BIM技術(shù)在超高層機(jī)電安裝中的應(yīng)用分析

鄭海峰

(濟(jì)南市工程質(zhì)量與安全中心,山東 濟(jì)南 250014)

某建筑工程地下為3層，地上為110層，建筑總高度為354m。該工程作為一個(gè)大型商業(yè)綜合體，將商業(yè)、酒店、辦公以及酒店式公寓等幾大業(yè)態(tài)融為一體。本工程在建設(shè)施工中的機(jī)電施工涉及到了暖通空調(diào)、建筑給排水、電氣、智能化、消防、高壓等相關(guān)專業(yè)，機(jī)電設(shè)備層更是多達(dá)20余個(gè)。通過對(duì)該建筑工程的分析后發(fā)現(xiàn)，該建筑工程因?yàn)樽陨砭哂歇?dú)特的造型和復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)，增加了建筑機(jī)電工程施工的難度。為了確保建筑機(jī)電工程施工的順利進(jìn)行，建筑施工企業(yè)必須充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)該工程建筑機(jī)電工程施工設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和完善工作。

1 BIM技術(shù)應(yīng)用于超高層機(jī)電安裝的優(yōu)勢(shì)分析

經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)在超高層建筑機(jī)電安裝工程施工中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

(1)借助BIM技術(shù)構(gòu)建建筑信息模型，優(yōu)化建筑機(jī)電安裝工程設(shè)計(jì)方案，降低了建筑機(jī)電安裝與后期運(yùn)營(yíng)的成本。該超高層建筑的總高度達(dá)到了354m，且建筑總層數(shù)為110層。由于建筑機(jī)電安裝技術(shù)人員并未參與到該超高層建筑的設(shè)計(jì)工作中，所以，其對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的了解相對(duì)較少。雖然建筑機(jī)電施工企業(yè)在機(jī)電安裝施工開始前，已經(jīng)經(jīng)過了施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了機(jī)電安裝的施工圖紙和方案。但是由于受到建筑層高以及時(shí)間等因素的影響，施工企業(yè)設(shè)計(jì)的建筑機(jī)電安裝施工方案和圖紙難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤、漏洞、缺陷以及各種突發(fā)情況。隨著BIM技術(shù)在超高層建筑機(jī)電安裝工程設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用，施工企業(yè)只需要通過BIM技術(shù)，即可將超高層建筑中與機(jī)電安裝相關(guān)的參數(shù)完整的呈現(xiàn)出來(lái)，確保了建筑機(jī)電安裝設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。比如，在進(jìn)行40層以上的機(jī)電管線鋪設(shè)施工時(shí)，施工人員必須在建筑結(jié)構(gòu)外部進(jìn)行部分施工作業(yè)。隨著建筑樓層的增高，支護(hù)裝置自身的重力對(duì)機(jī)電安裝施工人員產(chǎn)生的影響也隨之越來(lái)越大，此時(shí)，施工技術(shù)人員只需要借助BIM數(shù)字建筑模型具有的自動(dòng)計(jì)算功能，即可準(zhǔn)確的計(jì)算出支護(hù)裝置施工成本與預(yù)期相比降幅超過了40%之多，機(jī)電安裝工程整體施工成本節(jié)約了超過10%，徹底解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾我國(guó)超高層建筑機(jī)電安裝施工成本居高不下的問題。

(2)為建筑工程施工全過程管理提供了良好的輔助和推動(dòng)作用。BIM軟件具有的格式化功能，確保建筑機(jī)電安裝技術(shù)人員可以在構(gòu)建出數(shù)字化建筑模型后，將其順利的轉(zhuǎn)化為VRP格式，然后佩戴3D顯像眼鏡即可觀察到三維立體的建筑模型。尤其是在機(jī)電管線布設(shè)的區(qū)域內(nèi)，雖然技術(shù)人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)可以做到測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無(wú)誤，但是由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量過程中技術(shù)人員的切入視角難免會(huì)因?yàn)榄h(huán)境因素的影響而產(chǎn)生一定的局限性。所以，為了徹底解決這一問題，技術(shù)人員可以充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行建筑機(jī)電管線布設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化測(cè)量時(shí)，只需要組織施工人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀看，然后詳細(xì)了解施工區(qū)域采用的技術(shù)手段，改變了傳統(tǒng)的技術(shù)交底方式，為后續(xù)建筑機(jī)電安裝施工的順利進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(3)合理運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化的超高層建筑模型，然后根據(jù)數(shù)字化建筑模型完成機(jī)電安裝管道、支架等相關(guān)設(shè)備的預(yù)制加工工作。借助BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化建筑模型，然后通過C4D軟件中的body-painter軟件，對(duì)機(jī)電管線的布設(shè)位置進(jìn)行虛擬化的操作，并以此為基礎(chǔ)導(dǎo)出IFC格式中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)問題，最后在BIM技術(shù)的支持下，進(jìn)行機(jī)電安裝施工設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和完善，降低了建筑機(jī)電安裝施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量，促進(jìn)了建筑機(jī)電安裝施工質(zhì)量與效率的全面提升。

(4)降低了建筑機(jī)電設(shè)備后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理工作的難度。在借助BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化建筑模型完成建筑機(jī)電安裝數(shù)據(jù)信息的補(bǔ)充工作后，超高層建筑的使用和管理單位在進(jìn)行后期運(yùn)行維護(hù)管理工作時(shí)，只需要在詳細(xì)了解BIM數(shù)字化建筑模型中各個(gè)建筑機(jī)電設(shè)備構(gòu)件運(yùn)維的數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，通過向設(shè)備中植入匹配信息二維碼，建立二維碼云端信息平臺(tái)，就可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行機(jī)電設(shè)備巡檢、校驗(yàn)信息、故障維修、設(shè)備信息、人員聯(lián)系以及實(shí)景定位等相關(guān)的工作，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)共享建筑機(jī)電設(shè)備運(yùn)維信息的目的，提高了建筑機(jī)電設(shè)備的運(yùn)維效率和水平。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用于超高層機(jī)電安裝時(shí)的控制要點(diǎn)

2.1 BIM技術(shù)在協(xié)同工作中的應(yīng)用

(1)充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，建立透明、可復(fù)制、可核查、可持續(xù)的協(xié)同工作環(huán)境，為建筑工程項(xiàng)目全生命周期中各方的及時(shí)溝通與信息共享提供技術(shù)支持。

(2)根據(jù)超高層建筑機(jī)電安裝質(zhì)量的要求，組建BIM協(xié)同工作室，發(fā)揮Revit協(xié)同工作功能的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建局域網(wǎng)中心文件平臺(tái)，確保超高層建筑工程各個(gè)參建單位可以通過局域網(wǎng)中心文件平臺(tái)繪制和調(diào)整專業(yè)模型，以便于施工企業(yè)利用電能完成建筑機(jī)電安裝工程的虛擬施工。

(3)合理運(yùn)用自主研發(fā)的E-BIM總包管理平臺(tái)，將BIM模型構(gòu)建過程中生成的唯一二維碼與BIM模型緊密融合在一起，確保機(jī)電安裝施工管理人員只需要通過手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備掃描二維碼信息，即可及時(shí)的完成對(duì)模型信息、物資驗(yàn)收、問題標(biāo)注等相關(guān)內(nèi)容的查詢，確保了超高層建筑機(jī)電安裝施工的順利進(jìn)行，促進(jìn)了建筑機(jī)電安裝管理效率的有效提升。

2.2 BIM技術(shù)在管線綜合排布中的應(yīng)用

由于本超高層建筑機(jī)電安裝設(shè)計(jì)圖紙采用的概念圖紙，只是將管線系統(tǒng)原理、平面管線大致路徑以及尺寸等進(jìn)行了說(shuō)明。施工人員直接安裝設(shè)計(jì)圖紙施工的話，必然會(huì)出現(xiàn)施工碰撞的問題，如果進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙變更以及修改管道路由的話，不但會(huì)影響建筑機(jī)電安裝工程的施工工期，而且還會(huì)對(duì)工程整體施工質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。針對(duì)這一問題，建筑機(jī)電安裝施工企業(yè)應(yīng)該利用BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化建筑綜合模型，將建筑機(jī)電安裝施工過程中可能出現(xiàn)碰撞的位置準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出來(lái)，然后通過與相關(guān)單位就管線路由的調(diào)整和優(yōu)化，即可滿足建筑機(jī)電安裝施工、后期檢修以及美觀方面提出的要求。

2.3 BIM技術(shù)在施工協(xié)調(diào)中的應(yīng)用

由于建筑設(shè)計(jì)人員無(wú)法通過設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確的表達(dá)和解釋超高層建筑中的管道井、十字交叉節(jié)點(diǎn)、大型設(shè)備機(jī)房、局部分層較多的走廊等位置施工次序和較差翻彎關(guān)系。所以，建筑機(jī)電安裝施工企業(yè)在工程施工開始前，應(yīng)該合理運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑機(jī)電安裝施工工序的數(shù)字化模擬，通過對(duì)建筑模型施工節(jié)點(diǎn)的拆分，制定具有針對(duì)性的建筑機(jī)電安裝施工方案，為后續(xù)建筑機(jī)電安裝施工的順利進(jìn)行做好充分的準(zhǔn)備。根據(jù)建筑機(jī)電施工工序計(jì)劃，施工技術(shù)人員應(yīng)該先利用Navisworks軟件完成4D模擬并視頻制造，然后再通過動(dòng)畫的形式，進(jìn)行各個(gè)施工工序的可視化演示，并以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)各個(gè)專業(yè)之間的相互配合與交叉施工。施工人員在建筑機(jī)電施工過程中，則應(yīng)該利用移動(dòng)終端設(shè)備查詢復(fù)雜施工節(jié)點(diǎn)的管線布設(shè)，測(cè)量管道的標(biāo)高、管徑、翻彎位置以及高度等，指導(dǎo)施工人員進(jìn)行機(jī)電安裝的管線鋪設(shè)作業(yè)。

2.4 BIM技術(shù)在二次結(jié)構(gòu)預(yù)留預(yù)埋中的應(yīng)用

如果建筑機(jī)電安裝施工技術(shù)人員只是簡(jiǎn)單的利用傳統(tǒng)二維圖紙分析和研究建筑機(jī)電安裝管線布設(shè)方案的話，不僅無(wú)法在機(jī)電安裝施工開始前準(zhǔn)確的確定二次結(jié)構(gòu)墻體留洞位置的尺寸，而且也會(huì)因?yàn)闊o(wú)法及時(shí)預(yù)見機(jī)電安裝施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題，導(dǎo)致預(yù)留洞無(wú)法滿足機(jī)電安裝施工要求的問題。針對(duì)這一問題，建筑機(jī)電安裝施工企業(yè)可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化建筑模型的調(diào)整，然后精確繪制墻面上二次結(jié)構(gòu)預(yù)留套管以及洞口的位置，并以此為基礎(chǔ)開始機(jī)電安裝工程的施工，不僅確保了套管放置位置的準(zhǔn)確性，而且提高了機(jī)電安裝工程施工的效率和質(zhì)量。

3 結(jié) 語(yǔ)

總之，利用BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化的超高層建筑模型，為我國(guó)建筑機(jī)電安裝行業(yè)向高效、環(huán)保方向的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。所以，建筑機(jī)電安裝施工企業(yè)必須深入的研究和探討B(tài)IM技術(shù)在超高層建筑機(jī)電安裝施工中應(yīng)用的策略，通過對(duì)建筑機(jī)電安裝全生命周期的管理，確保超高層建筑機(jī)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。