基于BIM技術(shù)的機(jī)電工程模塊化建造應(yīng)用概述

劉友青 侯玉勇

摘 要： 機(jī)電工程模塊化建造作為一種新的建造模式，能夠大大提升施工的效率，為機(jī)電工程的建設(shè)帶來(lái)有利的條件。本文闡述了BIM 的概念以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，介紹了機(jī)電工程模塊化建造流程，并且詳細(xì)分析了基于BIM技術(shù)的機(jī)電工程模塊化建造應(yīng)用，通過(guò)有效運(yùn)用BIM技術(shù)開(kāi)展模塊化建造施工，可使機(jī)電工程的整體質(zhì)量得到提高。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù);機(jī)電工程;模塊化建造

【中圖分類號(hào)】TU198.6 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）13-0168-01

引言

BIM技術(shù)作為一項(xiàng)重要的技術(shù)，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，具有較多的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在機(jī)電工程建設(shè)中能夠使工程的質(zhì)量得到提升。由于機(jī)電工程中涉及的內(nèi)容比較復(fù)雜，建造花費(fèi)的時(shí)間比較多，為了保證建造的科學(xué)性，可借助BIM技術(shù)進(jìn)行輔助，實(shí)現(xiàn)機(jī)電工程模塊化建造，為機(jī)電工程的整體建造提供相應(yīng)的條件。因此，應(yīng)對(duì)機(jī)電工程模塊化建造中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 BIM 技術(shù)概述

1.1 BIM 的概念。BIM作為一種計(jì)算機(jī)與建筑行業(yè)的重要手段，可將二維的建筑設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化成為三維立體樣式，使非專業(yè)人員能夠從圖紙中獲取到相應(yīng)的信息。運(yùn)用計(jì)算機(jī)模型中的虛擬通路手段能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)電工程中的水電、消防及燃熱管道的通路情況的測(cè)試，使方案中的設(shè)計(jì)缺陷得到彌補(bǔ)，保證了管道的使用壽命。在機(jī)電工程的設(shè)計(jì)及施工等過(guò)程中，BIM技術(shù)能夠發(fā)揮出有效的作用，使機(jī)電工程的施工效率得到提高，還能夠給施工企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 BIM的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。BIM系統(tǒng)在建筑設(shè)計(jì)中有著較大的優(yōu)勢(shì)，能夠使設(shè)計(jì)具有更好的技術(shù)支持。BIM設(shè)計(jì)以3D模型的形式呈現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員能夠更加便利地進(jìn)行溝通，使設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行，不需要進(jìn)行想象就可以直觀地看到設(shè)計(jì)的效果，甲方向設(shè)計(jì)人員提出了修改意見(jiàn)的時(shí)候，能夠更加精準(zhǔn)地提出問(wèn)題。施工過(guò)程中，結(jié)合BIM模型，施工人員能夠核對(duì)設(shè)計(jì)的效果及要求，使設(shè)計(jì)與施工等環(huán)節(jié)的溝通成本減少，給企業(yè)帶來(lái)更多的效益。在BIM模型中，能夠高效地完成管線的驗(yàn)證工作，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，可運(yùn)用計(jì)算機(jī)模型對(duì)機(jī)電通路穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試，結(jié)合測(cè)試的結(jié)果來(lái)比較不同的方案，并且在其中選擇最佳的方案，為設(shè)計(jì)與施工帶來(lái)有效的保障。

2 機(jī)電工程模塊化建造流程

模塊化建造是對(duì)各個(gè)專業(yè)及工序進(jìn)行分配、結(jié)合，使加工廠制作的模塊組運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用吊運(yùn)設(shè)備進(jìn)行組裝，利用BIM技術(shù)進(jìn)行建造，在施工中運(yùn)用平行作業(yè)及工廠化預(yù)制的模式，使施工的效率提升，加強(qiáng)建造的效果。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行機(jī)電工程模塊化建造的時(shí)候，需要將管道工廠化預(yù)制以及現(xiàn)場(chǎng)裝配式安裝結(jié)合起來(lái)，按照以下流程進(jìn)行作業(yè)：搭建機(jī)電設(shè)計(jì)模型→管線綜合優(yōu)化→機(jī)電模塊管道分段→模塊虛擬加工與拼裝→模塊編碼→組合支吊架系統(tǒng)→生成加工圖及材料表并下料→工廠預(yù)制及模塊組合拼裝→現(xiàn)場(chǎng)安裝、模塊連接。

3 基于BIM技術(shù)的機(jī)電工程模塊化建造應(yīng)用

3.1 構(gòu)建機(jī)電設(shè)計(jì)模型及優(yōu)化管線。結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)以及機(jī)電圖紙內(nèi)容，使用Revit軟件建立三維模型，對(duì)廠家所提供的機(jī)組、閥門(mén)以及管道附件進(jìn)行精確模擬，根據(jù)不同專業(yè)系統(tǒng)管道及附件設(shè)置不同的顏色，并且將管道系統(tǒng)顏色對(duì)應(yīng)表列出，可為之后的作業(yè)提供便利的條件，避免施工錯(cuò)誤的問(wèn)題。建立好三維模型之后，需要考慮工程的規(guī)范以及施工現(xiàn)場(chǎng)的情況等方面內(nèi)容，參考施工的要求來(lái)進(jìn)行管線排布的優(yōu)化，使管線能夠達(dá)到工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 機(jī)電工程管道分段。將機(jī)房的管線深化之后，需要考慮到限制的因素，例如預(yù)制加工半成品管組的搬運(yùn)及吊裝等環(huán)節(jié)，分段的過(guò)程中需要分析管道的連接方式，按照工程建設(shè)的要求開(kāi)展分段作業(yè)，還應(yīng)根據(jù)以下原則進(jìn)行操作。首先，管段的構(gòu)件應(yīng)盡量減少分段，避免接駁點(diǎn)過(guò)多而造成滲漏問(wèn)題，還應(yīng)保證分段的合理性，考慮到工廠的加工能力以及模塊的質(zhì)量，結(jié)合施工中可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行全面分析，保證施工的效果。在分段作業(yè)中，半成品管段運(yùn)輸及吊裝是其中的重要內(nèi)容，加工廠到施工現(xiàn)場(chǎng)之間的道路的特點(diǎn)也會(huì)對(duì)管道構(gòu)件的分段帶來(lái)一定的影響。

3.3 虛擬加工模塊化機(jī)電系統(tǒng)。為了保證加工廠預(yù)制加工管道的組裝效果，可運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行管段拼裝虛擬仿真預(yù)演，在計(jì)算機(jī)中模擬模塊組、支吊架等部分的施工順序，預(yù)先發(fā)現(xiàn)在組裝過(guò)程中工序不合理問(wèn)題，并且明確施工中操作難度較大的節(jié)點(diǎn)?？赏ㄟ^(guò)觀看模擬過(guò)程的方式來(lái)進(jìn)行交底，使施工人員了解安裝的各項(xiàng)步驟內(nèi)容。

3.4 制定加工圖及材料清單。綜合考慮上述原則，在明確管道分段方案后，在三維模型中確定管道尺寸、空間位置及綜合支吊架定位直接利用BIM軟件對(duì)模型進(jìn)行泵（機(jī)）組模塊加工圖、管道預(yù)制加工圖、風(fēng)管橋架預(yù)制加工圖、支吊架預(yù)制加工圖的繪制，并由軟件自動(dòng)生成相應(yīng)的材料加工料單。

3.5 工廠化預(yù)制及模塊化拼裝。在專業(yè)加工車(chē)間，使用全自動(dòng)生產(chǎn)線統(tǒng)一進(jìn)行管道的預(yù)制加工、風(fēng)管橋架預(yù)制加工以及支吊架加工。預(yù)制加工需要按照以下要求進(jìn)行，首先，加工中需要考慮到預(yù)制、運(yùn)輸及吊運(yùn)等因素，使預(yù)制率能夠達(dá)到85%以上。在接駁點(diǎn)較多的管段，預(yù)制加工的難度比較大，需要由工作人員進(jìn)行土建空間測(cè)量，在對(duì)土建誤差進(jìn)行分析之后再開(kāi)展集中加工預(yù)制工作。預(yù)制管道支吊架的時(shí)候，需要對(duì)土建誤差進(jìn)行明確，使用三維放樣機(jī)器人將采集的點(diǎn)云模型以及BIM模型進(jìn)行擬合，找到誤差點(diǎn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)候進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3.6 現(xiàn)場(chǎng)安裝與模塊拼接。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配的時(shí)候，需要由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人來(lái)編寫(xiě)施工方案，對(duì)安裝班組進(jìn)行虛擬仿真模擬視頻交底，明確施工中的重要環(huán)節(jié)，使裝配施工能夠高效完成。在預(yù)制裝配的過(guò)程中，需要按照以下要求進(jìn)行，首先，預(yù)制管組吊裝前，需要對(duì)方案進(jìn)行受力校驗(yàn)計(jì)算。在第一組裝配過(guò)程中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的位置進(jìn)行準(zhǔn)確安裝，避免對(duì)后續(xù)相連的管段組產(chǎn)生影響，為施工帶來(lái)保障。當(dāng)每完成一組裝配之后需要對(duì)安裝點(diǎn)位進(jìn)行校核，針對(duì)存在的問(wèn)題，管理人員應(yīng)分析其原因，采取有效的措施解決問(wèn)題。其次，在施工中，裝配完成一段管道之后，技術(shù)人員需要及時(shí)對(duì)上面的二維碼進(jìn)行掃描，更新信息，使施工中的信息能夠統(tǒng)一對(duì)應(yīng)，有效防止交叉施工帶來(lái)的影響。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)電工程模塊化建造作為當(dāng)前機(jī)電工程建設(shè)中的新內(nèi)容，突出了模塊化建造的優(yōu)勢(shì)，能夠有效提高施工的效率水平。為了加強(qiáng)施工的質(zhì)量，可將BIM技術(shù)融入到建造過(guò)程中，按照建設(shè)的要求進(jìn)行施工，先構(gòu)建機(jī)電設(shè)計(jì)模型及優(yōu)化管線，進(jìn)行機(jī)電工程管道分段，之后虛擬加工模塊化機(jī)電系統(tǒng)，并且制定加工圖及材料清單，完成工廠化預(yù)制及模塊化拼裝、現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工，使工程建設(shè)能夠達(dá)到實(shí)際的要求，促進(jìn)了機(jī)電工程建設(shè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 梅俊，蔣鳳昌，王進(jìn).BIM技術(shù)在大型復(fù)雜工程機(jī)電專業(yè)中的應(yīng)用研究[J].江蘇科技信息，2020，37（16）：68-70.