BIM技術在機電施工管理過程中的應用分析

彭程

（華建數(shù)創(chuàng)（上海）科技有限公司）

1 引言

BIM 技術作為機電工程施工管理的手段，對提高施工管理水平起著重要作用。當前，許多機電施工企業(yè)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的管理理念，由“人管”轉向“機器管”，由“管人”轉向“管事”，管理流程也變得方便快捷。將BIM 技術應用于機電工程施工中，可使各部門和各級管理工作形成統(tǒng)一的管理體系，從機電管線的布置、機電設施的安裝到施工進度的控制、施工質量的監(jiān)督等各個施工階段都能得到有效管理，確保機電工程施工的順利進行。

2 BIM 技術在機電施工管理中的必要性

BIM 是一種基于三維數(shù)字信息化的技術，它通過建立機電工程項目的三維可視化模型，對導入的工程項目數(shù)據(jù)進行整合和參數(shù)化設計、可視化展示，便于機電工程項目的各參與方在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺中進行溝通、交流，進一步優(yōu)化建設方案。BIM技術可以實現(xiàn)對工程的動態(tài)管理，對機電設備管線建設進行監(jiān)測、預警并更改相關參數(shù)，避免施工中的返工和拆除，有效控制了工程造價，保護了企業(yè)利益。

2.1 基于云平臺工作組的模型同步更新

機電工程項目的參與單位眾多，主要包括設備單位、建設單位、監(jiān)理單位、咨詢單位、業(yè)主方等。為了各參與方的協(xié)同作業(yè)，保證多用戶在機電項目中的統(tǒng)一性，可應用分布式云平臺技術。依據(jù)此項技術，成立工程項目云平臺工作組，工作組負責在項目各參與方更改方案后，及時更新整個工程項目的BIM數(shù)據(jù)模型，確保項目的各參與方始終得到相同的數(shù)據(jù)模型，有效避免由于模型更新不及時、圖紙更改造成的各種誤差，并嚴格控制施工現(xiàn)場返工率。

2.2 基于協(xié)同平臺的參數(shù)化設計

建筑項目的機電施工具有體量大、信息量大、涉及面廣等特點。在利用BIM技術搭建的三維信息模型中，可以清晰明確地看到管網(wǎng)的精確位置和線管、網(wǎng)線、管網(wǎng)及有關管井的參數(shù)信息。當更換或移動這些設備時，可在BIM模型中進行同步更新，更新記錄也會被記錄下來，以保證數(shù)據(jù)信息的完整性、準確性，方便后期維護。

2.3 基于施工模擬的碰撞檢測

運用BIM 搭建機電設備管道的三維數(shù)字信息模型，按照管道的尺寸大小，在模型中進行施工進度模擬和機電設備的碰撞檢測。通過施工模擬，可發(fā)現(xiàn)設計、施工各階段的工程沖突，需要建設單位經(jīng)過基于模型的溝通和協(xié)調后，進行調整，減少返工，提高機電施工效率。

2.4 基于BIM技術的物資設備管理

機電項目會涉及眾多物資設備的管理工作，管理人員根據(jù)項目施工進度需要，按照不同的施工階段，利用BIM 三維數(shù)據(jù)模型，可快速計算出項目實際的工程量，在保證物料管理實現(xiàn)精細化管理的同時，也能為物料采購計劃的編制提供準確、及時的數(shù)據(jù)支持，并根據(jù)限額領料制度，對現(xiàn)場物料進行管理。

3 BIM 技術在機電施工管理中的具體應用

3.1 深化設計

機電施工深化設計涉及暖通空調專業(yè)、給排水專業(yè)、消防專業(yè)、強電專業(yè)、弱電專業(yè)等。在傳統(tǒng)的深化設計中，因為缺乏直觀呈現(xiàn)，大多數(shù)碰撞需要依靠設計師的經(jīng)驗來判斷，在實際施工中會產(chǎn)生大量誤差，造成返工、拖延工期等現(xiàn)象。隨著BIM 技術的應用，在深化設計中，可利用BIM 三維信息模型進行更深層次的管道優(yōu)化，大幅提升后期施工質量，減少變更與修改，從而達到降低成本的效果。

BIM 深化設計已經(jīng)是BIM 技術應用的一大優(yōu)勢，應用BIM技術進行深化設計后，施工方案能夠反映深化設計的特殊需求，包括進行深化設計復核、末端定位與預留，加強設計對施工的控制和指導；能夠對施工工藝、進度、現(xiàn)場、施工重點、難點進行模擬；能夠實現(xiàn)對施工過程的把控；能夠由BIM 模型自動計算工程量；可實現(xiàn)深化設計各個層次的全程可視化交流；形成竣工模型，集成建筑設施、設備信息，為后期運營提供服務[1]。

1）碰撞檢查

通過應用BIM技術，搭建機電設備管線模型，在三維數(shù)據(jù)模型中進行設備管線的碰撞檢測，按照模型預警形成的檢測報告，優(yōu)化設計方案。將機電管線設備與建筑的梁、柱、墻進行沖突監(jiān)測，確保各專業(yè)管道間無碰撞，通過優(yōu)化路由等措施，使機電管線設備的布置更科學、更合理。基于BIM 技術的機電管線設備綜合排布精度更高，降低了施工難度，便于施工指導。

2）協(xié)同工作

基于BIM三維數(shù)據(jù)模型，項目各參與方優(yōu)化各自專業(yè)的設計方案，BIM平臺再將新的設計信息更新到BIM模型中，進行協(xié)同驗證，從而使各參與方、各專業(yè)的信息數(shù)據(jù)在BIM 的統(tǒng)一平臺上進行協(xié)同作業(yè)，信息數(shù)據(jù)完全共享使施工各環(huán)節(jié)溝通更加流暢。

3）施工指導

一般情況下，機房等區(qū)域管線較密集，可以利用BIM搭建機電項目的三維數(shù)據(jù)模型，并結合安裝的平面圖、剖面圖，使工人能準確、形象地了解建筑空間結構，讓安裝的管線一目了然，工人可輕松施工，如遇到碰撞問題，BIM 模型可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，反饋到參數(shù)化三維模型中，與各專業(yè)工程師基于模型對話，找出合理的解決辦法。

4）現(xiàn)場施工協(xié)調

在機電項目施工中，專業(yè)分工越來越明確，管理人員在施工現(xiàn)場需要協(xié)調眾多施工單位，依據(jù)BIM 標準模型，各單位的圖紙精確度高，出現(xiàn)沖突問題，可以基于模型進行參數(shù)化比對，協(xié)調溝通簡單易得，減少了分工、扯皮和交錯施工的難題。

3.2 工程量統(tǒng)計

基于BIM 三維數(shù)據(jù)模型，利用BIM軟件進行工程量核算，并編制工程量清單。當BIM模型應用于工程量統(tǒng)計時，為了保證計算結果的準確性，必須對已有的BIM 模型進行建模。BIM 軟件產(chǎn)生的庫存，具有較高的準確性，可用于成本核算，也可用于物料采購。

3.3 可視化交底

利用BIM技術的三維可視化功能，在施工時，依照三維圖紙進行技術交底，三維圖紙與二維圖紙相互轉化，使工程設計更清晰、準確。依據(jù)BIM 模型的可出圖性，導出各項圖紙，可進行下料、安裝，以及機電管線的安裝復審，確保機電管線施工的準確性。VR 技術與BIM 技術的結合，使3D技術與施工管理相融合，三維圖紙更直觀，更容易理解[2]。

3.4 助力裝配式施工

工廠化預制生產(chǎn)要按照設計圖中機電構件的尺寸進行預制生產(chǎn)。工廠化生產(chǎn)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在幾個方面。

1）規(guī)?；a(chǎn)

BIM技術可實現(xiàn)機電元件的參數(shù)化、可視化設計，并能自動生成相關的二維圖紙，工廠可利用預制加工圖，使用專用的生產(chǎn)線加工零件，完成零件的批量生產(chǎn)，此法加工精度高、尺寸準確，縮短了生產(chǎn)工期，降低了物料消耗。

2）預算準確，節(jié)省材料

手工識別預制構件不僅易出錯，而且表達信息也有限，而BIM技術生成的構件圖，在尺寸等細節(jié)上精確對應實際施工內容，從而準確確定材料用量，極大提高了構件生產(chǎn)的效率和質量，避免了材料的浪費，同時還可直接降低成本。工廠預制不受現(xiàn)場條件的限制，也不受其他施工進度的影響，可根據(jù)材料、加工尺寸等情況自行制作[3]。

3.5 施工模擬

結合BIM 三維技術，進行施工模擬、漫游展示，將施工工序動畫化，使施工過程更加清晰、直觀。運用工程仿真技術，編制輔助施工方案，使施工管理工作更具條理性和簡潔性。BIM模型、施工方案及現(xiàn)場施工相結合，在施工過程中還可根據(jù)BIM 模型進行現(xiàn)場復驗，發(fā)現(xiàn)問題可及時進行調整、修改，以保證施工精度，減少拆改、返工[4]。

3.6 機械安裝

現(xiàn)場安裝的機械設備減少了現(xiàn)場工作人員。原材料、半成品、成品在作業(yè)區(qū)域內運輸采用機械化，從而提高了功效，減少了勞動強度，半成品、成品的提升與安裝，可采用叉車加液壓提升車，改變了傳統(tǒng)上搭載手、腳手架、吊機的作業(yè)方式，減少了安全隱患。

4 結語

綜上所述，在機電施工項目中應用BIM技術，不僅可以提高管理的精細化水平、嚴格把控施工進度，還能提高項目的施工質量。BIM 技術作為當前在工程建設行業(yè)應用最為廣泛的信息化技術之一，在不斷進行自身技術升級迭代的同時，還應多與其他數(shù)字技術相結合，共同助力工程施工項目的管理，尤其是最為復雜的機電安裝，積極應用新科技、新技術、新方法，減少拆改、返工，減少資源浪費，減少安全問題。