BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工中的應(yīng)用研究

顧亞洲

上海臨港松江高科技發(fā)展有限公司 上海 201614

引言

現(xiàn)階段BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工中逐漸開(kāi)始應(yīng)用，由于機(jī)電工程的安裝環(huán)節(jié)中需要涉及較多的系統(tǒng)，因此需要加強(qiáng)機(jī)電安裝工程的深化設(shè)計(jì)，并做好充分的施工準(zhǔn)備，可以采用BIM技術(shù)輔助機(jī)電安裝工程。相比于傳統(tǒng)機(jī)電安裝施工中的平面圖或者剖面圖，采用BIM技術(shù)可以有效利用出圖功能對(duì)機(jī)電安裝施工進(jìn)行可視化處理，利用BIM技術(shù)還可建立多維度建模模擬，對(duì)機(jī)電安裝施工全過(guò)程進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)碰撞檢查以及動(dòng)畫漫游，進(jìn)而保證整個(gè)機(jī)電安裝施工過(guò)程的科學(xué)性，對(duì)機(jī)電安裝施工全過(guò)程都具有規(guī)范作用。在施工階段可以利用BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)整個(gè)施工流程進(jìn)行數(shù)據(jù)捕捉和分析，并根據(jù)捕捉到的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行施工規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在機(jī)電安裝施工后BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)提升工程精確度及質(zhì)量。在工程中采用BIM技術(shù)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，BIM技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊，本文詳細(xì)分析了BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工中的應(yīng)用。

1 BIM概述

BIM技術(shù)可應(yīng)用于施工前在模型中先行檢討，雖然在施工中仍有部分問(wèn)題須解決。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行施工過(guò)程優(yōu)化，并采用三維技術(shù)可視化展示施工細(xì)節(jié)，對(duì)具體的施工過(guò)程進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)其項(xiàng)目中實(shí)際與理論的差距存在不合理性，既直接又方便。其次，通過(guò)在機(jī)電安裝工程中采用BIM技術(shù)，可以提高機(jī)電安裝的施工效率，降低施工過(guò)程中不必要的返工量。同時(shí)在該機(jī)電安裝工程中運(yùn)用BIM技術(shù)，對(duì)整個(gè)機(jī)電施工安裝進(jìn)行了合理的優(yōu)化，同時(shí)可以增強(qiáng)機(jī)電安裝過(guò)程中的真實(shí)感[1]。在施工安全性上，未施工前，于BIM模型上即對(duì)整個(gè)建物造型有初步了解，因此施工中的防護(hù)措施可于未施工前即做好防護(hù)，不需等施工完才做防護(hù)，安全性增加，在實(shí)際的機(jī)電安裝工程應(yīng)用中也取得了較好的應(yīng)用效果。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展，今后BIM技術(shù)將會(huì)在更多的工程技術(shù)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

2 BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 碰撞檢測(cè)

機(jī)電安裝施工采用BIM技術(shù)時(shí)需要格外注意對(duì)管線碰撞的檢查，通過(guò)碰撞檢測(cè)可以分析出在機(jī)電安裝施工過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的情況和各種情況發(fā)生的概率，機(jī)電安裝施工過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)管道設(shè)備或者管道結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞的現(xiàn)象，而碰撞現(xiàn)象發(fā)生可能性最大的環(huán)節(jié)就是機(jī)電安裝施工過(guò)程中，利用BIM技術(shù)進(jìn)行建模模擬來(lái)對(duì)每個(gè)管道進(jìn)行檢查，通過(guò)模擬還原可以將管道于走廊中消防管道發(fā)生碰撞的實(shí)際情況進(jìn)行還原。

2.2 空間校核

在機(jī)電工程安裝的過(guò)程中，涉及的管道系統(tǒng)較多，如果對(duì)各個(gè)管道系統(tǒng)的空間沒(méi)有做好合理的規(guī)劃，則在后續(xù)機(jī)電工程管道系統(tǒng)的安裝過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)電安裝空間不夠，影響精裝及整體效果高度的情況，造成管道相互碰撞引起返工的情況[2]。為了避免出現(xiàn)這類情況，可以對(duì)機(jī)電安裝工程中的空間進(jìn)行校核，做好施工前管道路徑合理安排及避讓?？臻g校核在機(jī)電安裝工程中具有重要的地位，對(duì)于具體的空間校核技術(shù)，以電梯安裝為例進(jìn)行分析。對(duì)于電梯安裝，應(yīng)對(duì)電梯所占的空間進(jìn)行預(yù)判和評(píng)估，當(dāng)電梯安裝好后，對(duì)電梯層門留洞和層門的空隙做好封堵。

2.3 綜合管線排布

機(jī)電系統(tǒng)中的管道類型較多，需要對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中的綜合管道進(jìn)行合理的排布，并在綜合管線排布中把握具體的控制要點(diǎn)，地下室主要區(qū)域集中在后勤走道、走道、商業(yè)區(qū)域、車庫(kù)、機(jī)房等，地上集中商業(yè)區(qū)域、走道、辦公區(qū)等管線綜合過(guò)程中普遍存在凈高較低的現(xiàn)象，針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象需要對(duì)風(fēng)管系統(tǒng)進(jìn)行特殊處理，將風(fēng)管壓扁進(jìn)而降低截面保證管線的排布符合要求。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 工程概況

本文以上海G60科創(chuàng)云廊項(xiàng)目為例，分析BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工中的應(yīng)用技術(shù)。該項(xiàng)目位于上海市新橋鎮(zhèn)臨港松江園區(qū)，東至河道，西至河道，南至規(guī)劃道路，北至莘磚公路。本工程在10幢高層屋頂上有屋蓋殼體工程，本屋蓋工程立于結(jié)構(gòu)已完成的10幢80m以上高度的塔樓之上，結(jié)構(gòu)為金屬桿件四邊形格構(gòu)形成的波浪形單層曲面網(wǎng)格殼體。

3.2 難點(diǎn)分析

機(jī)電安裝工程由于工程體量較大，管道系統(tǒng)較為復(fù)雜，故在實(shí)際的機(jī)電工程施工中需要對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析并提煉出施工中的難點(diǎn)，以保證機(jī)電安裝的施工質(zhì)量。一般在機(jī)電安裝工程中，涉及的機(jī)電專業(yè)分包單位分別有消防水、消防電、總包安裝、空調(diào)水單位、新風(fēng)排風(fēng)單位、泛光照明單位、弱電單位公區(qū)裝修單位等。在管線施工階段，因?qū)I(yè)分包單位多，機(jī)電管線排布相對(duì)復(fù)雜?？梢悦總€(gè)標(biāo)段在管網(wǎng)最密集的樓層做管線樣板，組織BIM單位對(duì)所有參建單位進(jìn)行交底，先解決圖紙上達(dá)不到標(biāo)高的問(wèn)題。其次采取核查留洞機(jī)電管線穿剪力墻、樓板是否留洞，留洞位置、尺寸是否滿足要求，梁上留洞是否滿足規(guī)范要求，重點(diǎn)檢查梁是否會(huì)與機(jī)電管線沖突，凈高核查重點(diǎn)是大管線經(jīng)過(guò)區(qū)域是否滿足凈高要求。

3.3 BIM技術(shù)應(yīng)用

3.3.1 BIM模型建立。BIM建模作為BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)，就是由傳統(tǒng)的2D圖紙轉(zhuǎn)換為3D模型，效果看起來(lái)更加立體化。根據(jù)機(jī)電安裝工程中的分解詳圖，使用Revit將二維圖紙建模。由于當(dāng)時(shí)BIM是比較新的概念，所以在建模的過(guò)程中碰到了很多難點(diǎn)，比如管線不匹配，標(biāo)高參照坐標(biāo)點(diǎn)丟失等一系列技術(shù)問(wèn)題。

BIM建模工作貫穿于建筑工程全生命周期，為了滿足設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等不同階段的業(yè)務(wù)需求，前期需要建立模型，應(yīng)用過(guò)程中還要不斷地完善模型。BIM建模工作的基本流程為首先整理資料，之后再項(xiàng)目樣板軸網(wǎng)上標(biāo)高，工作分配后經(jīng)過(guò)審核二次修改，將成果歸檔。在開(kāi)始新項(xiàng)目建模之前，需進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)定工作，該過(guò)程主要包括建立項(xiàng)目、制定項(xiàng)目信息、指定地理位置、建立營(yíng)造階段。在模型繪制階段，應(yīng)將過(guò)程分解，加入基本的建筑元素，建立不同的模型視圖[3]，之后再加入更多的元素到模型中。最后建立模型文件，建立模型的圖面，展現(xiàn)方案。在此過(guò)程中包括以下幾點(diǎn)：首先在圖文展現(xiàn)和批注標(biāo)識(shí)方面需要保證信息的準(zhǔn)確性和完整性，盡可能全面的展現(xiàn)詳細(xì)信息；其次需要注意明細(xì)表的構(gòu)建，通過(guò)明細(xì)表來(lái)記性造價(jià)成本預(yù)算；隨后需要注意詳細(xì)圖文的搭配，加入批注來(lái)表明施工過(guò)程中需要的設(shè)備及物料；最后要保證圖紙條理清晰數(shù)據(jù)精確可以作為資源和依據(jù)進(jìn)行利用。

3.3.2 設(shè)備布局優(yōu)化。在機(jī)電安裝的實(shí)際過(guò)程中，利用BIM技術(shù)，可以對(duì)各類機(jī)電設(shè)備布局進(jìn)行合理的優(yōu)化。設(shè)備基礎(chǔ)施工前，由各自施工單位供應(yīng)商提供準(zhǔn)確的設(shè)備尺寸和安裝要求，確定后由總包單位負(fù)責(zé)基礎(chǔ)施工，特別是風(fēng)機(jī)的電機(jī)位置與電氣圖紙是否一致，對(duì)一些尺寸大的設(shè)備必須確認(rèn)吊裝尺寸，保證門洞口尺寸能滿足設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。對(duì)于管線系統(tǒng)，可以通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)管線系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。一般情況下機(jī)電安裝的規(guī)模直接關(guān)系到工程的煩瑣復(fù)雜程度，規(guī)模越大涉及的機(jī)電設(shè)備和施工管道數(shù)量就越多，為整體施工帶來(lái)了一定的難度，在機(jī)電安裝施工項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，機(jī)電安裝施工相關(guān)人員將需要通過(guò)BIM技術(shù)協(xié)助進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并借助BIM技術(shù)構(gòu)建工程模型。分析機(jī)電安裝施工項(xiàng)目進(jìn)展程度，并結(jié)合行業(yè)需求和社會(huì)要求，將圖紙導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，隨后根據(jù)碰撞試驗(yàn)反饋的數(shù)據(jù)形成機(jī)電安裝施工碰撞審核報(bào)告，并根據(jù)審核報(bào)告對(duì)機(jī)電管道進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，在施工過(guò)程中，可以保證整體施工條理清晰主體明確，避免多種因素導(dǎo)致返工現(xiàn)象發(fā)生。BIM技術(shù)通過(guò)分析捕捉數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化并根據(jù)數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行分析并出圖，利用繪圖功能有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。在碰撞檢查后BIM技術(shù)可以迅速分析得出機(jī)電工程最優(yōu)位置和高度，并通過(guò)建模模擬來(lái)記性技術(shù)推敲和數(shù)據(jù)導(dǎo)出，對(duì)整體機(jī)電安裝施工有著積極的作用。同時(shí)BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)底部和引導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化處理。通過(guò)BIM技術(shù)優(yōu)化滯后，整個(gè)機(jī)電安裝施工項(xiàng)目設(shè)計(jì)可以從多層次多維度著手分析設(shè)計(jì)，管道和設(shè)備都可以在理想的位置進(jìn)行布設(shè)，同時(shí)BIM技術(shù)可以進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)管施工，并實(shí)時(shí)捕捉反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和指導(dǎo)。

BIM技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在機(jī)電工程安裝施工過(guò)程在可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程參與和監(jiān)管。對(duì)于電梯的安裝，電梯的供貨合同是甲方單獨(dú)發(fā)包，施工合同與各標(biāo)段總包直接簽訂。首先根據(jù)總包的進(jìn)度計(jì)劃和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，對(duì)電梯廠家發(fā)出合適的排產(chǎn)計(jì)劃，在總包結(jié)構(gòu)施工前電梯單位出具井道參數(shù)圖，并經(jīng)設(shè)計(jì)院簽字確認(rèn)的，經(jīng)監(jiān)理下發(fā)。在電梯系統(tǒng)施工前，安排電梯技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各方進(jìn)行圖紙交底，尤其是井道的圈梁，電梯機(jī)房的留洞，組織總包、監(jiān)理、電梯進(jìn)行預(yù)留核查。電梯設(shè)備到場(chǎng)前，通知總包對(duì)電梯安裝進(jìn)場(chǎng)查看現(xiàn)場(chǎng)，施工方案評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)。電梯設(shè)備到場(chǎng)后，由電梯單位通知各方進(jìn)行開(kāi)箱檢查，電梯井道確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行移交。在具體的電梯安裝過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行電梯系統(tǒng)的施工安裝步驟，保證電梯系統(tǒng)的各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)都能夠得到合理的把控，這樣才可以使得安裝完成之后的電梯系統(tǒng)能夠保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 項(xiàng)目成果

在機(jī)電安裝工程中由于施工規(guī)模較大且工程量較多，借助BIM技術(shù)對(duì)機(jī)電安裝工程進(jìn)行全過(guò)程協(xié)助管理。在本文所分析的機(jī)電安裝工程項(xiàng)目中，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，使得機(jī)電安裝工程的施工質(zhì)量得到了明顯的提高，并且提高了機(jī)電安裝工程的施工效率。BIM技術(shù)極為廣泛需要不斷開(kāi)發(fā)探索，積極發(fā)掘BIM技術(shù)的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值更好的服務(wù)社會(huì)發(fā)展和人類生活。BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中可以嚴(yán)格控制技術(shù)參數(shù)的精準(zhǔn)度，通過(guò)全過(guò)程數(shù)據(jù)捕捉和分析實(shí)現(xiàn)物料節(jié)約并提升工程質(zhì)量，保證整體工程投入使用后質(zhì)量表現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，因此需要針對(duì)性進(jìn)行普及以提升行業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文系統(tǒng)分析了在機(jī)電安裝工程中采用BIM技術(shù)的方法和措施，并介紹了BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。隨著B(niǎo)IM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中逐漸積累相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，今后在機(jī)電工程施工安裝中的信息化水平也將不斷提高，從而有些提高機(jī)電安裝工程的施工質(zhì)量。