BIM 技術(shù)在建筑電氣安裝工程中的應(yīng)用

王鵬

（山西潞安工程有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，信息技術(shù)與這一行業(yè)的融合日益深入，電氣設(shè)備在建筑工程中的數(shù)量越來越多，應(yīng)用范圍日益拓展。在現(xiàn)代化建筑中，以人臉識別、指紋開鎖、消防報警等先進電氣系統(tǒng)為代表的元素已成為人們生活和工作中不可或缺的內(nèi)容。這一類型的工程安裝難度極高，因其具有復(fù)雜的線路與管道，涉及多個工種和專業(yè)，各專業(yè)人員需高度配合，才能有效保證安裝質(zhì)量。盡管如此，在安裝期間仍存在重復(fù)操作、沖突等現(xiàn)象，因此，要引進先進的BIM 技術(shù)，構(gòu)建直觀、專業(yè)的模型，將工程數(shù)據(jù)匯集到一處，保證各項操作有序進行。

1 BIM 技術(shù)概念與特點

BIM 技術(shù)的全稱是建筑信息模型，顧名思義，這一技術(shù)主要針對建筑工程的各階段，通過模型展示每一階段的信息，為相關(guān)人員提供參考依據(jù)。BIM 離不開三維技術(shù)的支持，通過對工程項目的數(shù)據(jù)進行全面采集和整理，然后對建筑實物進行模擬，利用專門的模型展現(xiàn)工程的詳細信息。BIM 技術(shù)的特點如下。

1.1 可視性

設(shè)計人員對復(fù)雜的工程項目進行設(shè)計時，通常要精心繪制設(shè)計圖紙，這一類圖紙主要以二維為主，無法呈現(xiàn)工程的全部信息，對閱讀圖紙人員的專業(yè)性也有較高要求。同時，圖紙內(nèi)容正隨著工程規(guī)模的擴大與工程任務(wù)量的遞增而變得愈發(fā)復(fù)雜，設(shè)計人員將面臨龐大的工作任務(wù)，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)的方式進行設(shè)計，就會拖慢設(shè)計進度，也無法保證設(shè)計質(zhì)量。因此，采用BIM技術(shù)后，可對工程進行全面、立體化展示，其所具備的可視化特征有助于工作人員及時發(fā)現(xiàn)工程問題，及時改進[1]。

1.2 模擬性

電氣工程安裝涉及環(huán)節(jié)眾多，需確保各專業(yè)人員彼此互相配合，才能順利完成安裝任務(wù)。采用BIM 技術(shù)模擬整個工程，能夠及時發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計方案中的問題，及時進行調(diào)整，使各專業(yè)人員做到心中有數(shù)。

1.3 協(xié)調(diào)性

電氣設(shè)備安裝的主要特點是技術(shù)含量高、涉及專業(yè)較多、工程量龐大，工期比較緊張，因此，各專業(yè)人員要彼此緊密配合，協(xié)調(diào)好時間，避免在安裝過程中發(fā)生沖突。采用BIM 技術(shù)后，施工流程會得到進一步優(yōu)化，施工人員可了解具體的施工順序，制定明確的計劃，確保各項操作彼此協(xié)調(diào)。

1.4 全面性

首先，電氣工程各環(huán)節(jié)的操作復(fù)雜程度不言而喻，由此也會產(chǎn)生大量的信息和數(shù)據(jù)，為確保上述內(nèi)容得到妥善管理與利用，就要發(fā)揮出BIM 技術(shù)的作用，使海量數(shù)據(jù)得到安全存儲，方便工作人員隨時查閱，了解工程具體情況。其次，若要進一步了解施工進度，工作人員可采用BIM 技術(shù)進行查詢，從而合理把控施工進度，在確保其質(zhì)量的前提下，進一步優(yōu)化各項操作，確保工程在工期內(nèi)順利完成。

2 BIM 技術(shù)在建筑電氣安裝工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 提高工程質(zhì)量

電氣安裝工程涉及專業(yè)較多，其與建筑的整體功能息息相關(guān)。各專業(yè)人員在做好本職工作的同時，還要彼此協(xié)調(diào)，將各環(huán)節(jié)進行合理銜接，確保工作效率穩(wěn)步提升。在這一安裝工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可通過構(gòu)建立體化模型和統(tǒng)一的操作平臺，使所有參與人員得到統(tǒng)一管理，使各項數(shù)據(jù)得到統(tǒng)一展示，并且能夠逼真展示最終的安裝效果。安裝人員可通過模型了解不同線路的走向，以及在施工中是否會出現(xiàn)沖突，及時采取有效的預(yù)防措施，有效提高施工效率與施工安全系數(shù)[2]。

2.2 優(yōu)化電氣安裝方案

電氣安裝包含多個工種，且各工種之間需要彼此配合，才能確保安裝任務(wù)順利完成。應(yīng)用BIM 技術(shù)后，可對不同工種的安裝信息進行整合，減少碰撞和沖突，減少變更的可能性。一方面，BIM 技術(shù)可對工程項目進行高度模擬與仿真，打造虛擬模型，通過模型展現(xiàn)工程的所有信息，呈現(xiàn)虛擬安裝效果，有助于工作人員及時了解工程詳細信息，對其中可能存在的沖突予以規(guī)避。另一方面，制定電氣安裝投資回報分析方案時，合理融入BIM 技術(shù)，就能進一步優(yōu)化施工方案，對施工成本進行有效的控制。

2.3 實現(xiàn)信息輸出多元化

當工作人員通過BIM 模型了解到工程中可能發(fā)生的碰撞時，就能及時將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，對工程做出進一步調(diào)整。不同項目的數(shù)據(jù)格式存在差別，進行信息導(dǎo)入時，需考慮到信息是否兼容。應(yīng)用BIM 技術(shù)后，可發(fā)揮出IFC 的作用，確保信息輸出多元化，提高信息的兼容性。

2.4 提高驗收質(zhì)量

由于電氣工程安裝十分復(fù)雜，因此，當安裝工作結(jié)束以后，需對其安裝質(zhì)量進行嚴格的審核與驗收，確定各項操作是否規(guī)范。許多工程具有一定的隱蔽性，驗收人員在驗收時需要查看和審核大量的數(shù)據(jù)，會降低驗收效率，也無法保證質(zhì)量完全得到檢查。采用BIM 技術(shù)后，可利用專業(yè)的模型對工程中的材料使用情況進行計算，確定具體工程量，既能保證計算效率高，又能保證計算結(jié)果準確，為驗收工作提供參考依據(jù)，幫助驗收人員順利對工程進行驗收。

3 建筑電氣安裝工程中存在的問題

首先，許多工程存在重復(fù)操作的現(xiàn)象。例如，在工程項目中，配管施工是基礎(chǔ)，在具體操作時，傳統(tǒng)的設(shè)計圖紙很難對不同線路走向進行準確、直觀展示，導(dǎo)致對配管進行布局時存在重復(fù)操作的情況。其次，信息共享程度較低，碰撞問題難以避免。在電氣工程中包含大量的線路，如果各專業(yè)人員彼此溝通不到位，在安裝過程中就可能出現(xiàn)碰撞，此時就要及時對碰撞進行反復(fù)論證，并就問題進行溝通，才能解決問題，然而，這樣就會耽誤工期，浪費許多資源，也存在一定的安全隱患。最后，安裝質(zhì)量缺乏保障，會經(jīng)常出現(xiàn)變更。由于各專業(yè)的信息共享程度較低，因此，在安裝時一旦出現(xiàn)問題，就要對原設(shè)計方案進行調(diào)整，不僅造成進度被拖延，而且調(diào)整后的施工質(zhì)量也很難得到保障。

4 BIM 技術(shù)在建筑電氣安裝工程中的應(yīng)用策略

4.1 管線綜合優(yōu)化設(shè)計

各類管線是支持電氣設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的重要元素，不同專業(yè)的管線有不同走向，一旦不能對其進行合理設(shè)計，就很容易導(dǎo)致管線發(fā)生碰撞。采用BIM 技術(shù)時，可進一步優(yōu)化管線布局，減少上述問題出現(xiàn)的可能性。首先，構(gòu)建專業(yè)的模型，采用專業(yè)的檢測軟件對管線碰撞情況進行檢測。其次，一旦發(fā)現(xiàn)存在碰撞現(xiàn)象，需進一步確認位置，及時對參數(shù)進行調(diào)整，確保設(shè)計方案得到優(yōu)化。

4.2 物料管理

物料在施工中不可或缺，采用BIM 技術(shù)可對與之相關(guān)的所有信息進行精確統(tǒng)計和展示，使工作人員了解物料的類型、價格等，確定工程所需物料數(shù)量，確保工程成本得到有效的控制。同時，為保證物料得到高效利用，滿足安裝需求，可采用BIM 技術(shù)對物料的使用情況進行實時監(jiān)測，了解最新價格，及時更新相關(guān)信息，確保采購人員隨時對采購方案進行調(diào)整，選擇性價比較高的物料，在確保物料得到充分供應(yīng)的基礎(chǔ)之上，減少物料大量閑置的情況[3]。

4.3 模擬施工

BIM 技術(shù)具備優(yōu)秀的模擬性，其可對整個項目的施工過程進行全面模擬，展現(xiàn)施工中的問題，使各參與方能夠及時了解施工要點，合理規(guī)避風險，制定完善的施工計劃，對施工進度和質(zhì)量進行有效的控制。在具體操作時，主要從以下要點入手。首先，對施工任務(wù)進行合理分配，確保各項資源得到合理配置與利用。其次，對施工過程進行全面記錄，及時將實際情況輸入BIM系統(tǒng)中。管理人員可隨時利用平臺查看現(xiàn)場情況，對施工進行實時化監(jiān)督與控制。最后，合理調(diào)整施工方案，減少出現(xiàn)變更的情況，確保施工順利進行。

4.4 信息交互與優(yōu)化設(shè)計

在信息交互方面，利用BIM 技術(shù)可拉近各部門之間的距離，使其隨時就問題進行溝通，在第一時間了解工程情況，提高部門協(xié)作效率。這一技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)二維圖紙的束縛與限制，只需利用三維模型即可展示工程的安裝過程與最終效果，開展碰撞檢查，確定不同管線的位置，避免發(fā)生沖突。同時，還能對數(shù)據(jù)進行仔細分析，為安裝方案的調(diào)整提供參考依據(jù)[4]。

4.5 模型控制

三維立體模型是BIM 技術(shù)的作用得以發(fā)揮的核心，其主要用于展示工程的所有信息，對工程效果進行模擬，提高信息共享水平，使各部門之間的溝通更有成效。當前，電氣安裝工程正隨著建筑工程規(guī)模的擴大與功能日益多樣化而面臨愈發(fā)苛刻的要求，而且工程涉及專業(yè)種類不斷增加，設(shè)備功能與結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，與之相關(guān)的參與者眾多。在這種情況下，需確保整個工程進度符合要求，還要確保各專業(yè)操作規(guī)范，使工程順利通過驗收。因此，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建相應(yīng)的模型，就能確保各部門人員對工程有明確的了解，及時把控施工進度，發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，并加以改進，減少不必要的損失[5]。

4.6 成本控制

成本控制應(yīng)貫穿施工始終，其控制效果將直接影響到工程的效益與質(zhì)量。將BIM 技術(shù)與成本控制相結(jié)合時，可對工程所需材料、設(shè)備等資源進行精準計算，確保其得到合理配置，同時，還能對各類成本進行準確的預(yù)算和控制，減少不必要的浪費。首先，利用專業(yè)的BIM 模型展現(xiàn)施工的詳細參數(shù)信息，確保施工方案得到優(yōu)化，明確材料性能、類型和數(shù)量。同時，通過這一技術(shù)可對施工中的問題進行展示，便于工作人員隨時調(diào)整方案，減少問題出現(xiàn)的可能性，降低不必要的損失。其次，將BIM 技術(shù)與成本核算、物料采購與使用等工作全面結(jié)合，確保信息得到高效處理，從而達到降低工程造價的目的。

5 BIM 技術(shù)在建筑電氣安裝工程中應(yīng)用的操作流程

5.1 構(gòu)建BIM 模型

電氣安裝在整個建筑工程中所占據(jù)的地位很高，涉獵面廣泛，且直接影響到后續(xù)建筑的正常使用，因此，在正式施工之前，需嚴格按照方案的要求，對現(xiàn)場進行合理布置，確保各項資源充足并得到合理利用，締造井然有序的施工秩序。通過BIM 技術(shù)不僅可以優(yōu)化管線布置，還能明確操作順序，減少出現(xiàn)返工的可能性。具體操作時，主要從以下3 個方面入手。

（1）發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，獲取詳細的信息，如施工現(xiàn)場位置、施工環(huán)境、水文條件等，通過BIM 技術(shù)將上述信息導(dǎo)入模型之中，為施工提供參考依據(jù)。

（2）構(gòu)建專業(yè)的三維模型，將所有工種信息納入該模型之中，進行統(tǒng)一管理。然后考慮到不同專業(yè)，構(gòu)建針對性較強的模型，在此基礎(chǔ)之上構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。

（3）為保證管線得到合理布設(shè)，需在不同系統(tǒng)的模型之上標注不同顏色，對不同專業(yè)管線進行明確區(qū)分。

5.2 模擬仿真

除了構(gòu)建模型，還要設(shè)置BIM 族加載文件，為后續(xù)管理和任務(wù)布置奠定基礎(chǔ)。加載BIM 族時，要發(fā)揮出Revit 軟件的作用。首先，工作人員要選擇所需族。其次，完成操作后，使用模型對電氣工程進行仿真模擬，展現(xiàn)模擬操作過程。

5.3 碰撞檢查與優(yōu)化

將BIM 技術(shù)用于開展碰撞檢查的目的是查找工程中是否有沖突，方便工作人員及時對工程方案進行調(diào)整，減少沖突，對工程進度、成本進行合理的控制。電氣工程包含要素眾多，通過構(gòu)建BIM 模型，可對各類要素進行逐一檢查，確定要素是否符合要求，是否有所沖突。在具體操作時，主要從以下3 點入手。

（1）利用Revit 軟件導(dǎo)出NWC 格式文件，再將其導(dǎo)入Navisworks 之中，使之彼此獲得有效整合。

（2）明確碰撞檢測的對象、具體參數(shù)，確定碰撞類型。在具體操作時，需將多種檢查方式相結(jié)合，明確允許交叉的范圍，可以有效提高電氣工程的檢查水平和效率。

（3）完成碰撞檢查后，系統(tǒng)會自動碰撞檢查報告，清晰展示碰撞檢測的關(guān)鍵點，自動尋找碰撞點，并及時進行修正。安裝人員會根據(jù)檢測結(jié)果，了解安裝注意事項，及時對安裝位置進行調(diào)整，避免發(fā)生碰撞。

5.4 局部調(diào)整及導(dǎo)出施工圖

施工人員會通過碰撞檢查第一時間了解工程中的沖突點，在確認以后，就要及時對其進行調(diào)整，并將調(diào)整結(jié)果導(dǎo)入Revit 軟件之中，從而展現(xiàn)出預(yù)期效果。

6 結(jié)語

總之，電氣安裝工程具有很強的專業(yè)性，涉獵范圍廣泛，需對其質(zhì)量進行嚴格的控制，因此，要發(fā)揮BIM技術(shù)的作用，仔細把關(guān)每一個環(huán)節(jié)，才能減少問題出現(xiàn)的可能性，為打造品質(zhì)工程和現(xiàn)代化建筑奠定基礎(chǔ)。