淺談BIM技術在機電安裝工程上的應用

王琳琳

合肥海恒發(fā)展股份有限公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著科學技術的發(fā)展，近年來信息技術在建筑行業(yè)的應用受到國家相關建設部門的推行，BIM作為建筑產業(yè)信息化的重要手段之一，逐漸被社會認可并應用，BIM技術的可視化模型彌補了傳統(tǒng)二維圖紙的抽象性，能夠提前發(fā)現(xiàn)問題，實現(xiàn)建筑產業(yè)科學化。機電安裝工程作為建筑工程的重要組成部分，包括給排水、電氣、暖通等，每個專業(yè)的設備、管材、附件繁雜且容易交叉，尤其在地下車庫，對空間的使用非常講究，如何在保證各專業(yè)設備正常運轉的前提下，又充分合理的利用空間成為不少工程項目的難題，顯然將BIM技術應用在機電專業(yè)管線綜合上能避免很多的問題。

1 BIM技術簡介

BIM全拼Building Information Modeling，譯為建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，它具有信息完備性、信息關聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點。BIM模型把工程項目的信息高度集成，把工程的每一個環(huán)節(jié)都緊密地聯(lián)系起來，可以實現(xiàn)在工程項目的全過程應用。BIM在機電設備管線綜合工程上也發(fā)揮著重要作用，從設計階段的碰撞檢查，到施工階段的管道敷設，對材料的管理、施工組織設計等方面都有重要意義。科學的統(tǒng)籌規(guī)劃提高了工程人員的準確性和工作效率，讓機電管線綜合工程變得簡潔有條理[1]。

2 工程概況

合肥市紫云廣場項目是由A、B兩座塔樓及其裙樓組成，建筑面積為70525m2。其中A塔樓層數(shù)為22層，建筑高度93.6m，B塔樓層數(shù)為11層，建筑高度47.4m。機電安裝工程包括建筑電氣系統(tǒng)、建筑給排水系統(tǒng)及暖通空調系統(tǒng)。本項目機電專業(yè)設備管線復雜，在地下車庫中表現(xiàn)尤為明顯，地下車庫內設置有配電房、生活及消防泵房等功能用房，主要管路干線聚集于此，同時兼具停車場功能，管線設備敷設可利用空間有限，故采用BIM技術對其進行管線綜合優(yōu)化，通過實踐反饋，很大程度上減小了機電工程的施工難度，保證了行車凈高，同時又形成了整齊美觀的視覺效果[2]。

3 建筑機電安裝工程的特點

建筑機電安裝工程是建筑給排水工程、建筑電氣工程及暖通空調工程的集成，各專業(yè)分支較多，如建筑給排水專業(yè)包含生活給水、排水、建筑消防水、雨水等，建筑電氣工程包含照明、動力、電視、電話、網絡、安防、消防、防雷接地等，由于機電管線綜合工程涉及專業(yè)多，工程子項繁雜，整個工程又多為多家班組分專業(yè)分段承包，從而影響了整個工程的連貫性，協(xié)調難度較大，普遍存在以下問題。

3.1 傳統(tǒng)設計粗糙，現(xiàn)場施工難度大

傳統(tǒng)機電專業(yè)施工圖，一般由給排水、電氣、暖通專業(yè)設計人員分別繪制，由于各專業(yè)交叉較多，考慮到機電專業(yè)可調性空間較大，往往僅是在圖紙上示意管線走向，不會進行準確定位，相對其他專業(yè)圖紙較為粗糙。同時，設計人員往往缺乏現(xiàn)場施工經驗，在進行線路設計和設備定位的工作時，沒有考慮到管線避讓及附件安裝的空間，導致現(xiàn)場人員無法根據(jù)施工圖進行定位施工，造成大量錯埋，重新打孔開洞無辜增加了施工成本不說，甚至可能威脅結構安全。設計師要具備基本的施工經驗，在設計時充分考慮施工安裝的可行性，加強工作的責任心，才能在設計階段減輕機電安裝工程的施工難度。

3.2 施工階段未統(tǒng)籌規(guī)劃，各專業(yè)協(xié)調力不足

由于機電安裝工程涉及專業(yè)多、分包班組多，在進行前期施工組織部署時存在很大的難度，甚至有些項目在未進行施工組織部署時就直接進場施工，各單位按照各自專業(yè)圖紙施工，而各專業(yè)圖紙往往存在大量碰撞，導致后續(xù)施工單位工作面不足。只有在前期進行完備的施工組織規(guī)劃，確定各專業(yè)的進場順序，加強各專業(yè)、各分包隊伍的溝通，才能確保各專業(yè)在施工時有足夠的工作面，在保證施工質量的同時，通過高效率的配合也能起到節(jié)省工期的效果。

3.3 技術交底不到位，施工人員操作不規(guī)范

機電安裝工程是對于施工人員專業(yè)技能要求較高的工程，所有的設備安裝和管線連接都必須按照相關規(guī)范和圖集的要求，一般需要幾道工序才能完成，只有前一道工序達到相應強度后才能進行下一道工序。因此要對施工人員進行專業(yè)的技術交底，而往往現(xiàn)場技術交底工作流于形式，內容生搬硬套，一般通過施工方案文本及普遍二維圖紙描述較為抽象，尤其缺少對針對關鍵節(jié)點的交底，施工班組往往對技術交底工作很不重視，在施工過程中憑經驗不規(guī)范操作，而發(fā)生工程錯誤[3]。

4 BIM技術在機電管線綜合上的應用

4.1 可視化管理

根據(jù)施工圖深化而來的BIM模型，能夠很直觀的預覽工程概況，通過模擬管線的走向，設備的安裝位置等，進行管路優(yōu)化，不僅能提高建筑的實用性，還能在一定程度上節(jié)約造價，特別是一些對使用空間有較高要求的特殊部位，工程人員能夠通過可視化模型的及時發(fā)現(xiàn)不合理之處，提前科學的空間布置，保證發(fā)揮使用功能的前提下還能兼顧到美觀性。

4.2 參數(shù)化構件

機電專業(yè)構件種類繁雜，往往具備多種規(guī)格參數(shù)，以給水管道為例，存在管材、管道規(guī)格、壓力等級、連接方式、防腐保溫材料等屬性，而在BIM建模放置管道的過程中，可以根據(jù)設計情況賦予該管道所有的基本信息，在瀏覽管線綜合工程模型時，只需點擊管道就能直接查看該管道的所有屬性。特別是能提前對水泵、風機等復雜的機電設備進行參數(shù)化設定進行選型，讓復雜的機電信息簡單明了。

4.3 碰撞檢查

通過BIM技術對給排水、電氣、暖通空調等專業(yè)進行模型整合，進行機電專業(yè)與土建專業(yè)、機電各專業(yè)之間的碰撞檢查，還可以進行凈高分析、間隙碰撞檢查等，根據(jù)系統(tǒng)反饋的檢測報告，技術人員能夠對碰撞點進行準確的定位，準確高效的解決碰撞問題。由于機電管線的錯綜復雜，人工檢測管線碰撞的工作模式已經無法滿足現(xiàn)在復雜的管線綜合工程，通過BIM技術替代原有的工作模式，運用系統(tǒng)的智能分析，能充分解決管線碰撞問題。

4.4 工程量明細表

機電專業(yè)的管材、附件種類及規(guī)格繁多，工程量統(tǒng)計工作難度大，通過手工算量的傳統(tǒng)方法來統(tǒng)計容易產生漏項錯項的問題，可以利用BIM技術對模型進行參數(shù)賦予的功能，在模型創(chuàng)建審核完畢后直接導出材料明細表，能夠準確無誤的統(tǒng)計模型中管材的材質、規(guī)格，通過導出工程量清單利用附屬插件與主流造價軟件結合進行整體造價計算，大大提高了機電專業(yè)的工程造價的效率和準確性。

4.5 施工組織模擬，確定施工流程

BIM技術可應用于制定施工組織中的工序安排、資源配置、平面規(guī)劃、進度計劃等內容，將工序安排、資源配置、平面規(guī)劃、進度計劃與工程模型相結合。輸出施工進度等計劃，通過模擬結果與實際進度動態(tài)比較，導出優(yōu)化指導方案，分析進度滯后原因，及時調整進度計劃與資源配置計劃。例如在紫云廣場項目地下車庫機電專業(yè)管線排布施工時，為了滿足JGJ 100-2015《車庫建筑設計規(guī)范》第4.2.5條規(guī)定：“微型車、小型車出入口及坡道的最小凈高為2.2m”這一規(guī)定要求，項目BIM技術人員首先通過管線綜合模型確定整體管線的排布走向，確定碰撞點避讓方案，然后利用施工組織模擬功能，通過結合項目施工工作內容、工藝選擇及配套資源等，明確工序間的搭接、穿插等關系，優(yōu)化項目工序組織安排，進行工序安排模擬，以確保各專業(yè)隊伍無論進場順序先后都有足夠的安裝和檢修空間，優(yōu)化巡檢路徑，將大大提高地下車庫管線綜合工程各專業(yè)的工作效率和協(xié)同性。

5 結束語

工期是項目的最大成本。將BIM技術應用于建筑工程管線綜合領域，利用BIM的資源整合功能，將機電各專業(yè)聯(lián)系在一起，即提高了專業(yè)之間的協(xié)同能力，又達到了設計優(yōu)化、工程量統(tǒng)計、施工組織管理等多方面的功效，極大程度的避免了工程錯誤，提高工作效率，將BIM技術應用于建筑工程管線綜合領域，無疑能夠大幅度縮短工期，節(jié)約成本。創(chuàng)新來源于需求，管線綜合工程僅僅是整個項目工程的一部分，如何將BIM技術巧妙地運用在整個項目工程中，需要所有技術人員根據(jù)建筑的使用需求持續(xù)地鉆研創(chuàng)新。