BIM技術(shù)在裝配式建筑機(jī)電安裝中的應(yīng)用思考研究

劉秋

山東現(xiàn)代達(dá)馳建筑安裝有限公司 山東 菏澤 274200

引言

近年來，建筑工程施工項目選用裝配施工方式的越來越多，而建筑機(jī)電安裝工程項目是建筑工程中的主要項目，包含電氣工程、暖通空調(diào)工程、給排水工程等諸多子項工程項目，電氣工程主要是強(qiáng)電系統(tǒng)工程和弱電系統(tǒng)工程，強(qiáng)電系統(tǒng)工程主要是動力機(jī)電設(shè)備與照明、計算機(jī)、電視、冰箱、電灶、洗衣機(jī)等的安裝；弱電系統(tǒng)主要是電訊、報警、監(jiān)控、網(wǎng)線、智能等設(shè)備的安裝。通風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)則有排風(fēng)、排煙機(jī)電設(shè)備、電暖器等設(shè)備的安裝，BIM技術(shù)能夠進(jìn)一步完善施工方案，促進(jìn)施工的順利開展。

1 裝配式建筑機(jī)電安裝施工模型的構(gòu)建及應(yīng)用

1.1 模型的構(gòu)建和優(yōu)化

在計算機(jī)上打開BIM技術(shù)設(shè)計平臺，把裝配建筑體的結(jié)構(gòu)、面積各個室內(nèi)的標(biāo)高、邊緣線、軸線以及需要安裝的機(jī)電設(shè)備的體積、用途、重量等數(shù)據(jù)信息，一一輸入軟件，結(jié)合機(jī)電安裝工程施工質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)性要求，利用軟件構(gòu)建機(jī)電安裝工程施工模型，布線工程技術(shù)人員、電氣設(shè)備固定安裝人員、質(zhì)量性能調(diào)試檢測檢測技術(shù)人員，圍繞平臺提供的機(jī)電設(shè)備安裝工程施工模型，各自根據(jù)相應(yīng)的要求，多子項工程施工或者模型的不同的模塊以及局部進(jìn)行優(yōu)化。一是以構(gòu)建的裝配式建筑機(jī)電安裝工程施工的模型為基礎(chǔ)，利用BIM技術(shù)進(jìn)一步對機(jī)電設(shè)備廠家提供的機(jī)電設(shè)備、配套部件、安裝空間尺寸等各類條件要素實施分析，使構(gòu)建的機(jī)電安裝工程施工模型更加專業(yè)。二是提高基礎(chǔ)模型的質(zhì)量技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，充分利用BIM的技術(shù)優(yōu)勢，合理調(diào)整安裝施工區(qū)域的布置和設(shè)備布局，尤其是建筑體內(nèi)的機(jī)電設(shè)備之間的通道、安裝空間、支架形式等各個要素合理搭配及功能發(fā)揮，進(jìn)行科學(xué)處理，使機(jī)電安裝、土建施工、裝飾裝修工程的交叉施工先后有序，緊密結(jié)合，互相利用，各不影響，必要的情況下，多次模擬交叉施工的實際過程，把其中存在的各種矛盾行為，一一完善，為順利施工奠定良好基礎(chǔ)。三是利用BIM技術(shù)模擬機(jī)電設(shè)備的安裝施工過程，在測量放線、主線、控制線的確定，以及機(jī)電設(shè)備位置、空間布局的信息反饋給模型，以模型為支撐，進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化機(jī)電設(shè)備安裝工程施工的工況，直至不出現(xiàn)在任何形式的失誤，才作為最后實際施工的設(shè)計圖紙和施工方案制定的依據(jù)。

1.2 BIM技術(shù)下的支架系統(tǒng)設(shè)計

BIM技術(shù)下，支架系統(tǒng)的設(shè)計能夠平行布置相同專業(yè)的管線，把單專業(yè)自動認(rèn)為公共支架，若對于保溫管線，則會按照相應(yīng)的要求預(yù)留保溫層的空間；尤其是建筑體內(nèi)空間狹小的情況，軟件技術(shù)則支持系統(tǒng)及時調(diào)整策略，優(yōu)化措施，從管線施工操作的要求角度，排布管線并注重空間預(yù)留，方便日后維修，對支吊架根點的位置布置得當(dāng)，合理安裝排插件，計算支吊架的荷載控制范圍，達(dá)到機(jī)電設(shè)備安裝后的高穩(wěn)定性需求，規(guī)劃出符合強(qiáng)度要求的支架型號，充分利用技術(shù)智能化的優(yōu)勢，考慮模塊順序，編碼處理不同型號、不同用途的各類支架，編制出機(jī)電設(shè)備安裝工程支架施工的平面圖及結(jié)構(gòu)詳圖。

1.3 實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的預(yù)制加工

裝配式建筑機(jī)電安裝工程施工傳統(tǒng)的操作模式就是完全依賴機(jī)電設(shè)備的模型在建筑體內(nèi)空間的適應(yīng)性，實現(xiàn)施工工程量的確定和工程施工計劃、相關(guān)材料的準(zhǔn)備，基于BIM技術(shù)的裝配式建筑機(jī)電安裝的材料計劃和工程量分兩個部分提取。提取的工程量和工程施工工程量及其所需的材料的信息，通過信息平臺報送給設(shè)備生產(chǎn)單元，機(jī)電設(shè)備材料就會按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行下料生產(chǎn)。借助大數(shù)據(jù)智能化的定尺切割插件對就對BIM模型的安裝施工的實施優(yōu)化切割，模擬特定的模塊。模塊的切割管理，完全以裝配式建筑機(jī)電安裝工程施工場地的實際環(huán)境條件，以及運(yùn)輸通道限制、空間布局合理性為依據(jù)，深入分析施工操作的可行性，有利于模型規(guī)整性，進(jìn)而滿足機(jī)電設(shè)備吊裝移動安裝固定現(xiàn)場科學(xué)控制和有效規(guī)劃。根據(jù)信息技術(shù)操作的特點和BIM軟件的要求，模型切割管理要先進(jìn)行模型編碼。在模型應(yīng)用和機(jī)電設(shè)備安裝工程施工過程，要把各類信息上傳BIM管理共享設(shè)計平臺，生成相應(yīng)的信息編碼，借助ISO軸測圖插件，編碼被模塊轉(zhuǎn)為預(yù)制加工圖紙，生產(chǎn)廠家按照共享平臺模擬的內(nèi)容實施預(yù)制加工，設(shè)備及工件在實際安裝工程中則完全合適[1]。

1.4 配套工件的精準(zhǔn)輸送

裝配式建筑機(jī)電安裝工程施工，需要大量的加固工件、控制工件和連接工件，這些工件有管線、板材、螺絲以及各種加工工件，可謂種類繁多，大小尺寸不一。傳統(tǒng)的施工管理方式下，一旦發(fā)生各種配裝材料的混亂，施工應(yīng)用就采取一一對比的方式找到更為合適的配裝配套工件。比如螺絲，粗細(xì)長短，緊固強(qiáng)度的要求等，查找合適工件的過程，還要反復(fù)對比，費工費力，有的還不一定非常合適?；贐IM技術(shù)的機(jī)電設(shè)備安裝工程施工需要的各種配套加固、連接以及控制工件，像支架、膨脹螺絲、導(dǎo)管、橫架、丁字托架、法蘭、金屬墊、膠墊等，結(jié)合工程施工的模擬實際過程，構(gòu)建預(yù)制模塊各種工件、構(gòu)件的具體尺寸及質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。模擬制作過程中，對工件構(gòu)件的材料質(zhì)量有精確的考慮，嚴(yán)格控制每個制作環(huán)節(jié)，軟件技術(shù)以其絕對的精度優(yōu)勢，滿足機(jī)電設(shè)備安裝工程施工需要的各類支架，管件、連接法蘭、螺絲、插件等，還能夠人性化的對焊接的承插深度有足夠的考慮，有效控制焊縫寬窄、平滑和凸起狀況，并對各種接管段連接誤差也控制在操作技術(shù)規(guī)程之內(nèi)。如基礎(chǔ)構(gòu)件，有的需要螺絲緊固，有的需要錨固釘，有的需要焊接固定，軟件設(shè)計平臺會根據(jù)實際需要隨機(jī)生成焊口或者固定模式的二維碼，實際施工過程掃碼追溯管理即可指導(dǎo)施工操作。同樣，各種安裝工程施工需要的配套構(gòu)件，通過設(shè)計共享平臺，連同機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，一并存儲信息數(shù)據(jù)庫，生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)檢完成后，把對應(yīng)的設(shè)備工件構(gòu)件粘貼二維碼，之后，經(jīng)銷商、機(jī)電設(shè)備工程施工工地在裝車、卸車、使用過程中，掃描標(biāo)簽，把相應(yīng)的信息上傳BIM模型，就規(guī)范化高效地完成機(jī)電設(shè)備、配件、輔助性預(yù)制件、相關(guān)設(shè)備的檢驗、卸車、核準(zhǔn)、掃描、統(tǒng)計、驗收。工程施工過程也通過掃碼完成各類工件、配件的對接，省工又精準(zhǔn)。

1.5 模擬施工與崗位培訓(xùn)

基于BIM技術(shù)的施工模擬展示，以動畫直觀的工程施工現(xiàn)場模擬，展現(xiàn)在員工面前，施工布置、材料設(shè)備、技術(shù)要點、操作要領(lǐng)、安裝隱患、交叉施工處理、文明施工等畫面逼真、生動，多項內(nèi)容依次出現(xiàn)；員工如看影視劇，并且結(jié)合現(xiàn)場施工的條件環(huán)境需要，利用BIM模型，對機(jī)電設(shè)備的二維碼、管線標(biāo)簽等掃描識別，還能夠確認(rèn)機(jī)電安裝施工的順序、質(zhì)量要求、規(guī)范操作等信息內(nèi)容，還能先進(jìn)行機(jī)電安裝地模擬，再組織具體施工，模擬施工的環(huán)境條件與施工實踐的環(huán)境條件完全一樣，能夠?qū)崿F(xiàn)點對點，支吊架定位、設(shè)備布局、管線走向、加固措施及安裝誤差控制范圍等具體施工環(huán)節(jié)的復(fù)制，而且在實際施工過程發(fā)生問題，還可以通過模擬視頻，查找原因，掌握技術(shù)關(guān)鍵點。在裝配式建筑施工中，在BIM技術(shù)的支持下，不僅能有效規(guī)避機(jī)電設(shè)備管線摩擦碰撞等問題的發(fā)生，相應(yīng)提高機(jī)電設(shè)備安裝施工質(zhì)量，還有利于生產(chǎn)安全的培訓(xùn)和安全隱患的排查。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑機(jī)電安裝中應(yīng)用有關(guān)問題的思考

2.1 BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑機(jī)電安裝施工的不足和缺陷

BIM技術(shù)是英文“建筑信息模型”單詞名稱的縮寫，該技術(shù)的應(yīng)用屬于多項專業(yè)人才參與的系統(tǒng)工程，非一個單位、一個專業(yè)或一個人的獨立操作能夠完成的設(shè)計和實際應(yīng)用行為，需要參與機(jī)電安裝工程作業(yè)的責(zé)任主體單位及各個專業(yè)，組成專門的工作系統(tǒng)，共同參與、溝通協(xié)調(diào)、共同協(xié)作，方能取得較好的效果。是以BIM為平臺，多個團(tuán)隊專業(yè)人才的集體活動，包括建模專業(yè)人才，造價專業(yè)人才，管控專業(yè)人才。沒有足夠的專業(yè)人才支撐，BIM 技術(shù)的優(yōu)勢難以發(fā)揮[2]。

2.2 建筑機(jī)電安裝中應(yīng)用有關(guān)問題的思考

2.2.1 電氣系統(tǒng)強(qiáng)電、弱電設(shè)備安裝的問題。建筑機(jī)電設(shè)備安裝工程涉及電氣系統(tǒng)的強(qiáng)電機(jī)電設(shè)備安裝工程項目施工和弱電設(shè)備工程項目施工，以住宅為例，不同功能的建筑體內(nèi)各有相應(yīng)的家用電器，廚房內(nèi)、客廳內(nèi)、臥室內(nèi)、書房及專用房間內(nèi)的都有強(qiáng)電線路和弱電線路交叉較多的內(nèi)容，計算機(jī)、攝像頭既需要鏈接強(qiáng)電線路，又需要鏈接弱電線路，并非電話和照明那樣各屬于獨立的弱電、強(qiáng)電線路，強(qiáng)電系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備線路，在運(yùn)行過程中，對弱電線路會產(chǎn)生影響，電氣設(shè)備安裝過程管線分離的專業(yè)程度要求較高，處理不當(dāng)，危險性隱患較大，管線安裝的不規(guī)范、不專業(yè)，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)對建筑弱電應(yīng)用造成干擾。目前，BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣安裝工程施工中的應(yīng)用能夠有效規(guī)避管線交叉或者碰撞，但是，強(qiáng)弱電線路的處理需要電力、通信、人工智能、軟件技術(shù)的專業(yè)人才的共同協(xié)作才能完成整個項目的規(guī)劃實施，很多企業(yè)對于BIM技術(shù)的電氣系統(tǒng)安裝工程施工應(yīng)用，面臨人才短缺的瓶頸困難，解決人才問題，才能利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)備安裝區(qū)域合理配置，優(yōu)化電氣設(shè)備安裝布局、模擬管線走向，促進(jìn)裝配式機(jī)電設(shè)備安裝工程施工的精準(zhǔn)規(guī)范性。

2.2.2 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備安裝的問題。暖通空調(diào)系統(tǒng)也是建筑機(jī)電設(shè)備重要的組成項目，在安裝工程中，設(shè)計、施工等管理控制階段，必須將建筑體的功能、機(jī)電設(shè)備需要的效果與人的流量變化、建筑物功能結(jié)構(gòu)、溫度環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)等人性化需求要素以及機(jī)電設(shè)備的功能型號，質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)數(shù)據(jù)信息輸入計算機(jī)數(shù)據(jù)庫，利用BIM系統(tǒng)進(jìn)行模擬工程施工，由于軟件要求的都是規(guī)范的工程施工模式和專業(yè)的操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，軟件構(gòu)建的施工模型中空調(diào)系統(tǒng)安裝過于規(guī)范。對于實際操作過程的機(jī)動靈活性有一定的影響。比如，多功能會議廳、項目展廳暖通空調(diào)機(jī)電設(shè)備的安裝工程施工，基于BIM技術(shù)設(shè)計需要離心式空調(diào)系統(tǒng)和螺桿式冷水機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫中的客流變化信息、建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)和環(huán)境控制指標(biāo)、中央空調(diào)的基本參數(shù)，通過BIM技術(shù)模擬各項參數(shù)、配置情況。在小會議室空間，相應(yīng)設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)，滿足空調(diào)效果。在不同類型的空調(diào)設(shè)備安裝過程，滿足空調(diào)參數(shù)系統(tǒng)的控制，這就需要對空調(diào)總制冷量、總需熱量、壓罐力、定壓和補(bǔ)水量進(jìn)行精確計算，非專業(yè)技術(shù)人員，一般裝配工人難以完成，相應(yīng)加大了人才對工程項目開展的制約性，因此，高新技術(shù)建筑信息模型BIM的應(yīng)用，需要有高素質(zhì)的施工隊伍做支撐，否則，南區(qū)的理想效果。

2.2.3 給排水設(shè)備系統(tǒng)安裝的問題。給排水機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)是安裝工程的主要項目，給、排水系統(tǒng)則是泵站和排水機(jī)電設(shè)備的安裝，工程項目內(nèi)容復(fù)雜，交叉施工多，容易產(chǎn)生誤差和返工，運(yùn)用BIM技術(shù)對整個錯綜復(fù)雜的施工過程進(jìn)行模擬，就能發(fā)現(xiàn)施工設(shè)計的不足和許多考慮不周的問題，同時，也存在過于精細(xì)化規(guī)范化，造成問題復(fù)雜化，在BIM技術(shù)應(yīng)用尚不十分成熟的情況下，借助軟件演示、模擬施工，發(fā)現(xiàn)問題較多，普遍增加了施工難度，需要理論和實踐結(jié)合，利用核心技術(shù)優(yōu)勢，彌補(bǔ)實踐經(jīng)驗的欠缺，提高施工管理效率[3]。

3 結(jié)束語

BIM技術(shù)開始應(yīng)用裝配式建筑機(jī)電設(shè)備安裝施工，通過構(gòu)建模型，模擬施工的全過程，為施工管理高效打下基礎(chǔ)，需不斷創(chuàng)新，發(fā)展應(yīng)用，達(dá)到進(jìn)一步健全機(jī)電安裝工程施工方案的目的，有利于提高工程管理效率，大大縮短工期，提高企業(yè)的經(jīng)營管理效益。