BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程施工中的應(yīng)用研究

鄒劍超

摘要：本文首先闡述了國內(nèi)外BIM技術(shù)的研究現(xiàn)狀，其次分析了機(jī)電安裝施工中存在的問題及主要原因，再次提出了BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程施工中的應(yīng)用方案，最后總結(jié)了BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程施工中的應(yīng)用價(jià)值。筆者研究發(fā)現(xiàn)，以BIM技術(shù)為依托，機(jī)電安裝工程施工單位有望達(dá)到提高工程質(zhì)量、節(jié)約成本、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目機(jī)電安裝精細(xì)化管理的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：BIM;機(jī)電安裝;質(zhì)量安全;

1 國內(nèi)外BIM技術(shù)的研究現(xiàn)狀

Manzoor Bilal基于馬來西亞建筑業(yè)的現(xiàn)狀，認(rèn)為建筑信息建模（BIM）與可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合至關(guān)重要，其研究旨在探尋BIM在可持續(xù)建筑工程中的應(yīng)用策略。他在研究中明確指出，BIM為設(shè)計(jì)增加了一個(gè)有用的層次，BIM可以解決實(shí)際問題，同時(shí)也有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。他還認(rèn)為，利用BIM模型，可以分析整個(gè)建筑的性能，觀察建筑的使用效果，模擬建筑外觀，可視化呈現(xiàn)建筑的設(shè)計(jì)方案。Fábio Matoseiro Dinis在研究BIM技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在工作中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅能夠提高不同專業(yè)人員之間的溝通效果，還能夠有效提高項(xiàng)目建設(shè)效率。Lisa Lenz以工業(yè)4.0為例，演示了基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)框架，她認(rèn)為，在傳感器和編程功能的輔助下進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)施管理，可以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)和生產(chǎn)管理的集成化。

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的需求越來越多樣化。為了滿足人們的需求，一些建筑樣式在不斷更新。趙泳為了提高某紀(jì)念館項(xiàng)目機(jī)電施工質(zhì)量，借助BIM技術(shù)的機(jī)電精細(xì)化施工技術(shù)與管理方法，在施工前利用BIM技術(shù)解決深化問題。林晨以深圳國際會(huì)展中心機(jī)電工程為例，詳細(xì)介紹了BIM技術(shù)在施工階段的主要工作內(nèi)容，包括模型建立、管線綜合、碰撞檢查、模型深化、基于BIM的裝配式施工、方案論證、技術(shù)交底、管理協(xié)同等。同時(shí)，林晨分析了BIM技術(shù)對項(xiàng)目進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等方面具有的應(yīng)用價(jià)值和目前存在的問題?；艨谔岢?，工作人員應(yīng)積極應(yīng)用BIM技術(shù)來加強(qiáng)管理，在具體施工中充分重視管理工作和施工細(xì)節(jié)，解決常見的施工問題，提升機(jī)電工程施工效果。

工業(yè)建筑對設(shè)備的使用需求不斷增加，主要體現(xiàn)在自動(dòng)化設(shè)備安裝工程中，以及公共建筑和民用建筑中的電氣工程、智能化工程等方面。此外，工程安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)日益規(guī)范，其對工程施工人員做出了全面的要求，從而有效地提高了工程質(zhì)量。

2 機(jī)電安裝工程施工中存在的問題

機(jī)電設(shè)備安裝工程中的質(zhì)量問題屢見不鮮，其中的原因也是大同小異。在項(xiàng)目施工前期，設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)信息不對稱，各類管材、設(shè)備、鋼材等信息參數(shù)不全，導(dǎo)致材料采購人員很難掌握材料需求，各類采購問題屢有發(fā)生。施工現(xiàn)場施工人員的專業(yè)能力、綜合素質(zhì)、技術(shù)水平參差不齊，他們往往缺乏對相關(guān)專業(yè)規(guī)范的詳細(xì)了解，缺乏交流合作意識，導(dǎo)致施工質(zhì)量問題、施工技術(shù)問題頻繁發(fā)生，從而影響了機(jī)電工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

在閥門安裝工程中，施工人員往往缺乏專業(yè)技能，沒有掌握儀表類別、閥門功能等情況，以致很難遵循相關(guān)專業(yè)的施工工藝要求來施工。另外，閥門采購需求不明確（規(guī)格、型號等參數(shù)），也會(huì)造成閥門不符合規(guī)范、設(shè)計(jì)要求，影響使用功能。

3 BIM技術(shù)在機(jī)電工程施工中的應(yīng)用方案

3.1 創(chuàng)建模型

工作人員應(yīng)根據(jù)該項(xiàng)目的相關(guān)圖紙及其他有關(guān)文件，利用Revit等相關(guān)建模軟件來創(chuàng)建三維模型。在創(chuàng)建三維模型的前期，工作人員必須進(jìn)行圖紙會(huì)審，了解機(jī)電專業(yè)的設(shè)計(jì)目的。同時(shí)，工作人員要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及建模規(guī)范，并且結(jié)合相關(guān)結(jié)構(gòu)、建筑專業(yè)圖紙來建立BIM模型。工作人員在創(chuàng)建模型的同時(shí)，需要建立相關(guān)設(shè)備族庫。BIM模型是機(jī)電安裝工程施工過程中的重中之重，工作人員切忌“閉門造車”。

3.2 機(jī)電管線的綜合排布

優(yōu)化機(jī)電管線的綜合排布是為了防止因各專業(yè)發(fā)生沖突而返工。在各專業(yè)模型創(chuàng)建完成之后，工作人員要整理合并機(jī)械設(shè)備模型、給排水管道模型、噴淋管道模型、通風(fēng)管道模型、強(qiáng)弱電模型等其他專業(yè)模型，最后形成機(jī)電綜合模型。

3.3 碰撞檢驗(yàn)

在各專業(yè)模型構(gòu)建完成后，工作人員應(yīng)將其整理合并成一個(gè)完整的綜合模型，利用Navis Works、Projectwise Navigator、Solibri等軟件來進(jìn)行模型碰撞檢驗(yàn)，并且出具碰撞檢驗(yàn)報(bào)告，為后續(xù)工作提供參考數(shù)據(jù)。

3.4 深化設(shè)計(jì)

（1）調(diào)整管線。以復(fù)雜的設(shè)備機(jī)房項(xiàng)目為例，在完成建模后，工作人員可以在碰撞區(qū)域進(jìn)行管線避讓，以及調(diào)整管線間距和設(shè)備間距。同時(shí)，工作人員可以在高精度的BIM模型中，合理排布包含小部件的機(jī)電管線?？傊?，工作人員應(yīng)用BIM技術(shù)來調(diào)整管線，既能夠節(jié)約空間、節(jié)省材料，又可以提高建筑的美觀性。

（2）設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、洞口預(yù)留設(shè)計(jì)。工作人員可以依據(jù)調(diào)整后的BIM模型來確定機(jī)房設(shè)備的位置和參數(shù)。生成的設(shè)備圖紙可以為土建施工提供指導(dǎo)，從而有效避免二次施工。另外，工作人員還可以根據(jù)BIM模型中的管線與墻體的碰撞檢測情況來處理碰撞區(qū)域。預(yù)留洞口的位置和尺寸能夠通過BIM模型反映在土建圖紙上，這既有利于工作人員進(jìn)行圖紙深化設(shè)計(jì)，也有利于指導(dǎo)施工人員規(guī)范施工。

（3）綜合支吊架設(shè)計(jì)。由于各專業(yè)管路系統(tǒng)繁多、錯(cuò)綜復(fù)雜，工作人員需要將各專業(yè)管道管線的支吊架綜合在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的支吊架系統(tǒng)。綜合支吊架設(shè)計(jì)，有利于節(jié)省建筑空間減少支吊架的數(shù)量，有利于減少鋼材等原材料消耗量，從而節(jié)約成本。

（4）精裝設(shè)計(jì)。工作人員基于BIM的三維、立面、剖面等不同角度，可以確定各管線、機(jī)械設(shè)備的最低標(biāo)高以及吊頂標(biāo)高，從而有利于精裝施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

（5）圖紙反饋。工作人員在圖紙會(huì)審階段和建模階段遇到的任何圖紙錯(cuò)誤問題，都可以在BIM平臺(tái)及時(shí)向設(shè)計(jì)院反饋。設(shè)計(jì)人員也可以在BIM平臺(tái)上及時(shí)地更正和優(yōu)化圖紙。因此，應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效避免后期施工階段發(fā)生返工、誤工等現(xiàn)象。

3.5 工程量的統(tǒng)計(jì)

為保證工程量數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性，工作人員在創(chuàng)建BIM模型時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案來繪圖，要保證模型構(gòu)件參數(shù)的完整性和準(zhǔn)確性，并且確保整個(gè)模型達(dá)到BIM模型精度標(biāo)準(zhǔn)要求，從而保證工程量統(tǒng)計(jì)工作的順利進(jìn)行。工作人員可以利用MagiCAD、安裝算量GQI等軟件來統(tǒng)計(jì)工程量，出具工程量清單，這有利于采購人員開展原材料采購工作。同時(shí)，管理人員也可以根據(jù)工程量清單，在招投標(biāo)階段控制總成本。

4 BIM技術(shù)在機(jī)電工程施工中的應(yīng)用價(jià)值

4.1 可視化交底

BIM技術(shù)打破了傳統(tǒng)的技術(shù)交底方式，工作人員可以根據(jù)三維可視化模型來開展技術(shù)交底工作，從而有效避免因技術(shù)交底錯(cuò)誤而返工。施工技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求來生成剖面、立面等不同角度的三維圖紙，這有利于加深施工人員對圖紙的理解。在施工過程中，工作人員不僅可以根據(jù)BIM綜合圖紙來安裝機(jī)電管線，還可以在BIM平臺(tái)上檢查機(jī)電管線連接是否正確。因此，應(yīng)用BIM技術(shù)，可以確保機(jī)電管線施工的準(zhǔn)確性。

4.2裝配式應(yīng)用

工作人員可以基于高精度的BIM模型，根據(jù)施工順序?qū)Ω鱾€(gè)構(gòu)件進(jìn)行編碼、編號。預(yù)制工廠可以根據(jù)BIM模型中各個(gè)構(gòu)件的參數(shù)及角度詳圖來準(zhǔn)確地生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件。構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，工作人員可按照各零部件的編號來組裝構(gòu)件。

4.3 施工模擬

在項(xiàng)目施工前期，工作人員可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行4D施工進(jìn)度模擬。工作人員還可以利用BIMFILM、Fuzor、Lumion等軟件來模擬施工。在保證施工質(zhì)量的前提下，為了減少人力、材料、機(jī)械設(shè)備等成本，工作人員可以通過施工模擬來制訂施工進(jìn)度計(jì)劃，合理安排施工順序。另外，BIM技術(shù)也可以為各施工隊(duì)伍的協(xié)調(diào)管理工作提供有力的技術(shù)支持。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)發(fā)展過程中起著重要的作用，其應(yīng)用領(lǐng)域不僅包括項(xiàng)目前期的建設(shè)階段，還包括后期的運(yùn)維管理階段。BIM技術(shù)將推動(dòng)建筑行業(yè)向智能化、信息化方向發(fā)展。

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