BIM技術(shù)在水暖電工程中的應(yīng)用研究

李 喆 喬晨陽

（中建七局安裝工程有限公司，河南鄭州 450053）

1 水暖電工程的特點(diǎn)

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，水暖電工程作為建筑行業(yè)的核心模塊，越來越受到大眾的關(guān)注，且水暖電工程與人們的日常生活聯(lián)系密切，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均會(huì)在人們生活中引起局部或全局性混亂，為城市居民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來較大影響。

1.1 系統(tǒng)復(fù)雜

在大部分建筑項(xiàng)目中，水暖電工程均為關(guān)鍵的部分，需要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)施。水暖電工程涉及不同專業(yè)、不同部門，包含給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、強(qiáng)電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等多個(gè)專業(yè)系統(tǒng)，系統(tǒng)種類多，在管線設(shè)計(jì)和安裝實(shí)施中都需要遵循不同的施工規(guī)范，導(dǎo)致排線復(fù)雜，施工管線安裝難度系數(shù)升高。

1.2 設(shè)施設(shè)備繁多

水暖電工程擁有多個(gè)復(fù)雜的專業(yè)系統(tǒng)，每個(gè)專業(yè)系統(tǒng)均有自身特有的基礎(chǔ)設(shè)施，如水泵、氣壓給水裝置、水箱、水池、隔油器、止回閥、壓力表、消防泵、報(bào)警設(shè)備和風(fēng)機(jī)等。這些設(shè)備采購自不同廠家，型號(hào)參數(shù)等存在差異，增加了工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理難度，若某環(huán)節(jié)的設(shè)施出現(xiàn)問題，均會(huì)增大后期的運(yùn)營維護(hù)的難度。

1.3 成本高

施工項(xiàng)目具有建造周期長、造價(jià)成本高的特點(diǎn)，水暖電工程在項(xiàng)目建設(shè)成本中占比較大，在施工過程中與給排水、電氣、暖通和建筑等專業(yè)密切相關(guān)，需要根據(jù)設(shè)備間的關(guān)聯(lián)度確定管線的排布和安裝。

1.4 具有不可見性

在建筑行業(yè)中出于美觀和最大化利用空間的目的，水暖電工程管線一般不可見，布置在建筑樓層頂部或埋于墻內(nèi)、地下，使后期管線運(yùn)營維護(hù)時(shí)，無法快速準(zhǔn)確獲取各類管線的具體排布情況，提升了維護(hù)管理的成本。

2 BIM技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)

BIM是“建筑信息模型”的簡稱，是近幾年建筑行業(yè)新型的一種信息管理技術(shù)，可快速匯集工程項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)，以三維立體形式對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。BIM技術(shù)具有可視化、模擬性、可出圖性、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)。

在設(shè)計(jì)階段，BIM平臺(tái)儲(chǔ)存了項(xiàng)目所有的信息，各專業(yè)系統(tǒng)通過BIM平臺(tái)可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的共享，若設(shè)計(jì)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生改變，相關(guān)聯(lián)其他模塊將自動(dòng)更新，避免了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)設(shè)計(jì)和反復(fù)修改，提高了工作效率。

在施工階段，項(xiàng)目正式施工前利用BIM技術(shù)可有效模擬施工過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和存在的安全隱患，利用軟件平臺(tái)對(duì)BIM模型進(jìn)行碰撞檢查，通過對(duì)碰撞點(diǎn)進(jìn)行模擬優(yōu)化，有效避免了返工和設(shè)計(jì)變更的出現(xiàn)。利用BIM技術(shù)助力施工建設(shè)，提高了水暖電工程的工作效率。

3 水暖電工程在安裝和管理中存在的問題

3.1 信息共享性差

水暖電工程設(shè)計(jì)圖繪制由不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員獨(dú)自設(shè)計(jì)完成的，彼此間在設(shè)計(jì)時(shí)缺乏有效的溝通和交流。在后期施工過程中，易出現(xiàn)管線重疊的情況，溝通機(jī)制的缺失直接影響項(xiàng)目協(xié)同管理的效率。若施工過程中出現(xiàn)問題，需要各方參與者再次溝通協(xié)商，浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，易造成項(xiàng)目返工或項(xiàng)目延期。

3.2 安全事故頻發(fā)

項(xiàng)目工程建設(shè)中存在安全隱患，導(dǎo)致工程建設(shè)安全事故頻發(fā)。一方面，在水暖電工程管線施工期間存在危險(xiǎn)源，如大量的管線、設(shè)備、和重型機(jī)械存放于場(chǎng)地有限施工現(xiàn)場(chǎng)。另一方面，項(xiàng)目工程建設(shè)涉及不同專業(yè)、不同工種，不同專業(yè)的施工人員在同一工作場(chǎng)所內(nèi)交叉作業(yè)，易出現(xiàn)碰撞。

3.3 管理水平低下

水暖電工程的管理包括設(shè)計(jì)、施工兩階段。施工階段管理難度系數(shù)高，原因主要是因施工周期長，存在更多不確定性因素。施工階段是給排水、暖通、消防、弱電和強(qiáng)電等多個(gè)專業(yè)系統(tǒng)同時(shí)開工，需要各專業(yè)工程人員進(jìn)行多次反復(fù)的協(xié)商溝通，以制定合理的施工方案。在漫長的施工過程中，存在各式各樣的問題，如資源的浪費(fèi)、各環(huán)節(jié)銜接不暢、材料提前入場(chǎng)導(dǎo)致的二次搬運(yùn)、設(shè)計(jì)變更造成整改和返工等，均由于水暖電工程管理水平低下導(dǎo)致，在項(xiàng)目建設(shè)中，應(yīng)重視提高管理水平，提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。

4 BIM技術(shù)在水暖電工程的具體應(yīng)用

BIM技術(shù)是近幾年建筑行業(yè)新型的信息管理技術(shù)，漸漸被眾多建筑企業(yè)認(rèn)可，并廣泛應(yīng)用于水暖電工程中。水暖電工程通過利用BIM技術(shù)可快速準(zhǔn)確地進(jìn)行管線的排布設(shè)計(jì)和安裝。

4.1 設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣決定了建筑工程的品質(zhì)，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方案多以二維圖紙呈現(xiàn)，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)各自的管線設(shè)計(jì)，各專業(yè)設(shè)計(jì)完畢后進(jìn)行匯總優(yōu)化。前期分散設(shè)計(jì)，各專業(yè)之間缺乏溝通，易在匯總時(shí)出現(xiàn)管線重疊的情況，情況嚴(yán)重時(shí)，需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，浪費(fèi)時(shí)間和成本。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可最大限度減少重復(fù)設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，提高設(shè)計(jì)的效率。

（1）協(xié)同設(shè)計(jì)。

基于同一BIM模型平臺(tái)，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專業(yè)模型構(gòu)建和管線排布設(shè)計(jì)，通過該平臺(tái)，各位設(shè)計(jì)人員可看到本專業(yè)的管線情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)與其他專業(yè)的碰撞問題，及時(shí)溝通協(xié)調(diào)，避免重復(fù)作業(yè)，節(jié)約設(shè)計(jì)成本。

（2）深化設(shè)計(jì)。

各專業(yè)設(shè)計(jì)人員將各自設(shè)計(jì)完畢的BIM模型導(dǎo)入平臺(tái)進(jìn)行整合，根據(jù)具體情況檢查修改，優(yōu)化原有的管線模型，完成后期施工的需求。

4.2 施工階段

水暖電工程作為項(xiàng)目工程的核心模塊，其安裝質(zhì)量的優(yōu)劣影響后期設(shè)施設(shè)備的安全運(yùn)營，影響人們對(duì)水、電、暖等物質(zhì)的正常使用。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和人們對(duì)高質(zhì)量建筑的需求越來越強(qiáng)，水暖電工程涉及的專業(yè)越來越多，管線安裝施工涉及各專業(yè)施工人員、設(shè)施設(shè)備和材料等多項(xiàng)內(nèi)容。

（1）圖紙審核。

施工前基于BIM平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)二維圖紙的三維立體化呈現(xiàn)，利用BIM技術(shù)，可將三維模型與二維圖紙進(jìn)行對(duì)比，查找設(shè)計(jì)中存在的問題，交由設(shè)計(jì)院變更，在正式施工前解決問題，降低后期返工重建的可能性。

（2）各專業(yè)設(shè)計(jì)碰撞優(yōu)化及洞口預(yù)留。

將構(gòu)建的各專業(yè)BIM模型整合，進(jìn)行碰撞檢查，解決模型管線碰撞的問題，通過BIM平臺(tái)的可視化管理，充分利用有限的空間資源。根據(jù)優(yōu)化后的管線排布情況，進(jìn)行洞口預(yù)留，為后期的現(xiàn)場(chǎng)施工提供便利。

（3）可視化指導(dǎo)施工。

BIM平臺(tái)可對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維立體化展示，在施工前通過BIM平臺(tái)查看復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的立體圖像，利用BIM模擬功能提前查看管線排布情況，在正式施工前解決所有的施工難點(diǎn)。水暖電工程管線施工要求較高，各專業(yè)BIM模型構(gòu)建后，利用模擬功能，可展現(xiàn)工程全貌。在觀察模擬成果后，及時(shí)發(fā)現(xiàn)碰撞和存在的問題，提前更正，確保后期工程的順利實(shí)施。

（4）便捷成本控制。

BIM模型具備工程量提取功能，可對(duì)任何節(jié)點(diǎn)的工程量進(jìn)行快速準(zhǔn)確地提取，生成物料數(shù)量清單，為施工中各專業(yè)系統(tǒng)材料采購和成本核算帶來便利，提高了作業(yè)效率，節(jié)約了人力、時(shí)間成本，減少了由材料購置過多造成的浪費(fèi)。

（5）質(zhì)量安全管理。

在項(xiàng)目工程施工中，若遇到質(zhì)量或安全問題，可通過BIM平臺(tái)及時(shí)上報(bào)有關(guān)情況，各專業(yè)工程人員根據(jù)實(shí)際情況選擇與設(shè)計(jì)人員或施工隊(duì)聯(lián)系，及時(shí)解決問題，提高解決問題的效率。

（6）創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫。

在工程建設(shè)中，各專業(yè)參與者應(yīng)及時(shí)將各階段構(gòu)建、設(shè)備和施工情況等資料上傳至BIM平臺(tái)，集成工程各階段的數(shù)據(jù)信息，集成化的BIM數(shù)據(jù)庫便利與項(xiàng)目工程資料的管理，可在后期項(xiàng)目運(yùn)營維護(hù)中發(fā)揮較大的價(jià)值。

4.3 運(yùn)營階段

運(yùn)營階段是檢驗(yàn)水暖電工程質(zhì)量的階段，運(yùn)營成效直接反映了工程質(zhì)量的高低。

（1）空間管理。

BIM平臺(tái)中存儲(chǔ)工程項(xiàng)目的管線和設(shè)施設(shè)備的具體位置、詳細(xì)參數(shù)信息，若運(yùn)營中需要對(duì)設(shè)備和管線進(jìn)行修正，則無須查看二維圖紙，直接查閱三維立體模型，可在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，完成管線及設(shè)施設(shè)備的維修。設(shè)施設(shè)備運(yùn)營維護(hù)中耗資較大，是后期運(yùn)營成本中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的核心環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)具有信息關(guān)聯(lián)和共享的特點(diǎn)，維護(hù)管理人員可遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)施設(shè)備的管理，降低管理成本。

（2）隱蔽工程管理。

水暖電工程施工完畢后，出于美觀和最大化利用空間考慮，以安裝天花板等方式隱藏各類管線。隨著工程項(xiàng)目使用年限的增加，部分管線開始老化，存在使用風(fēng)險(xiǎn)，需要替換老化的管線。BIM技術(shù)集成項(xiàng)目的信息數(shù)據(jù)，在保持項(xiàng)目資料完整性和準(zhǔn)確性的同時(shí)，可通過可視化平臺(tái)快速準(zhǔn)確定位老化管線的位置，完成同類管線的及時(shí)替換。

（3）應(yīng)急管理。

各類商場(chǎng)、房屋和公共建筑作為人流量比較密集的區(qū)域，水暖電工程在這些區(qū)域的日常生活中占據(jù)重要地位，若因水暖電工程出現(xiàn)問題，會(huì)造成小面積的恐慌。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可有效進(jìn)行水暖電工程的應(yīng)急管理，根據(jù)突發(fā)情況位置，快速定位管線和設(shè)施設(shè)備，及時(shí)解決問題，避免事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大。

5 結(jié)語

本文研究了水暖電工程的特點(diǎn)，分析了水暖電工程在安裝和管理中存在的問題，利用BIM技術(shù)可解決這些問題，本文的研究將BIM技術(shù)與水暖電工程安裝管理相結(jié)合，具有較大的社會(huì)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。