BIM技術在機電安裝施工中的應用研究

顧亞洲

上海臨港松江高科技發(fā)展有限公司 上海 201614

引言

現(xiàn)階段BIM技術在機電安裝施工中逐漸開始應用，由于機電工程的安裝環(huán)節(jié)中需要涉及較多的系統(tǒng)，因此需要加強機電安裝工程的深化設計，并做好充分的施工準備，可以采用BIM技術輔助機電安裝工程。相比于傳統(tǒng)機電安裝施工中的平面圖或者剖面圖，采用BIM技術可以有效利用出圖功能對機電安裝施工進行可視化處理，利用BIM技術還可建立多維度建模模擬，對機電安裝施工全過程進行控制，可以實現(xiàn)碰撞檢查以及動畫漫游，進而保證整個機電安裝施工過程的科學性，對機電安裝施工全過程都具有規(guī)范作用。在施工階段可以利用BIM技術應用對整個施工流程進行數(shù)據(jù)捕捉和分析，并根據(jù)捕捉到的信息和數(shù)據(jù)進行施工規(guī)劃和設計，在機電安裝施工后BIM技術可以實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測來提升工程精確度及質(zhì)量。在工程中采用BIM技術具有諸多的優(yōu)點，BIM技術的應用前景十分廣闊，本文詳細分析了BIM技術在機電安裝施工中的應用。

1 BIM概述

BIM技術可應用于施工前在模型中先行檢討，雖然在施工中仍有部分問題須解決。通過BIM技術進行施工過程優(yōu)化，并采用三維技術可視化展示施工細節(jié)，對具體的施工過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)其項目中實際與理論的差距存在不合理性，既直接又方便。其次，通過在機電安裝工程中采用BIM技術，可以提高機電安裝的施工效率，降低施工過程中不必要的返工量。同時在該機電安裝工程中運用BIM技術，對整個機電施工安裝進行了合理的優(yōu)化，同時可以增強機電安裝過程中的真實感[1]。在施工安全性上，未施工前，于BIM模型上即對整個建物造型有初步了解，因此施工中的防護措施可于未施工前即做好防護，不需等施工完才做防護，安全性增加，在實際的機電安裝工程應用中也取得了較好的應用效果。隨著BIM技術的發(fā)展，今后BIM技術將會在更多的工程技術領域中得到應用。

2 BIM技術在機電安裝施工中的應用優(yōu)勢

2.1 碰撞檢測

機電安裝施工采用BIM技術時需要格外注意對管線碰撞的檢查，通過碰撞檢測可以分析出在機電安裝施工過程中可能會發(fā)生的情況和各種情況發(fā)生的概率，機電安裝施工過程中不可避免會出現(xiàn)管道設備或者管道結構發(fā)生碰撞的現(xiàn)象，而碰撞現(xiàn)象發(fā)生可能性最大的環(huán)節(jié)就是機電安裝施工過程中，利用BIM技術進行建模模擬來對每個管道進行檢查，通過模擬還原可以將管道于走廊中消防管道發(fā)生碰撞的實際情況進行還原。

2.2 空間校核

在機電工程安裝的過程中，涉及的管道系統(tǒng)較多，如果對各個管道系統(tǒng)的空間沒有做好合理的規(guī)劃，則在后續(xù)機電工程管道系統(tǒng)的安裝過程中，可能會出現(xiàn)機電安裝空間不夠，影響精裝及整體效果高度的情況，造成管道相互碰撞引起返工的情況[2]。為了避免出現(xiàn)這類情況，可以對機電安裝工程中的空間進行校核，做好施工前管道路徑合理安排及避讓。空間校核在機電安裝工程中具有重要的地位，對于具體的空間校核技術，以電梯安裝為例進行分析。對于電梯安裝，應對電梯所占的空間進行預判和評估，當電梯安裝好后，對電梯層門留洞和層門的空隙做好封堵。

2.3 綜合管線排布

機電系統(tǒng)中的管道類型較多，需要對機電系統(tǒng)中的綜合管道進行合理的排布，并在綜合管線排布中把握具體的控制要點，地下室主要區(qū)域集中在后勤走道、走道、商業(yè)區(qū)域、車庫、機房等，地上集中商業(yè)區(qū)域、走道、辦公區(qū)等管線綜合過程中普遍存在凈高較低的現(xiàn)象，針對這個現(xiàn)象需要對風管系統(tǒng)進行特殊處理，將風管壓扁進而降低截面保證管線的排布符合要求。

3 應用實例分析

3.1 工程概況

本文以上海G60科創(chuàng)云廊項目為例，分析BIM技術在機電安裝施工中的應用技術。該項目位于上海市新橋鎮(zhèn)臨港松江園區(qū)，東至河道，西至河道，南至規(guī)劃道路，北至莘磚公路。本工程在10幢高層屋頂上有屋蓋殼體工程，本屋蓋工程立于結構已完成的10幢80m以上高度的塔樓之上，結構為金屬桿件四邊形格構形成的波浪形單層曲面網(wǎng)格殼體。

3.2 難點分析

機電安裝工程由于工程體量較大，管道系統(tǒng)較為復雜，故在實際的機電工程施工中需要對存在的問題進行分析并提煉出施工中的難點，以保證機電安裝的施工質(zhì)量。一般在機電安裝工程中，涉及的機電專業(yè)分包單位分別有消防水、消防電、總包安裝、空調(diào)水單位、新風排風單位、泛光照明單位、弱電單位公區(qū)裝修單位等。在管線施工階段，因專業(yè)分包單位多，機電管線排布相對復雜。可以每個標段在管網(wǎng)最密集的樓層做管線樣板，組織BIM單位對所有參建單位進行交底，先解決圖紙上達不到標高的問題。其次采取核查留洞機電管線穿剪力墻、樓板是否留洞，留洞位置、尺寸是否滿足要求，梁上留洞是否滿足規(guī)范要求，重點檢查梁是否會與機電管線沖突，凈高核查重點是大管線經(jīng)過區(qū)域是否滿足凈高要求。

3.3 BIM技術應用

3.3.1 BIM模型建立。BIM建模作為BIM應用的基礎，就是由傳統(tǒng)的2D圖紙轉換為3D模型，效果看起來更加立體化。根據(jù)機電安裝工程中的分解詳圖，使用Revit將二維圖紙建模。由于當時BIM是比較新的概念，所以在建模的過程中碰到了很多難點，比如管線不匹配，標高參照坐標點丟失等一系列技術問題。

BIM建模工作貫穿于建筑工程全生命周期，為了滿足設計、施工、運維等不同階段的業(yè)務需求，前期需要建立模型，應用過程中還要不斷地完善模型。BIM建模工作的基本流程為首先整理資料，之后再項目樣板軸網(wǎng)上標高，工作分配后經(jīng)過審核二次修改，將成果歸檔。在開始新項目建模之前，需進行項目設定工作，該過程主要包括建立項目、制定項目信息、指定地理位置、建立營造階段。在模型繪制階段，應將過程分解，加入基本的建筑元素，建立不同的模型視圖[3]，之后再加入更多的元素到模型中。最后建立模型文件，建立模型的圖面，展現(xiàn)方案。在此過程中包括以下幾點：首先在圖文展現(xiàn)和批注標識方面需要保證信息的準確性和完整性，盡可能全面的展現(xiàn)詳細信息；其次需要注意明細表的構建，通過明細表來記性造價成本預算；隨后需要注意詳細圖文的搭配，加入批注來表明施工過程中需要的設備及物料；最后要保證圖紙條理清晰數(shù)據(jù)精確可以作為資源和依據(jù)進行利用。

3.3.2 設備布局優(yōu)化。在機電安裝的實際過程中，利用BIM技術，可以對各類機電設備布局進行合理的優(yōu)化。設備基礎施工前，由各自施工單位供應商提供準確的設備尺寸和安裝要求，確定后由總包單位負責基礎施工，特別是風機的電機位置與電氣圖紙是否一致，對一些尺寸大的設備必須確認吊裝尺寸，保證門洞口尺寸能滿足設備進場。對于管線系統(tǒng)，可以通過BIM技術對管線系統(tǒng)進行構建。一般情況下機電安裝的規(guī)模直接關系到工程的煩瑣復雜程度，規(guī)模越大涉及的機電設備和施工管道數(shù)量就越多，為整體施工帶來了一定的難度，在機電安裝施工項目開始時，機電安裝施工相關人員將需要通過BIM技術協(xié)助進行圖紙設計，并借助BIM技術構建工程模型。分析機電安裝施工項目進展程度，并結合行業(yè)需求和社會要求，將圖紙導入到計算機利用BIM技術進行碰撞檢查，隨后根據(jù)碰撞試驗反饋的數(shù)據(jù)形成機電安裝施工碰撞審核報告，并根據(jù)審核報告對機電管道進行設計規(guī)劃，在施工過程中，可以保證整體施工條理清晰主體明確，避免多種因素導致返工現(xiàn)象發(fā)生。BIM技術通過分析捕捉數(shù)據(jù)來對設計方案進行優(yōu)化并根據(jù)數(shù)據(jù)反饋進行分析并出圖，利用繪圖功能有效提升設計質(zhì)量和效率。在碰撞檢查后BIM技術可以迅速分析得出機電工程最優(yōu)位置和高度，并通過建模模擬來記性技術推敲和數(shù)據(jù)導出，對整體機電安裝施工有著積極的作用。同時BIM技術可以實現(xiàn)對底部和引導結構進行可視化處理。通過BIM技術優(yōu)化滯后，整個機電安裝施工項目設計可以從多層次多維度著手分析設計，管道和設備都可以在理想的位置進行布設，同時BIM技術可以進行全過程動態(tài)監(jiān)管施工，并實時捕捉反饋數(shù)據(jù)進行分析和指導。

BIM技術在多個領域有著廣泛的應用，在機電工程安裝施工過程在可以實現(xiàn)全過程參與和監(jiān)管。對于電梯的安裝，電梯的供貨合同是甲方單獨發(fā)包，施工合同與各標段總包直接簽訂。首先根據(jù)總包的進度計劃和現(xiàn)場進度，對電梯廠家發(fā)出合適的排產(chǎn)計劃，在總包結構施工前電梯單位出具井道參數(shù)圖，并經(jīng)設計院簽字確認的，經(jīng)監(jiān)理下發(fā)。在電梯系統(tǒng)施工前，安排電梯技術人員現(xiàn)場對各方進行圖紙交底，尤其是井道的圈梁，電梯機房的留洞，組織總包、監(jiān)理、電梯進行預留核查。電梯設備到場前，通知總包對電梯安裝進場查看現(xiàn)場，施工方案評審通過。電梯設備到場后，由電梯單位通知各方進行開箱檢查，電梯井道確認無誤后進行移交。在具體的電梯安裝過程中，應嚴格執(zhí)行電梯系統(tǒng)的施工安裝步驟，保證電梯系統(tǒng)的各個關鍵技術細節(jié)都能夠得到合理的把控，這樣才可以使得安裝完成之后的電梯系統(tǒng)能夠保持安全穩(wěn)定運行。

3.4 項目成果

在機電安裝工程中由于施工規(guī)模較大且工程量較多，借助BIM技術對機電安裝工程進行全過程協(xié)助管理。在本文所分析的機電安裝工程項目中，通過應用BIM技術，使得機電安裝工程的施工質(zhì)量得到了明顯的提高，并且提高了機電安裝工程的施工效率。BIM技術極為廣泛需要不斷開發(fā)探索，積極發(fā)掘BIM技術的社會價值和經(jīng)濟價值更好的服務社會發(fā)展和人類生活。BIM技術在機電安裝工程中可以嚴格控制技術參數(shù)的精準度，通過全過程數(shù)據(jù)捕捉和分析實現(xiàn)物料節(jié)約并提升工程質(zhì)量，保證整體工程投入使用后質(zhì)量表現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，因此需要針對性進行普及以提升行業(yè)的發(fā)展。

4 結束語

本文系統(tǒng)分析了在機電安裝工程中采用BIM技術的方法和措施，并介紹了BIM技術的應用優(yōu)勢。隨著BIM技術在機電安裝工程中逐漸積累相關的經(jīng)驗，今后在機電工程施工安裝中的信息化水平也將不斷提高，從而有些提高機電安裝工程的施工質(zhì)量。