基于BIM技術(shù)的機(jī)電安裝工程精細(xì)化控制應(yīng)用實(shí)踐

（天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300134）

0 引言

BIM技術(shù)是近年來興起的建筑業(yè)信息化管理新技術(shù)，目前在國(guó)內(nèi)得到了蓬勃發(fā)展，尤其是在機(jī)電安裝工程領(lǐng)域，將BIM技術(shù)科學(xué)合理的應(yīng)用其中，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化管理，在工程實(shí)踐中取得了良好的應(yīng)用效果，得到了業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。

1 機(jī)電安裝工程的特點(diǎn)

1.1 工程涉及的范圍廣

機(jī)電安裝工程涉及面廣，施工周期長(zhǎng)，施工作業(yè)空間范圍大，因此在機(jī)電安裝工程開工前，施工人員需要全面地掌握施工現(xiàn)場(chǎng)情況。而且在機(jī)電安裝工程的施工中，經(jīng)常要與土建、裝飾裝修專業(yè)施工人員協(xié)調(diào)，做好管線預(yù)留預(yù)埋、設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)制等準(zhǔn)備工作。

1.2 施工工序復(fù)雜，作業(yè)人員密集

機(jī)電安裝工程的施工工序復(fù)雜，手工作業(yè)多，交叉作業(yè)人員密集，且施工條件要求較高。在機(jī)電安裝工程施工過程中，需要各個(gè)工序之間合理銜接，不同工種的作業(yè)人員密切配合，以確保工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

1.3 施工技術(shù)要求高

機(jī)電安裝工程的技術(shù)要求較高，需要作業(yè)人員熟悉施工流程、技術(shù)要求及驗(yàn)收規(guī)范，嚴(yán)格遵守操作要求，合理使用施工機(jī)具、設(shè)備，保證操作人員的人身安全和工程質(zhì)量。

1.4 專業(yè)涵蓋面廣

機(jī)電安裝工程不僅包含了常見的給排水工程、采暖工程、電氣照明工程、供配電工程、通風(fēng)空調(diào)工程等，也包含了綜合布線、多表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、樓宇安全防范系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等建筑智能化系統(tǒng)設(shè)備安裝工程。因此，我們需要專業(yè)技能突出、管理水平高超的項(xiàng)目人員來加強(qiáng)精細(xì)化管理，保證每個(gè)施工節(jié)點(diǎn)管控到位、質(zhì)量達(dá)標(biāo)，保質(zhì)保量地完成整個(gè)項(xiàng)目。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，是將工程信息和建筑數(shù)據(jù)整合在同一個(gè)模型里，貫穿于建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個(gè)階段，用以提高建設(shè)效率并實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)。在收集建模所需建筑數(shù)據(jù)的同時(shí)，模擬工程信息，使用三維數(shù)字技術(shù)快速處理，將數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖形，取代了傳統(tǒng)的二維CAD圖紙，使機(jī)電安裝工程的各處細(xì)節(jié)都能夠清楚地顯示出來，有效解決了一些復(fù)雜機(jī)電安裝工程的設(shè)計(jì)難題。利用BIM技術(shù)可以設(shè)計(jì)并模擬各類型工程，通過全面分析設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，從中選出最佳方案，大大提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程精細(xì)化化控制中的具體應(yīng)用

3.1 在施工材料管理方面的應(yīng)用

機(jī)電安裝工程需要用到的施工材料不僅品種豐富而且規(guī)格繁多，在施工材料管理上存在一定難度。特別是隨著市場(chǎng)的成熟和行業(yè)的發(fā)展，施工方法也更新得很快，新材料、新設(shè)備層出不窮。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)施工材料消耗量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)和對(duì)工程造價(jià)的有效控制，在機(jī)電安裝工程中可以利用BIM技術(shù)模型進(jìn)行精細(xì)化管理。

首先在開工前，通過BIM技術(shù)模型完成施工材料消耗量的統(tǒng)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出更精準(zhǔn)的工程成本，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程造價(jià)的準(zhǔn)確預(yù)判。同時(shí)，對(duì)于提高施工預(yù)算的編制效率也有很大的幫助。依照施工合同和施工進(jìn)度計(jì)劃，將BIM技術(shù)模型里提供的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)際發(fā)生的施工成本之間進(jìn)行比較，對(duì)機(jī)電安裝工程施工階段的施工材料消耗量和項(xiàng)目運(yùn)行成本進(jìn)行動(dòng)態(tài)核算，以便及早發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致工程成本失控的風(fēng)險(xiǎn)因素。此外，在BIM技術(shù)的幫助下，還能夠按照項(xiàng)目的施工進(jìn)度，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握施工材料的使用情況，實(shí)時(shí)更新材料需求，從而為施工材料的采購(gòu)提供有力的依據(jù)，防止出現(xiàn)材料積壓過多占用項(xiàng)目資金，或備料不足影響施工進(jìn)度的問題。

由此可見，BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了更加精細(xì)化施工材料管理，從而降低了工程施工成本，在一定程度上提高了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 在管線綜合優(yōu)化方面的應(yīng)用

在機(jī)電安裝工程中，管線綜合優(yōu)化始終是一項(xiàng)非常重要的工作。要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，使用BIM技術(shù)建模去準(zhǔn)確找到設(shè)計(jì)圖中存在的管線碰撞問題。比如是否存在專業(yè)交叉、空間高度是否能夠滿足使用要求等情況，都可以通過三維模型將施工中有可能出現(xiàn)的交叉部位展現(xiàn)出來，清晰地看見各管線之間的距離，連施工完成后的管線位置效果也可以提前體現(xiàn)出來。尤其是在管線復(fù)雜的空調(diào)機(jī)房或者凈空高度要求高的公共空間，對(duì)管線規(guī)格、路徑、走向等都要進(jìn)行若干次的調(diào)整與優(yōu)化，把不同的管線布置方案分別進(jìn)行碰撞數(shù)量以及凈空高度的比較，分析其可行性和優(yōu)缺點(diǎn)。

BIM技術(shù)解決了大部分機(jī)電安裝工程的深化設(shè)計(jì)、碰撞、部件制作安裝、室內(nèi)凈高控制和專項(xiàng)施工方案優(yōu)化等技術(shù)難題，為項(xiàng)目施工階段的成本、質(zhì)量、進(jìn)度控制提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。

圖1 管線綜合優(yōu)化模型

圖2 管線施工完成效果

3.3 在施工動(dòng)態(tài)控制方面的應(yīng)用

在BIM技術(shù)建模時(shí)，分別為給排水系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電氣照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)及建筑智能化系統(tǒng)建模，然后使用軟件中的鏈接及綁定操作命令，將原本相互獨(dú)立的不同專業(yè)安裝工程整合到一個(gè) BIM技術(shù)模型中，利用三維數(shù)字技術(shù)快速處理，將數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖形，建立起各專業(yè)之間的協(xié)作體系，將各專業(yè)的參數(shù)都顯示在三維模型中，便于施工管理人員通過數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)查看、分享、調(diào)整數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)施工動(dòng)態(tài)管理。

此外，BIM技術(shù)模型能夠?yàn)闄C(jī)電安裝工程成本控制提供重要的參考依據(jù)，一旦在項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)生了某項(xiàng)工程變更，就可以通過對(duì)某些參數(shù)的修正來實(shí)現(xiàn)對(duì)各專業(yè)工程的工程量同步進(jìn)行變更調(diào)整。與此同時(shí)，機(jī)電安裝工程的成本控制則會(huì)根據(jù)已更新的三維模型有效地做出動(dòng)態(tài)成本控制。

施工模擬是通過BIM技術(shù)模型和計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)電安裝工程的虛擬化施工模擬。施工模擬會(huì)幫助施工單位最大程度地模仿實(shí)際施工過程，從而獲得關(guān)于施工人員、施工材料、機(jī)械設(shè)備投入等生產(chǎn)要素的最符合工程實(shí)際需要的數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)即將開展的機(jī)電安裝工程施工，明顯減少了施工整改情況的出現(xiàn)，提高了施工效率和工程質(zhì)量。

圖3 虛擬三維布管

圖4 指導(dǎo)管線安裝

3.4 在提升業(yè)主滿意度方面的應(yīng)用

在機(jī)電安裝工程施工過程中，要充分聽取業(yè)主的意見，合理滿足業(yè)主的實(shí)際要求，有效提升業(yè)主滿意度。使用BIM技術(shù)建模來預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖中存在的管線碰撞問題，對(duì)管線布置進(jìn)行綜合優(yōu)化，滿足業(yè)主對(duì)于提升空間的利用率和改善房間內(nèi)管線排布觀感質(zhì)量的實(shí)際需求。施工單位可以利用BIM技術(shù)模型來完成施工前的技術(shù)交底工作，通過對(duì)施工流程的可視化呈現(xiàn)來幫助作業(yè)人員更加準(zhǔn)確地掌握有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范的要求，要突出強(qiáng)調(diào)重要施工節(jié)點(diǎn)的操作規(guī)程來保證工程質(zhì)量。還可以借助BIM技術(shù)模型與各專業(yè)安裝施工單位進(jìn)行高效對(duì)接，三維可視化模型大大提高了各參建方的溝通效率，節(jié)省了各專業(yè)的對(duì)接時(shí)間。對(duì)各專業(yè)勞務(wù)人員進(jìn)行三維技術(shù)交底，提高了交底信息的準(zhǔn)確性，有效減少了返工現(xiàn)象。大大降低業(yè)主與參建方的溝通成本，更好地為業(yè)主提供高質(zhì)量的服務(wù)。

施工管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，因?yàn)槭┕げ牧虾蜋C(jī)械設(shè)備投入等生產(chǎn)要素的使用都會(huì)隨著施工進(jìn)度有所改變，利用BIM技術(shù)可以把施工材料、機(jī)械設(shè)備投入和工程設(shè)計(jì)變更等信息輸入 BIM技術(shù)模型之中。BIM技術(shù)模型則會(huì)按照更新后的信息進(jìn)行展現(xiàn)，也就是常說的“所見即所得”。這樣可以有效防止工程數(shù)據(jù)的流失，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電安裝工程的精細(xì)化管理。BIM技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了業(yè)主滿意度，并達(dá)到了提高質(zhì)量、縮短工期和節(jié)約成本的目標(biāo)。

3.5 在機(jī)電設(shè)備運(yùn)維控制方面的應(yīng)用

機(jī)電安裝工程通常會(huì)涉及到大量的機(jī)電設(shè)備，如通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)、空氣處理設(shè)備，給排水系統(tǒng)的水泵、氣壓水罐，消防系統(tǒng)的穩(wěn)壓泵、噴淋泵等。在傳統(tǒng)的機(jī)電安裝工程中，設(shè)備運(yùn)維管理都要通過運(yùn)維工程師填寫設(shè)備運(yùn)行記錄表來實(shí)現(xiàn)信息的記錄、修改和更新等，是一項(xiàng)十分繁重的管理工作。

基于BIM技術(shù)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理，就是在BIM技術(shù)模型中機(jī)電設(shè)備的對(duì)應(yīng)位置上，預(yù)先設(shè)置好設(shè)備運(yùn)行記錄表。以便在正式投入使用后可以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)、更新、完善機(jī)電設(shè)備的維運(yùn)信息，完全擺脫了以往調(diào)取記錄、更新信息、保存數(shù)據(jù)的繁瑣過程，極大的方便了機(jī)電設(shè)備的日常運(yùn)維管理，提高了運(yùn)維管理的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

目前，BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用正在迭代更新，從三維建模、碰撞檢測(cè)、圖紙審核等初級(jí)應(yīng)用邁向BIM與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、GIS等信息技術(shù)的深度融合，建筑行業(yè)也正在向工業(yè)化、信息化的方向穩(wěn)步發(fā)展。雖然BIM技術(shù)已取得了良好的應(yīng)用效果，但是也存在著一些實(shí)際問題，比如BIM技術(shù)介入滯后、BIM數(shù)據(jù)未充分利用、數(shù)據(jù)更新與采集路徑與流程不完善等。相信伴隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，BIM與項(xiàng)目管理、企業(yè)管理的不斷融合，BIM技術(shù)在項(xiàng)目精細(xì)化管理中的價(jià)值將會(huì)發(fā)揮地更加充分。