BIM技術(shù)在機(jī)電工程中的施工應(yīng)用及研究

曾維彬

摘 要：隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)在不斷的進(jìn)步，機(jī)電安裝工程的功能性和系統(tǒng)性越來(lái)越復(fù)雜。在這種情況下，以向機(jī)電施工行業(yè)提供更高效的方案，降低施工成本，提高資源利用率為目的，BIM技術(shù)開(kāi)始在機(jī)電安裝工程中廣泛使用。因此，本文將以作者多年的機(jī)電施工經(jīng)驗(yàn)，研究BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用，為BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一定的參考和幫助。

一、BIM技術(shù)概念及其特點(diǎn)

1.BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)全稱為建筑信息模型（Building Information Management），是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，通過(guò)3D建筑模型，實(shí)現(xiàn)工程監(jiān)理、物業(yè)管理、設(shè)備管理、數(shù)字化甲供、工程化管理等功能。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)形成3D模型數(shù)據(jù)，讓我們得到一個(gè)具有各項(xiàng)工程參數(shù)的建筑工程多維模型，通過(guò)這樣一個(gè)模型，可以進(jìn)行施工設(shè)計(jì)、進(jìn)度模擬及運(yùn)營(yíng)管理等工作。相對(duì)于機(jī)電行業(yè)傳統(tǒng)軟件AUTOCAD，BIM技術(shù)對(duì)機(jī)電工程的3D模擬施工能夠采取有效的優(yōu)化措施，從根源上解決機(jī)電安裝施工中的各種問(wèn)題。因此，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷應(yīng)用，在機(jī)電施工行業(yè)得到的廣泛的認(rèn)可。

2.BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM技術(shù)的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

A.協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)應(yīng)用在機(jī)電工程中時(shí)，各專業(yè)可借助BIM軟件進(jìn)行高效的協(xié)調(diào)作業(yè)，且不同專業(yè)的設(shè)計(jì)結(jié)果能夠相互影響，極大的提高各專業(yè)工作效率與質(zhì)量；

B.協(xié)調(diào)性

對(duì)于同一單位來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)能夠在內(nèi)部形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)性文件，從而使得各專業(yè)在項(xiàng)目過(guò)程中能夠通過(guò)良好的內(nèi)部協(xié)調(diào)確保其施工質(zhì)量和進(jìn)度；

C.模擬性

通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)工程構(gòu)建3D模型，使得施工單位能夠借助這項(xiàng)技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行安裝模擬、走向模擬以及各項(xiàng)系統(tǒng)模擬等許多模擬設(shè)計(jì)，從而提升施工的準(zhǔn)確性、效率及質(zhì)量。

二、機(jī)電工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)電工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以有效減少管理與技術(shù)上的成本，還能最大化信息化技術(shù)管理所帶來(lái)的效益，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理及技術(shù)水平的全面提高。

1.管線的綜合設(shè)計(jì)

由于機(jī)電工程涉及專業(yè)較多，常常會(huì)出現(xiàn)管道、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、橋架間因標(biāo)高或路由引起的碰撞，導(dǎo)致機(jī)電施工過(guò)程中一直存在較多問(wèn)題。因此，可以有效利用BIM技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，模擬管線的碰撞，根據(jù)檢查結(jié)果來(lái)對(duì)管線的布置進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)用美觀綜合排布效果。而在進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)建立3D模型，對(duì)不同專業(yè)以及工程要求進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)行碰撞檢查，進(jìn)一步深化工程設(shè)計(jì)，最終編制出一套系統(tǒng)、科學(xué)的管線綜合布置方案，且在后續(xù)施工安排以及管線綜合布局提供參考，進(jìn)而降低各專業(yè)沖突以及返工的出現(xiàn)。

2.管線碰撞檢查

管線碰撞檢查是指是在正式施工前，通過(guò)BIM模擬各專業(yè)管線布局，發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)間管線、設(shè)備的干擾與沖突。由于管線碰撞在施工過(guò)程中極大的影響質(zhì)量和進(jìn)度，所以，在進(jìn)行管道檢查時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查管線碰撞。在施工過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)管道、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、橋架間因標(biāo)高或路由問(wèn)題導(dǎo)致的碰撞，通過(guò)BIM軟件來(lái)模擬管線的碰撞，根據(jù)檢查結(jié)果來(lái)對(duì)管線的布置進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)用美觀綜合排布效果。

3.深化圖、局部?jī)?yōu)化及技術(shù)交底

相較于AUTOCAD軟件繪制的剖面圖、大樣圖而言，BIM軟件具有豐富的出圖功能。在管道碰撞檢查后，通過(guò)深化設(shè)計(jì)，確定管線合理的位置與標(biāo)高，從而繪制高還原度的3D模型，模型中導(dǎo)出的剖面圖與平面圖，具有清晰、直觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，且具有詳細(xì)的尺寸標(biāo)注，對(duì)施工技術(shù)方案提供有效指引。不僅如此，使用這項(xiàng)功能，能夠利用3D圖紙或視頻對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人進(jìn)行直觀的交底，有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工作。利用BIM技術(shù)的可視化功能，對(duì)施工方案進(jìn)行合理評(píng)估，提前發(fā)現(xiàn)并解決可能出現(xiàn)的問(wèn)題，為機(jī)電工程順利施工提供有力保證。

4.計(jì)算工程量及需用材料

在建立3D模型時(shí)，所有元素都會(huì)賦予一個(gè)對(duì)應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)模型創(chuàng)建完成，可以利用軟件直接獲取各個(gè)系統(tǒng)的工程量及需用材料的種類和數(shù)量，從而大大簡(jiǎn)化前期算量準(zhǔn)備工作，使項(xiàng)目管理策劃能夠高效履行。此外，3D模型還可以設(shè)置特定條件來(lái)篩選結(jié)果，以滿足其他方面的需求，比如物資部門可根據(jù)具體需求篩選結(jié)果來(lái)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，不僅能夠?yàn)槲镔Y招采提供便利，而且還能提前制定物資進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，對(duì)材料、設(shè)備、勞動(dòng)力實(shí)施精細(xì)化管理，有效提升機(jī)電施工管理的效率。

三、機(jī)電工程中BIM技術(shù)應(yīng)用的研究

1.施工管理的手段

通常情況下，BIM技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電工程的重要技術(shù)手段時(shí)，一般會(huì)有三個(gè)作用：展示企業(yè)技術(shù)實(shí)力、解決技術(shù)問(wèn)題和施工過(guò)程整體控制。而通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)大量實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有工程更多的是借助BIM技術(shù)展現(xiàn)企業(yè)實(shí)力及解決技術(shù)問(wèn)題。導(dǎo)致這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，主要是由于施工單位基于現(xiàn)場(chǎng)施工，更加關(guān)注BIM技術(shù)在解決機(jī)電施工問(wèn)題的價(jià)值，進(jìn)而導(dǎo)致BIM技術(shù)無(wú)法從技術(shù)應(yīng)用角度上升到施工過(guò)程整體管控。從以往的施工經(jīng)歷來(lái)看，機(jī)電施工中沒(méi)有應(yīng)用BIM技術(shù)為主要管理手段，施工單位在工程的進(jìn)度、成本以及質(zhì)量等眾多方面需要投入更多的精力，進(jìn)而可能導(dǎo)致施工單位難以達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。因此，將BIM技術(shù)應(yīng)用作為機(jī)電施工的管理手段可以說(shuō)是施工單位接下來(lái)的一個(gè)重要目標(biāo)。施工單位需要轉(zhuǎn)換以往的思維慣性，通過(guò)將機(jī)電工程中所有的具體工作內(nèi)容、質(zhì)量進(jìn)度要求以及各個(gè)專業(yè)及分包的控制目標(biāo)等集中到BIM技術(shù)的管理流程中，從而借助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電工程施工切實(shí)有效的管理目標(biāo)。

2.施工進(jìn)度的管控

通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，在施工過(guò)程中施工單位可以通過(guò)利用該技術(shù)中的Navisworks軟件編制施工進(jìn)度，并且能夠?qū)崟r(shí)跟蹤落實(shí)工作進(jìn)展，以此有效的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行管控。在使用Navisworks軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度管理時(shí)，它會(huì)根據(jù)編制的計(jì)劃自動(dòng)將每日需要完成的工作任務(wù)顯示在管理人員計(jì)算機(jī)上，并且隨著工序的不斷進(jìn)行，能夠?qū)⑹Ｓ嗟墓ぷ髁坑妙伾珮?biāo)記出來(lái)，而施工單位則能夠根據(jù)本日機(jī)電施工剩余工作計(jì)劃采取相應(yīng)措施，以此避免機(jī)電總體施工進(jìn)度延誤。

3.施工成本的管控

BIM技術(shù)對(duì)成本管控也是機(jī)電施工中重要的應(yīng)用之一。施工單位通過(guò)利用BIM技術(shù)中新一代建筑信息模擬4G工程造價(jià)軟件，根據(jù)機(jī)電工程3D圖形等開(kāi)展工程造價(jià)的以圖出量工作，便能夠制定出一份具有科學(xué)合理性且準(zhǔn)確度較高的項(xiàng)目成本，從而實(shí)現(xiàn)提高施工單位預(yù)算控制的精準(zhǔn)度。與此同時(shí)，施工單位在機(jī)電施工中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控的資金流動(dòng)，并通過(guò)及時(shí)更新信息、調(diào)整資金撥款比例等方式確保企業(yè)的項(xiàng)目成本及造價(jià)得到有效管控。最后，機(jī)電施工在收到設(shè)計(jì)變更時(shí)，BIM技術(shù)可以第一時(shí)間對(duì)變更所涉及到的部分進(jìn)行估算，一旦發(fā)現(xiàn)超出成本控制，施工單位即可針對(duì)該設(shè)計(jì)變更采取相應(yīng)措施，通過(guò)這樣的方式最大程度保障了施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上，在機(jī)電安裝工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，不但可以提高各項(xiàng)資源的利用率，還可以使機(jī)電工程得以順利開(kāi)展。然而，在機(jī)電安裝工程實(shí)際施工過(guò)程中，依然有許多問(wèn)題存在，這就需要廣大機(jī)電安裝管理人員在現(xiàn)有技術(shù)水平上，不斷向國(guó)內(nèi)外的高水平人才學(xué)習(xí)更加先進(jìn)的機(jī)電安裝知識(shí)，提高自身的綜合業(yè)務(wù)水平，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

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（作者單位：中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司安裝分公司）