同管理，進(jìn)而有效提升施工效率以及質(zhì)量。而同時，在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，它能通過各項數(shù)據(jù)及數(shù)字化技術(shù)來對施工過程進(jìn)行動態(tài)化管理更新，并且不斷充實數(shù)據(jù)庫，將各環(huán)節(jié)中的不同部門以及單位協(xié)調(diào)整合到一起，為他們提供了一個協(xié)同管理與合作的平臺。

2 機(jī)電工程施工的特點

2.1 涉及面廣

機(jī)電工程施工涉及專業(yè)和分項眾多，主要包含電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等，且機(jī)電工程項目貫穿在設(shè)備的購置、安裝與調(diào)試等過程中，參與單位多、專業(yè)多，對協(xié)同工作能力要求較高。

2.2 項目體量大，新技術(shù)要求高

機(jī)電工程施工環(huán)節(jié)需及時引入新材料、新工藝、新設(shè)備，以提高安裝技術(shù)的質(zhì)量。與土建工程相比，機(jī)電設(shè)備安裝工作最明顯的差別體現(xiàn)在質(zhì)量評價方法、工程驗收方法和運(yùn)營維護(hù)方法上。由于機(jī)電設(shè)備安裝材料種類繁多，施工方法繁瑣，所以，在機(jī)電設(shè)備安裝環(huán)節(jié)上，要投入大量的人力、物力，同時要求技術(shù)人員具備豐富的實踐經(jīng)驗。

3 BIM技術(shù)在機(jī)電工程施工階段的應(yīng)用

項目實施過程中，建立了項目經(jīng)理直接領(lǐng)導(dǎo)的BIM技術(shù)部門，下設(shè)BIM深化設(shè)計經(jīng)理管理建筑電氣、建筑管道、通風(fēng)與空調(diào)、建筑智能化、電梯和消防工程的BIM工程師，該部門專職BIM工作，并通過BIM深化設(shè)計經(jīng)理，與土建施工單位BIM負(fù)責(zé)人進(jìn)行溝通，及時處理專業(yè)相交部位存在的施工問題，避免現(xiàn)場沖突，增強(qiáng)了不同施工單位的信息傳遞。BIM技術(shù)部門運(yùn)用BIM技術(shù)，建立三維模型，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行深化設(shè)計，最后，結(jié)合先進(jìn)的基于BIM技術(shù)的方案論證、技術(shù)交底、裝配化預(yù)制技術(shù)和施工管理協(xié)同技術(shù)，真正做到效率高、范圍廣、深度大的BIM應(yīng)用，強(qiáng)化項目施工管理能力。

3.1 模型建立

根據(jù)設(shè)計圖紙及相關(guān)文件，理解機(jī)電專業(yè)設(shè)計意圖，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范和要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè)BIM模型，通過REVIT建模軟件，搭建機(jī)電BIM模型，并建立設(shè)備BIM族庫，根據(jù)創(chuàng)建的BIM模型進(jìn)行專項BIM應(yīng)用工作。

3.2 多方對比，科學(xué)管控

要保證工程項目的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性及時性，就要分析各項數(shù)據(jù)。對合同、工程計劃進(jìn)行以及實際工程中的消耗支出等方面進(jìn)行多次計算并對比，判斷出在項目管理過程中的各項問題，明確及各項經(jīng)濟(jì)效益的表現(xiàn)是否超標(biāo)使用資源，是否科學(xué)掌握價格問題等等，這些都需要予以重視，進(jìn)而科學(xué)管控各項工程項目的成本與風(fēng)險。

3.3 虛擬施工，協(xié)同合作

建筑工程本身就需要與其他各部門進(jìn)行結(jié)合。在BIM技術(shù)中，可以綜合施工時間軸以及三維模型對安裝進(jìn)行模擬施工，進(jìn)而明確工程在各階段的形象，和其對前一期施工階段的對比。綜合施工單位，監(jiān)理單位以及業(yè)主等多方面進(jìn)行有效的溝通與管理，科學(xué)規(guī)劃施工方案，實時監(jiān)測管控工程的質(zhì)量問題與安全問題。

3.4 管線綜合

管線綜合是根據(jù)確定的管線綜合方案、機(jī)電控制標(biāo)高、設(shè)備實際技術(shù)參數(shù)、現(xiàn)場實際布置等因素，把建筑電氣、建筑管道、通風(fēng)與空調(diào)，建筑智能化及其他專業(yè)模型進(jìn)行整合，完成機(jī)電管線的綜合模型。

3.5 碰撞檢查

在綜合模型建立完成后，通過AutodeskNavisWorks等軟件，對模型進(jìn)行碰撞檢測，提供具體位置的碰撞檢測報告。

3.6 模型深化

模型深化是施工階段BIM技術(shù)中最為關(guān)鍵的部分，它不僅僅根據(jù)碰撞檢測的結(jié)果，進(jìn)行模型的深化。還需要根據(jù)設(shè)計原則，在原有設(shè)計上進(jìn)行加工，在保證原有設(shè)計的基本框架下，令設(shè)計方案更具可行性。

精裝區(qū)域的深化方法。核實精裝圖紙機(jī)電設(shè)備安裝的數(shù)量是否與機(jī)電圖紙一致，安裝位置是否符合規(guī)范要求，例如：安裝間距、安裝高度等;此外，結(jié)合精裝圖紙，精準(zhǔn)定位管線預(yù)留位置，例如燈具、檢修口等，再此基礎(chǔ)上，進(jìn)行管線深化，在避免管線碰撞的基礎(chǔ)上，保證預(yù)留預(yù)埋的準(zhǔn)確性，使精裝區(qū)域達(dá)到美觀要求。

非精裝區(qū)域的深化方法。對各專業(yè)的原設(shè)計管線進(jìn)行分析，在滿足設(shè)計及規(guī)范要求的前提下，統(tǒng)一規(guī)劃，盡量保證管線的平直、簡短、無沖突，對于路徑一致以及管線密集處采用公共支架，并對其進(jìn)行受力復(fù)核。

冷站、消防泵房、給水泵房、高低壓配電房等設(shè)備機(jī)房以及管線密集區(qū)域（如管井、管廊等）的深化方法。首先，明確各設(shè)備的位置及尺寸，準(zhǔn)確建模，分析場地是否滿足安裝要求;再進(jìn)行管線的連接，符合管線是否滿足規(guī)范要求和實際需要;其次，對管線進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，優(yōu)化路徑;最后，進(jìn)行施工模擬，確保深化模型的正確性。

3.7 BIM5D施工過程管理

BIM5D是基于BIM的施工過程管理工具，可以通過BIM模型集成進(jìn)度、預(yù)算、材料、施工組織等關(guān)鍵信息，對施工過程進(jìn)行模擬。在空間三維上再加上進(jìn)度和成本兩個維度，重新拓展了認(rèn)識BIM的視角，并將為BIM貫穿整個建筑生命周期的其他方向，拓展更多維度。

BIM5D模型包含最基本的3D模型，除此之外還包括了4D維度，BIM的第五維度與3D和4D（時間）相關(guān)聯(lián)，允許參與者隨著時間的推移可視化其活動和相關(guān)成本的進(jìn)展情況。基于BIM5D，成本管理將變得更有價值。BIM5D也與現(xiàn)場項目交付階段相關(guān)，使用可靠的4D程序數(shù)據(jù)，可以跟蹤項目實際過程中的預(yù)測和實際花費(fèi)，對每月的成本報告和預(yù)算很有幫助。

3.8 促進(jìn)施工過程的造價工作轉(zhuǎn)變

運(yùn)用BIM技術(shù)時，對于造價工作的轉(zhuǎn)變，一是思維模式，二是工作方式。在建筑安裝過程運(yùn)用BIM技術(shù)，造價工作的思維模式并不是像傳統(tǒng)式的對各零散數(shù)據(jù)進(jìn)行分別調(diào)用，而是在針對工程特點建立起一個標(biāo)準(zhǔn)的立體模型，根據(jù)各方面所需的材料設(shè)備等資金支出，而形成一定良好的參考意見。在工作方式中，BIM結(jié)合各項導(dǎo)入導(dǎo)出的模塊模型來對工程進(jìn)行實時把控，將各項專業(yè)信息都集成到統(tǒng)一的平臺中。各項安裝的工程師也能通過錄入相應(yīng)的專業(yè)信息，在模型中進(jìn)行討論與溝通，并及時發(fā)現(xiàn)安裝過程中的問題予以解決。這樣不僅縮短了在施工過程中的重復(fù)建模和溝通確認(rèn)的時間，還能促進(jìn)各專業(yè)的人員根據(jù)相應(yīng)的工作環(huán)節(jié)科學(xué)的制定資金投入計劃，減少不必要的損失。

4 結(jié)束語

BIM技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用越來越廣泛，不僅能在設(shè)計上提高效率，還能在工程現(xiàn)場對材料進(jìn)行精細(xì)管理，對進(jìn)度進(jìn)行可視化管理，還能解決機(jī)電工程預(yù)留問題等。這些問題的解決，使BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程中的應(yīng)用勢不可擋，成為機(jī)電安裝工程的重要輔助手段。

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