BIM技術(shù)在建筑設(shè)備管道施工中的應(yīng)用

李力怡 楊 錦 楊 燕

（西安培華學(xué)院建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 陜西 西安 710125）

0 引言

要實(shí)現(xiàn)建筑的現(xiàn)代化，就必須采用新技術(shù)。BIM技術(shù)利用其可視化、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)，對(duì)管道施工前進(jìn)把控與監(jiān)管，克服管道施工過程中的難點(diǎn)，加強(qiáng)了建筑設(shè)備管道施工中各部門之間的有效交流與溝通，降低工作難度，提高施工工作的科學(xué)性。BIM技術(shù)還可以利用其三維模型圖進(jìn)行施工實(shí)驗(yàn)，增加建筑設(shè)備管道施工的精確性，提高質(zhì)量。在政府與各龍頭企業(yè)的推動(dòng)下，BIM技術(shù)正在快速發(fā)展，BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以使管道施工中的問題得到妥善的解決，并促進(jìn)建筑設(shè)備管道施工的發(fā)展。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)在我國(guó)的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)是一項(xiàng)“建筑信息模型”技術(shù)，而這項(xiàng)技術(shù)也是我國(guó)建筑行業(yè) 與信息融合的 “革命性”技術(shù)[1-2]。BIM技術(shù)的運(yùn)用在建筑施工中的應(yīng)用便體現(xiàn)了建筑工程與技術(shù)的相結(jié)合，為我國(guó)的建筑行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。但從目前看來，BIM技術(shù)的發(fā)展在我國(guó)仍存有局限性，并未得到完全的發(fā)展，BIM技術(shù)將建筑中不同專業(yè)的所有要求都匯聚在一起，可以說，通過一項(xiàng)技術(shù)解決了多項(xiàng)項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)的問題[3]。BIM技術(shù)將設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等所有項(xiàng)目的信息匯聚在一個(gè)建筑模型中。當(dāng)前，BIM技術(shù)已經(jīng)走過了萌芽、產(chǎn)生、發(fā)展三個(gè)階段，已經(jīng)到了成熟時(shí)期，但在國(guó)內(nèi)，這項(xiàng)技術(shù)并沒有得到普及，我國(guó)的建筑行業(yè)中，只有個(gè)別的設(shè)計(jì)院在使用。BIM技術(shù)具有人無法比擬的特點(diǎn)，BIM作為一項(xiàng)新技術(shù)，能夠很大程度上提高建筑行業(yè)的缺點(diǎn)，也能提高建筑設(shè)備管道施的質(zhì)量。任何新技術(shù)都有不完善之處，BIM作為一項(xiàng)新技術(shù)，自身必然會(huì)存在一些問題，需要在發(fā)展過程中進(jìn)一步解決與完善。雖然我國(guó)的BIM技術(shù)并沒有得到普及，但已經(jīng)有很多企業(yè)開始為引進(jìn)BIM技術(shù)做準(zhǔn)備，而這項(xiàng)技術(shù)也得到了政府的大力支持，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的推動(dòng)下，BIM技術(shù)必定會(huì)占據(jù)市場(chǎng)，擁有光明的未來。

1.2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)是科學(xué)社會(huì)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，自然有著信息化的特征與優(yōu)勢(shì)。BIM技術(shù)使工程師解放雙手，從手工繪圖變?yōu)橛?jì)算機(jī)輔助繪圖，這樣可以增加模型圖的精準(zhǔn)性。BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)⑼苿?dòng)第三次革命，也是一場(chǎng)信息化革命。BIM技術(shù)可以在在建筑施工的全過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，可以有效提升質(zhì)量與效率。BIM技術(shù)不僅體現(xiàn)出了建筑行業(yè)與新技術(shù)的融合創(chuàng)新，也促進(jìn)了建筑施工質(zhì)量的提升[1]。BIM技術(shù)的應(yīng)用也彌補(bǔ)了建筑設(shè)備管道施工中的不足與缺點(diǎn)，是管道施工中保障施工質(zhì)量與施工安全、保障施工進(jìn)度的重要手段。在建筑設(shè)備的施工中，管道設(shè)備可以說是其中較難的環(huán)節(jié)，需要與各項(xiàng)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，也需要有較強(qiáng)的專業(yè)性，不僅如此，在管道施工中，必須要注意現(xiàn)實(shí)環(huán)境因素與設(shè)計(jì)上的協(xié)調(diào)，避免產(chǎn)生沖突。

1.2.1 可視化

BIM技術(shù)將二維的圖紙模型變?yōu)槿S，建筑的設(shè)計(jì)、建造等統(tǒng)統(tǒng)成為立體可視，例如建筑之間的聯(lián)系、建筑中每項(xiàng)工作之間的聯(lián)系，都能通過三維的可視圖進(jìn)行展現(xiàn)。三維圖不僅能減少人工的錯(cuò)誤，也能更好地加強(qiáng)各部分負(fù)責(zé)人之間的交流。

1.2.2 協(xié)調(diào)性

在可視的三維模型下，各個(gè)項(xiàng)目可以同時(shí)進(jìn)行研究，也可以直接溝通。建筑設(shè)備施工時(shí)，各個(gè)項(xiàng)目之間的專業(yè)性較大，尤其是管道施工時(shí)，各項(xiàng)工作間的專業(yè)并不相通，專業(yè)性較強(qiáng)，難免發(fā)生沖突，所以管道施工中各項(xiàng)工作必須做好溝通與協(xié)調(diào)。而可視化的三維模型圖正好可以有效解決這個(gè)問題，將工程項(xiàng)目進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，減少不合理方案造成的問題，也能節(jié)約時(shí)間。

1.2.3 模擬性

三維可視化的模型不僅可以整合出整項(xiàng)工程的模擬圖，還可以進(jìn)行模擬演練。這樣可以既減少安全事故的發(fā)生，也可以增加建筑設(shè)計(jì)與施工安排的科學(xué)性，并且將復(fù)雜程度高的建筑進(jìn)行優(yōu)化。

1.2.4 優(yōu)化性

BIM技術(shù)通過數(shù)字信息的方式，將建筑施工過程中的各項(xiàng)工作都進(jìn)行優(yōu)化整合。這樣不僅減少了人為工作的難度，也大大提高了建筑的質(zhì)量與施工效率，使整項(xiàng)工程更有保障。

2 BIM技術(shù)在管道施工的應(yīng)用

2.1 管道施工的難點(diǎn)

建筑設(shè)備管道施工是一項(xiàng)難度極高的工程，涉及到各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，并且專業(yè)性很強(qiáng)，這就要求各項(xiàng)工作必須有協(xié)調(diào)性，但工作量大、任務(wù)多，并且專業(yè)性強(qiáng)，就導(dǎo)致各項(xiàng)工作之間溝通難度大，容易發(fā)生矛盾。建筑設(shè)計(jì)圖紙中，很難明確標(biāo)出管道需要的空間與結(jié)構(gòu)，這就使管道施工加大了難度，很容易引發(fā)安全問題，也會(huì)使各項(xiàng)工作產(chǎn)生矛盾，返工現(xiàn)象會(huì)較為嚴(yán)重。在管道施工時(shí)，受現(xiàn)實(shí)環(huán)境影響因素較大，再加之其工程的復(fù)雜性與專業(yè)性，都會(huì)使管道施工出現(xiàn)問題，所以，如果管道施工出現(xiàn)問題，對(duì)整項(xiàng)工程都會(huì)有較大影響，這也會(huì)造成管道施工人員的壓力。在管道施工中，必須要有新技術(shù)注入，來有效地降低管道施工中的難度。

2.2 BIM技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以通過自身特點(diǎn)建立建筑模型，將各項(xiàng)工作各專業(yè)的不同設(shè)計(jì)圖紙利用數(shù)字信息整合建模，并且進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。這樣不僅減少了各項(xiàng)工作之間的矛盾，也能讓各項(xiàng)工作及時(shí)進(jìn)行溝通。BIM技術(shù)不僅可以在設(shè)計(jì)時(shí)協(xié)調(diào)好各項(xiàng)工作，還可以模擬后期安裝時(shí)的過程，提前檢測(cè)在施工過程中是否會(huì)產(chǎn)生沖突與碰撞，可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。BIM技術(shù)在建筑設(shè)備管道施工中的應(yīng)用廣泛，不僅能對(duì)施工進(jìn)行模擬與預(yù)算，還可以通過三維模型圖對(duì)施工進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)，還能利用自身特點(diǎn)對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)督，大大提高效率。

2.2.1 對(duì)模型進(jìn)行全面控制

管道施工工程復(fù)雜，需要各部門之間合作溝通，BIM技術(shù)可以使各部門之間共享模型，并且可以做到對(duì)模型的全面把控。不僅如此，BIM技術(shù)還可以對(duì)建筑模型進(jìn)行全面的把控，在建筑模型需要發(fā)生改變時(shí)及時(shí)掌握情況并應(yīng)對(duì)。BIM技術(shù)中的云端服務(wù)技術(shù)可以很好地做好項(xiàng)目的相應(yīng)檢測(cè)與把控，并且可以保證各項(xiàng)工作的數(shù)據(jù)信息是否有科學(xué)性，也可以有效的減少誤差，防止誤差所帶來的問題。全面把控?cái)?shù)據(jù)模型，可以保障施工的準(zhǔn)確性，可以保證施工進(jìn)度與安全[4]。

2.2.2 數(shù)據(jù)全方位動(dòng)態(tài)管理

在工程設(shè)計(jì)師完成設(shè)計(jì)后，BIM技術(shù)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，迅速建立三維模型了解工程內(nèi)容，但一個(gè)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)后不是一成不變的，總會(huì)有客觀因素影響導(dǎo)致工程計(jì)劃發(fā)生變化。BIM技術(shù)可以在工程發(fā)生變化時(shí)及時(shí)作出反應(yīng)，并且可以使在不同階段發(fā)生的細(xì)微問題都及時(shí)得到解決。在工程項(xiàng)目發(fā)生變更時(shí)，BIM技術(shù)可以通過信息化、可視化的特點(diǎn)，減少變更數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，還可以減少變更中會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，在數(shù)據(jù)進(jìn)行改動(dòng)時(shí)，避免無效改動(dòng)，還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況建可以實(shí)時(shí)更新的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫。

2.2.3 管道碰撞監(jiān)察

在建筑設(shè)備管道施工過程中，因?yàn)椴牧淆嫶蟛⑶沂┕み^程復(fù)雜，難免會(huì)出現(xiàn)管道碰撞的問題。傳統(tǒng)的手工圖紙與CAD圖紙?jiān)诿鎸?duì)錯(cuò)綜復(fù)的管道時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的誤差，這樣既影響工程效率，也會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問題。此時(shí)，BIM技術(shù)可以利用三維圖做施工過程模擬實(shí)驗(yàn)，引入管道碰撞問題，利用三維圖找出發(fā)生碰撞點(diǎn)，并及時(shí)進(jìn)行修改。BIM技術(shù)檢測(cè)碰撞點(diǎn)時(shí)，不僅可以準(zhǔn)確進(jìn)行檢測(cè)，還可以根據(jù)檢測(cè)情況出具檢測(cè)報(bào)告，這樣，更加有效地保障了管道施工中的質(zhì)量、安全與效率。

2.2.4 管道的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)

管道設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)槠鋸?fù)雜性和專業(yè)性，再加上客觀環(huán)境因素的影響，很容易發(fā)生誤差與錯(cuò)誤，如果誤差和錯(cuò)誤不能得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)對(duì)工程帶來極大的影響，不僅會(huì)耽誤工期，甚至還會(huì)涉及到安全問題。BIM技術(shù)可以在管道設(shè)計(jì)時(shí)精確地定位，為建筑設(shè)備施工各管道留出準(zhǔn)備位置。BIM技術(shù)不僅可以對(duì)管道位置進(jìn)行預(yù)留，還可以將管道施工中管道翻彎、繞彎等工作進(jìn)行只能演練，為技術(shù)人員帶來了極大方便可以提前發(fā)現(xiàn)問題并解決，而且使建筑設(shè)備管道施工增加了準(zhǔn)確性，減少了錯(cuò)誤，降低了不必要成本。

2.2.5 模擬施工

建筑設(shè)備管道施工可以說是“一次性”的工程，如果一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，有可能會(huì)造成整項(xiàng)工程重新來過。建筑設(shè)備管道的施工錯(cuò)綜復(fù)雜，很容易出現(xiàn)失誤，還會(huì)發(fā)生安裝順序出錯(cuò)的可能。如果一旦在管道施工過程中發(fā)生錯(cuò)誤，就會(huì)增加項(xiàng)目成本，還會(huì)延誤工期所以，可以進(jìn)行預(yù)判的新技術(shù)非常重要。BIM技術(shù)可以通過系統(tǒng)，模擬施工方案，選出最佳方案。利用BIM 技術(shù)可以將施工過程可視化，更容易發(fā)現(xiàn)問題，也可以有效地預(yù)防問題，提前想到問題，提前做好應(yīng)對(duì)方案。提前做好施工模擬，可以有效地預(yù)防問題，降低施工過程中出現(xiàn)問題地概率，保障施工過程順利。

2.2.6 提升管道施工中的監(jiān)督質(zhì)量

建筑設(shè)備管道施工既然是一項(xiàng)難度較大的工程，就會(huì)有在施工過程中發(fā)生問題，而施工監(jiān)管就要發(fā)揮作用，但監(jiān)管人員在復(fù)雜又細(xì)致的工程中，很難發(fā)現(xiàn)細(xì)微的問題。BIM技術(shù)正好可以利用其可視化與其能夠把控工程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，對(duì)施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并且能夠即時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。BIM技術(shù)對(duì)施工過程進(jìn)行全面的監(jiān)管時(shí)，可以快速找到問題所在，明確指出某一環(huán)節(jié)中的錯(cuò)誤，減少錯(cuò)誤排查的時(shí)間，也可以出具針對(duì)性的解決方案。

3 BIM技術(shù)的問題

由于BIM技術(shù)并沒有廣泛使用，所以還是存在許多問題，例如BIM技術(shù)應(yīng)用方面的人才匱乏，BIM從業(yè)人員必須掌握BIM技術(shù)的理念與工具，并且要有相應(yīng)的工程專業(yè)背景與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定方案，這一系列的要求使BIM技術(shù)人才稀缺。BIM技術(shù)的應(yīng)用方面也相對(duì)較為匱乏，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)未達(dá)到相應(yīng)高處，也限制著BIM技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)語

目前，各行各業(yè)都已經(jīng)融合了新技術(shù)，建筑行業(yè)也抓住機(jī)會(huì)，加入新技術(shù)，尤其是在較難的建筑設(shè)備管道施工中，運(yùn)用BIM新技術(shù)，不僅可以針對(duì)管道施工中的難點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化解決，還可以有效地提高施工過程的質(zhì)量與效率，節(jié)約成本[5]。BIM通過上文論述，可以了解到，BIM技術(shù)雖然有客觀條件上的不足，但對(duì)建筑設(shè)備管道施工有很大的益處，所以，建筑行業(yè)目前應(yīng)該大力支持BIM技術(shù)的發(fā)展，積極引用BIM新技術(shù)，不僅為此技術(shù)提供發(fā)展機(jī)會(huì)，也能讓自身項(xiàng)目得到提升。