BIM技術(shù)在建筑設(shè)備管道施工中的應(yīng)用

林 錚

(福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350007)

隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)建筑要求也在提高。建筑中的各種管道如建筑給水管道、排水管道、消防管道、采暖管道、空調(diào)管道、建筑電線管道等都在增多。要使這么多管道在建筑設(shè)備安裝過(guò)程中不發(fā)生碰撞，而又整齊美觀，必需在施工前進(jìn)行模擬安裝，對(duì)管道進(jìn)行碰撞測(cè)試、碰撞調(diào)整、管道綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程量統(tǒng)計(jì)，這對(duì)提高施工質(zhì)量，減少施工返工率和成本，避免后期出現(xiàn)重大失誤有著非常重要作用。BIM技術(shù)在建筑設(shè)備管道設(shè)計(jì)和施工中能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能。

1 建筑設(shè)備管道施工的難點(diǎn)和對(duì)策

建筑設(shè)備管道施工涉及到各個(gè)專(zhuān)業(yè)工程，溝通難度大，設(shè)計(jì)圖中許多管道的排布和標(biāo)高均未明確，管道與建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突，這就造成各專(zhuān)業(yè)之間發(fā)生矛盾、推諉的現(xiàn)象。利用BIM技術(shù)，在建筑設(shè)備管道施工前進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì),能夠解決這些問(wèn)題，也避免了因?yàn)楦亩⒄`工期、浪費(fèi)材料。

BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)備管道施工中是根據(jù)各專(zhuān)業(yè)圖紙按標(biāo)準(zhǔn)建模，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行管道方案安排布置，對(duì)后期可能會(huì)導(dǎo)致安裝過(guò)程中出現(xiàn)沖突現(xiàn)象，甚至可能出現(xiàn)嚴(yán)重后果進(jìn)行碰撞檢測(cè)和調(diào)整、對(duì)于管道凈高進(jìn)行模擬分析、對(duì)整個(gè)工程管道進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確定最優(yōu)方案，導(dǎo)出各專(zhuān)業(yè)圖紙，進(jìn)行管道施工。減少后期可能發(fā)生的碰撞，提高工程質(zhì)量，減少拆裝、減少返工現(xiàn)象，節(jié)約成本和減少工期。

2 BIM在建筑設(shè)備管道施工中的應(yīng)用

BIM在建筑設(shè)備管道施工中應(yīng)用，是基于Revit平臺(tái)，進(jìn)行快速翻模建模，碰撞檢查，凈高分析調(diào)整，管道翻彎、自動(dòng)繞彎，通過(guò)各種管線之間漫游動(dòng)畫(huà)，錯(cuò)、漏、碰撞能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)還能優(yōu)化設(shè)計(jì)原圖并修改，進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)自動(dòng)生成等。

2.1 管道碰撞檢查

在建筑設(shè)備管道施工中，使用傳統(tǒng)形式的CAD圖紙，難以將各專(zhuān)業(yè)管道錯(cuò)綜復(fù)雜銜接反映出來(lái)，管道交叉在一起，難免發(fā)生碰撞問(wèn)題，既影響施工工期，又增加施工成本。利用BIM技術(shù)，可以將各管道碰撞問(wèn)題引入三維可視化功能，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)碰撞點(diǎn)，并可以觀測(cè)到各個(gè)管道碰撞問(wèn)題，及時(shí)指出碰撞點(diǎn)存在的問(wèn)題和形成報(bào)告，為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供參考，防止實(shí)際施工過(guò)程出現(xiàn)因?yàn)楣艿琅鲎?，造成返工現(xiàn)象，提高管理水平，保證工期。

使用BIM軟件出圖、優(yōu)化模塊進(jìn)行碰撞檢查時(shí)，能夠直接形成碰撞報(bào)告，優(yōu)化加深符合交底的二維、三維圖對(duì)比，便于后期成果展現(xiàn)，并且簡(jiǎn)單快捷、提高工作效率?？梢蚤_(kāi)展各專(zhuān)業(yè)之間無(wú)縫對(duì)接，相互協(xié)作。傳統(tǒng)Revit軟件或者Navisworks軟件進(jìn)行碰撞檢查時(shí)，只能進(jìn)行定點(diǎn)檢查，而且查找不方便，導(dǎo)致多視圖系統(tǒng)顯示的時(shí)候比較困難，形成報(bào)告不夠直觀。

2.2 管道凈高分析

建筑設(shè)備的管道相對(duì)復(fù)雜，需要最大化利用梁內(nèi)空間。在梁內(nèi)空間，確保管道下凈空，將管道上下翻設(shè)置。設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)先考慮無(wú)壓管，遵循有壓讓無(wú)壓的原則。在碰撞檢測(cè)后的修改過(guò)程，需先考慮將有壓管標(biāo)高進(jìn)行更改，如果不能滿足，再進(jìn)行更改無(wú)壓管。同時(shí)修改過(guò)程還需要考慮大管徑管優(yōu)先，遵循小管徑管讓大管徑管。如果遇到熱水管和冷水管發(fā)生碰撞時(shí)，考慮熱水管優(yōu)先，先更改冷水管，如果不能滿足，再進(jìn)行更改熱水管?？紤]無(wú)保溫管讓保溫管,價(jià)值低者讓價(jià)值高者,同時(shí)還要考慮消防、裝修等其他有關(guān)各專(zhuān)業(yè)。

在管道深化設(shè)計(jì)前做凈高分析，BIM功能模塊不僅能在復(fù)雜空間進(jìn)行凈高分析，而且可以在每個(gè)要求點(diǎn)進(jìn)行凈高分析，可以直接在各階段對(duì)構(gòu)件的空間距地凈高隨時(shí)檢測(cè)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免施工過(guò)程中凈化不足等重大問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)哪里不夠高哪里進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)Revit軟件或者Navisworks軟件都不能進(jìn)行凈空分析，只能采用相關(guān)體量與檢查對(duì)象進(jìn)行碰撞檢查，從而進(jìn)行凈空分析，手段繁項(xiàng)復(fù)雜，容易遺漏。

2.3 管道深化設(shè)計(jì)

2.3.1管道準(zhǔn)確定位

為了避免后期開(kāi)洞造成的工程損失，利用BIM模型，可以準(zhǔn)確獲得各建筑設(shè)備各管道的位置信息，獲得墻體和樓板的洞口預(yù)留的精確信息，為施工人員進(jìn)行精確定位、管位置預(yù)留提供了很大的方便。BIM模型還可以進(jìn)行管道翻彎、全自動(dòng)繞彎、智能避讓?zhuān)岣吡酥悄芑凸ぷ餍?，為管道預(yù)制提供了很大的便利，為后期施工提供便利。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)備管道深化設(shè)計(jì)，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整，最終生成圖紙，保證項(xiàng)目落實(shí)。進(jìn)而保證施工質(zhì)量，減少施工管理成本。以下是通過(guò)HiBIM軟件進(jìn)行翻彎、開(kāi)洞(見(jiàn)圖1～圖4)。

2.3.2管道綜合設(shè)計(jì)

利用BIM技術(shù)，可以對(duì)建筑設(shè)備工程管道進(jìn)行綜合平衡設(shè)計(jì)，可以合理布置，優(yōu)化各類(lèi)管材、附件等的規(guī)格和尺寸，預(yù)留出有效的檢修空間，控制建筑凈高，減少部分管道的彎頭數(shù)量及長(zhǎng)度，從而在預(yù)留孔洞或管道預(yù)埋時(shí)，找出尺寸較優(yōu)、路徑較短的管路。利用BIM技術(shù)也可以很好的展示各專(zhuān)業(yè)管道及設(shè)備的布置情況，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整。為了減少施工管理成本，保證施工質(zhì)量，可以讓施工人員提前掌握管道安裝的具體情況，將模型中出現(xiàn)碰撞沖突情況準(zhǔn)確的顯示出來(lái)進(jìn)行調(diào)整、更深入的優(yōu)化，避免了因更改工程量而耽誤工期、浪費(fèi)材料。此外，為了有效提高施工效率，可以優(yōu)化施工工序與工藝的過(guò)程。

2.4 系統(tǒng)施工模擬

對(duì)于建筑設(shè)備管道工程施工來(lái)說(shuō)，從本質(zhì)上其工序是一種不可逆的過(guò)程,在施工時(shí)順序是不能隨意更換的，一旦出現(xiàn)安裝順序錯(cuò)誤，就可能會(huì)導(dǎo)致施工成本增加。對(duì)于建筑設(shè)備管道系統(tǒng)排布錯(cuò)綜復(fù)雜、種類(lèi)眾多，在進(jìn)行安裝過(guò)程中，利用BIM技術(shù)在虛擬環(huán)境中快速翻模建模、施工模擬、管道碰撞檢測(cè)、管道凈高分析、管道精確定位、管道綜合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工過(guò)程的數(shù)字化、可視化技術(shù)。在系統(tǒng)施工復(fù)雜部位，如地下室、水泵間、機(jī)房等部位的管道，可以事先做好應(yīng)對(duì)措施，預(yù)先提前發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程可能發(fā)生的難點(diǎn)，進(jìn)行施工動(dòng)畫(huà)模擬，進(jìn)而確定最佳設(shè)計(jì)和施工方案，用于指導(dǎo)施工，最終降低返工成本和管理成本。對(duì)施工過(guò)程中資源、場(chǎng)地、設(shè)備等情況也可以進(jìn)行協(xié)調(diào)。

2.5 工程量統(tǒng)計(jì)

工程出圖基于Revit平臺(tái)，對(duì)于建筑設(shè)備管道施工而言，運(yùn)用BIM技術(shù)將各專(zhuān)業(yè)設(shè)備構(gòu)件智能轉(zhuǎn)化，以二維平面設(shè)計(jì)圖紙為基礎(chǔ),構(gòu)建三維信息，將該三維信息模型應(yīng)用于該建筑的建筑設(shè)備管道中，模擬施工的過(guò)程。在虛擬模型建設(shè)過(guò)程中，可對(duì)不同施工段進(jìn)行管材、附件用量的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，制定施工計(jì)劃。并且根據(jù)不同地區(qū)要求，套用不同清單定額，也可以按自己訂單要求調(diào)整。某些特定條件下進(jìn)行快速選擇，提高計(jì)算工程量效率，如清單匯總表，定額匯總表，實(shí)物匯總表，擴(kuò)展AR，VA造價(jià)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本的動(dòng)態(tài)化掌控。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)備管道工程施工中，解決了方案策劃，可以進(jìn)行管道碰撞檢查和調(diào)整、管道凈高分析、管道準(zhǔn)確定位、管道綜合設(shè)計(jì)、系統(tǒng)施工模擬、工程量統(tǒng)計(jì)等，提高了設(shè)計(jì)的效率與出圖質(zhì)量，精準(zhǔn)快速生成材料計(jì)劃等難題，降低了施工的費(fèi)用，保證了建筑設(shè)備管道施工的順利進(jìn)行，減少了建設(shè)的返工率和工期。有條不紊地完成了體量大、工期緊的施工任務(wù)。同時(shí)，利用BIM技術(shù)也提升了整個(gè)工程精細(xì)化管理水平，保證決策的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，減少人員壓力，也為后期工程設(shè)計(jì)和施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。