EPC模式下BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣中的應(yīng)用

張雁洋洋

中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司烏魯木齊分院 新疆 烏魯木齊 830000

在建筑用電領(lǐng)域，裝配式建筑是一個(gè)非常重要的組成部分，它的設(shè)計(jì)流程比較復(fù)雜，對其綜合、專業(yè)的要求也比較高。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，裝配式建筑也隨之出現(xiàn)，其中，在裝配式建筑中，電氣設(shè)計(jì)的交流和協(xié)同顯得尤為重要。為了提升裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量，并解決在設(shè)計(jì)和施工過程中，電氣信息量巨大且零碎的問題，本文將BIM技術(shù)引入其中，并在目前的EPC模式下，提出了BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣中的應(yīng)用途徑。

1 BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 關(guān)聯(lián)性

首先，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，BIM技術(shù)可以將電氣系統(tǒng)的信息與建筑結(jié)構(gòu)的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)和建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)。例如，在安裝電纜橋架時(shí)，需要考慮電纜橋架與建筑結(jié)構(gòu)的安裝沖突問題，通過BIM技術(shù)的關(guān)聯(lián)性，可以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)完成電纜橋架的安裝設(shè)計(jì)。這種關(guān)聯(lián)性可以避免不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)，也可以減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤。其次，可以實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)與機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。在裝配式建筑的電氣設(shè)計(jì)中，電氣系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)比較緊密。BIM技術(shù)可以將電氣系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，綜合考慮不同系統(tǒng)之間的影響。例如，在設(shè)計(jì)風(fēng)管系統(tǒng)時(shí)，需要考慮電氣系統(tǒng)的配管問題，通過BIM技術(shù)的關(guān)聯(lián)性，可以在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)完成風(fēng)管系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的配合設(shè)計(jì)。這種關(guān)聯(lián)性可以避免設(shè)計(jì)沖突和工程損失，提高施工效率和質(zhì)量。

1.2 模擬性

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)裝配式建筑電氣系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)，提前預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，減少施工中的錯(cuò)誤和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。首先，BIM技術(shù)可以基于三維模型，對電氣系統(tǒng)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，包括走線布置、設(shè)備安裝、設(shè)備選型等。通過模擬設(shè)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計(jì)問題，及時(shí)進(jìn)行修改和調(diào)整，減少施工中的錯(cuò)誤和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。例如，在模擬設(shè)計(jì)過程中，可以發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備配線布局存在不合理之處，通過修改可以使設(shè)計(jì)更加合理，提高電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其次，BIM技術(shù)還可以對裝配式電氣系統(tǒng)的施工過程進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，以便更好地控制施工質(zhì)量。通過模擬設(shè)計(jì)，可以提前發(fā)現(xiàn)可能存在的設(shè)備安裝問題，準(zhǔn)確地制定施工過程和施工計(jì)劃，降低施工錯(cuò)誤和損失。例如，在模擬設(shè)計(jì)過程中，可以發(fā)現(xiàn)在電氣設(shè)備安裝過程中存在施工技術(shù)難度較大的問題，通過調(diào)整施工順序和方法，可以使得施工過程更加高效和安全。

1.3 全面性

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)裝配式建筑電氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維各個(gè)階段的全面性，為電氣系統(tǒng)全生命周期提供支持。BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)階段可以實(shí)現(xiàn)全面的設(shè)計(jì)，包括電氣系統(tǒng)的布置、設(shè)備選型、電纜走線、系統(tǒng)排布等。通過BIM技術(shù)的全面性，可以避免在后續(xù)施工和運(yùn)維過程中出現(xiàn)不必要的問題，提高電氣系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣系統(tǒng)的施工階段也可以實(shí)現(xiàn)全面性。通過BIM技術(shù)的支持，可以完全掌握施工進(jìn)度和質(zhì)量，準(zhǔn)確地進(jìn)行材料管理和設(shè)備調(diào)度，避免施工計(jì)劃的偏差和損失。在裝配式建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)維過程中，BIM技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)運(yùn)維全生命周期的全面性。通過BIM技術(shù)的支持，可以實(shí)現(xiàn)定位故障位置、排查系統(tǒng)問題、協(xié)調(diào)設(shè)備維修、提高運(yùn)維效率等。同時(shí)，BIM技術(shù)還能夠幫助進(jìn)行運(yùn)維數(shù)據(jù)的收集和分析，以便更好地掌握電氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和升級。

1.4 可視性

BIM技術(shù)作為一種數(shù)字化的設(shè)計(jì)和施工方式，可為電氣系統(tǒng)提供直觀形象的設(shè)計(jì)圖紙和施工圖紙。借助三維建模的方式，設(shè)計(jì)師和工程師可以對平面圖進(jìn)行立體化展示，并可以進(jìn)一步對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電氣系統(tǒng)優(yōu)化，包括電纜和設(shè)備布置的結(jié)構(gòu)和空間占用等。這種優(yōu)化方案的可行性將通過模擬和評估進(jìn)行驗(yàn)證，使相關(guān)的建筑師和設(shè)計(jì)師、工程師等人員能夠更好地理解方案和工程，從而使整個(gè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確和完整。BIM技術(shù)也有助于設(shè)計(jì)與施工人員之間的溝通與協(xié)作。工程師和設(shè)計(jì)師可以通過三維建模，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可視化展示，實(shí)現(xiàn)了不同職能人員的溝通協(xié)作。例如在建筑項(xiàng)目中，BIM技術(shù)使得設(shè)計(jì)師和施工師能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的討論，包括設(shè)備的選擇、材料的使用等。通過這種方式的互動(dòng)，設(shè)計(jì)師和施工師可以一起發(fā)現(xiàn)和解決可能的問題，以及規(guī)劃實(shí)際施工所需的流程。這種溝通和協(xié)作可以保證施工過程順利。

2 EPC模式下BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣中的應(yīng)用

2.1 在裝配式建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段使用的BIM技術(shù)，主要是利用建設(shè)三維模型軟件平臺，通過對比建筑施工的基本結(jié)構(gòu)與模式，以建立一種信息化的設(shè)計(jì)模式，為建筑施工的開展奠定了基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，以圖紙為載體，先做平面設(shè)計(jì)，再做三維圖的完善，最后結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際，有計(jì)劃地修改設(shè)計(jì)圖。使用BIM技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的缺陷，工作人員可以對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真，直到形成一個(gè)虛擬化的設(shè)計(jì)，從而將復(fù)雜的流程簡化。所以，將BIM技術(shù)運(yùn)用到工程設(shè)計(jì)中，建立一個(gè)建筑物的模型，是一個(gè)很重要的步驟，不僅為工作人員的各項(xiàng)操作提供了很大的便利，而且能夠保證所形成的視圖與實(shí)際的需要相一致，并且能夠保證建筑數(shù)據(jù)是與相關(guān)的計(jì)價(jià)一同生成[1]。

2.2 在裝配式建筑電氣系統(tǒng)生產(chǎn)制作中BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM信息技術(shù)在裝配式建筑的生產(chǎn)與建造過程中的運(yùn)用，主要是指企業(yè)通過將實(shí)際工程需要的預(yù)制構(gòu)件的材質(zhì)、參數(shù)和規(guī)格等數(shù)據(jù)上傳給BIM信息網(wǎng)絡(luò)平臺，以便于企業(yè)獲取更準(zhǔn)確的構(gòu)件數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)，并將與預(yù)制構(gòu)件有關(guān)的生產(chǎn)信息及時(shí)地反饋給BIM數(shù)據(jù)平臺，確保預(yù)制構(gòu)件的需求符合工程設(shè)計(jì)的要求。對預(yù)制構(gòu)件的制作、運(yùn)輸和進(jìn)場等進(jìn)行了嚴(yán)格的管理，從而提高了預(yù)制構(gòu)件的制作質(zhì)量。除此之外，相關(guān)的工作人員還應(yīng)當(dāng)將BIM技術(shù)與RFID技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合起來，采用射頻識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對預(yù)制件類型、尺寸和材料要求、安裝位置等信息的采集，并將其植入到預(yù)制件中，為后續(xù)加工提供便利。

2.3 在裝配式建筑電氣系統(tǒng)施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)的應(yīng)用，避免了元件的存放位置不合適，也減少了因檢查驗(yàn)收時(shí)數(shù)量出錯(cuò)，并且在貨物運(yùn)送過程中信息不能及時(shí)更新的狀況。在裝配式建設(shè)的施工過程中，利用RFID技術(shù)，能夠即時(shí)地檢索到預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)參數(shù)信息，并對結(jié)構(gòu)的裝配情況等信息加以檢測，以保證建筑的施工品質(zhì)。在裝配式施工中，由于采用了巨大的建筑結(jié)構(gòu)規(guī)模和復(fù)雜的組裝流程，對施工技術(shù)要求很高。在工程開始前，建設(shè)者可以根據(jù)工程實(shí)際情況，制定出一系列比較可行的方案，并利用BIM技術(shù)對其進(jìn)行仿真和分析，最終確定出一種合理的施工方案。另外，通過BIM技術(shù)，可以對建筑工程中潛在的安全隱患進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到提高應(yīng)急處置能力、降低事故發(fā)生率的目的。

2.4 基于BIM技術(shù)創(chuàng)建電氣中心文件

根據(jù)已完成的裝配式建筑電學(xué)模型，采用BIM技術(shù)，進(jìn)行電學(xué)中心文檔的創(chuàng)建。其中，主要包括裝配式建筑電氣的各個(gè)專業(yè)模型、各個(gè)施工階段的專業(yè)作業(yè)集合和設(shè)計(jì)施工相關(guān)信息等。一個(gè)科學(xué)、合理的電氣中心文件，可以為EPC模式下裝配式建筑電氣的順利開展提供基本保證，可以有效地防止在工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的專業(yè)矛盾。與電氣施工的實(shí)際情況相結(jié)合，將中心文件作為本地文件，進(jìn)行同步操作和更新，通過中心文件，可以將本地文件進(jìn)行多次保存，從而產(chǎn)生多個(gè)文件。在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中，裝配式建筑電氣的相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以對本地文件和中心文件進(jìn)行實(shí)時(shí)、同步的更新，并對設(shè)計(jì)和施工的每一個(gè)階段的有關(guān)信息進(jìn)行調(diào)整，確保兩個(gè)文件之間的信息協(xié)同性，從而提高了工程協(xié)同設(shè)計(jì)管理的效率，防止了信息孤島的產(chǎn)生[2]。

2.5 EPC模式下基于BIM技術(shù)的裝配式建筑電氣管線綜合性應(yīng)用

在這種模式下，可以有效地提高裝配式建筑工程信息化管理的水平，改善各施工環(huán)節(jié)信息傳遞不流暢的問題，從而優(yōu)化工程質(zhì)量。將BIM技術(shù)應(yīng)用到EPC模式中，在一定程度上突破了傳統(tǒng)模式的限制，尤其是對裝配式建筑電氣而言，BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)和施工的整個(gè)過程中的運(yùn)用，可以有效地解決電氣施工協(xié)同性不高的難題[3]。結(jié)合每個(gè)施工環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)點(diǎn)，對整體電氣的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑電氣統(tǒng)一整體規(guī)劃的目標(biāo)。通過BIM技術(shù)，對裝配式建筑電氣各個(gè)專業(yè)的關(guān)聯(lián)性與獨(dú)立性進(jìn)行合理的分析，獲得裝配式建筑電氣施工的結(jié)構(gòu)條件、建筑條件以及電氣條件，對電氣施工的設(shè)計(jì)階段、施工階段與運(yùn)維階段進(jìn)行全過程管理。在以上所構(gòu)建的裝配式建筑電氣模型的基礎(chǔ)上，可以獲得項(xiàng)目中管道綜合布置的各種可能性，并對各種布置的難度進(jìn)行預(yù)測，從而為建設(shè)工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。與BIM專業(yè)數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，以三維空間的形式，對工程管道和專業(yè)建設(shè)實(shí)體進(jìn)行展示，并根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對管線的排布進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。最后，以BIM技術(shù)為核心，對裝配式建筑中的電氣線路進(jìn)行集成應(yīng)用方案設(shè)計(jì)。電氣管線綜合是裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)中的重要組成部分，它有效地連接了電氣各部分內(nèi)容，起到了對裝配式建筑電氣進(jìn)行全面掌控的作用。

2.6 裝配式建筑電氣碰撞檢查與優(yōu)化

在EPC方式下，集成式建筑的電氣線路綜合應(yīng)用研究完成后，對集成式建筑的電氣線路進(jìn)行了沖突檢測和優(yōu)化。利用RevitMEP軟件，實(shí)現(xiàn)了對電線線路的檢測，并對檢測方案進(jìn)行了針對性的設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的2D圖紙相比，BIM技術(shù)具備了可視化的特性，可以對系統(tǒng)與個(gè)人之間的碰撞問題做出響應(yīng)，從而解決大部件的碰撞問題，從而避免了在裝配式建筑電氣的實(shí)際施工中，可能會(huì)出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤。首先，采用BIM技術(shù)，對電氣施工中的給排水、暖通、橋架等多個(gè)單機(jī)模塊進(jìn)行BIM檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果和設(shè)計(jì)需求，對單機(jī)模塊進(jìn)行校核[4]。其次，對多學(xué)科模式進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)，并將多學(xué)科模式所包含的內(nèi)容和相應(yīng)的碰撞檢驗(yàn)要點(diǎn)，按照多學(xué)科模式的碰撞檢驗(yàn)要點(diǎn)，對多學(xué)科模式進(jìn)行全程的碰撞檢驗(yàn)。對單件和多件件的碰撞檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并通過BIM可視化的手段將碰撞檢驗(yàn)結(jié)果顯示出來。技術(shù)人員在碰撞檢查結(jié)果的基礎(chǔ)上，與裝配式建筑電氣圖紙對應(yīng)的位置進(jìn)行核實(shí)，檢查結(jié)果是否符合裝配式建筑電氣施工的客觀實(shí)現(xiàn)情況。如果與工程客觀實(shí)現(xiàn)情況相符合，運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件，對裝配式建筑電氣施工中的所有碰撞點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，對沖突點(diǎn)類型進(jìn)行判斷，并以其類型為依據(jù)，對造成沖突的原因進(jìn)行分析。利用BIM技術(shù)，對電路圖進(jìn)行標(biāo)注，明確各電路圖的位置和圖號，提出各電路圖的修改意見。在完成了碰撞問題的整改之后，再對碰撞進(jìn)行第二次的檢驗(yàn)和校對，直到在施工中不再有碰撞問題，并將檢驗(yàn)的結(jié)果輸出出來，并寫出一份碰撞檢驗(yàn)報(bào)告。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，來完成裝配式建筑電氣碰撞檢查，可以挖掘出電氣設(shè)計(jì)中可能存在的問題與缺陷，從而將沖突排除掉，從而降低電氣施工返工次數(shù)，從而縮短工程建設(shè)周期，還可以減少因?yàn)榉倒ざ斐傻娜肆Y源與物力資源浪費(fèi)，從而節(jié)省成本。

2.7 在裝配式建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)維中BIM技術(shù)的應(yīng)用

首先，利用BIM技術(shù)能夠提升企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)營階段對設(shè)備實(shí)施控制的能力。在BIM技術(shù)和射頻識別技術(shù)的基礎(chǔ)上，將形成預(yù)制裝配式建筑信息互動(dòng)管理平臺，工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員就可通過這個(gè)平臺，建立針對于預(yù)制建筑構(gòu)件和施工機(jī)械的維護(hù)服務(wù)信息管理云系統(tǒng)[5]。例如，在建筑的施工過程中，如果出現(xiàn)了失火，消防隊(duì)員就可通過與預(yù)制裝配式建筑的信息交互管控設(shè)備，就可以迅速、精確的查詢起火部位的精確位置，并精確地選擇特定的滅火材料，從而在最短的時(shí)間內(nèi)將其撲滅。其次，在操作和維修期間，可以改善系統(tǒng)的品質(zhì)，降低能耗。BIM技術(shù)能夠完成對工程設(shè)備的全方位控制，設(shè)備操作技術(shù)人員能夠通過對施工過程放置于預(yù)制構(gòu)件上的帶有辨識能力的芯片，即時(shí)的獲取和調(diào)整特定預(yù)制機(jī)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)，當(dāng)某預(yù)制機(jī)構(gòu)在應(yīng)用和廢棄的全過程中發(fā)生問題后，能夠準(zhǔn)確的找到故障的原因。第三，通過BIM的系統(tǒng)，可以對裝配式建筑的全過程進(jìn)行監(jiān)控，可以對能量的消耗進(jìn)行有效地分析，從而在確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，將能量消耗降到最低。最終，在裝配式建筑電氣系統(tǒng)失效后，可以根據(jù)BIM技術(shù)所展示的特定元件的使用參數(shù)，來判斷能否被回收再用[6]。

3 結(jié)論

綜上所述，在EPC模式下，BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)與施工中有著無可比擬的優(yōu)越性。在具體的設(shè)計(jì)過程中，有關(guān)部門和設(shè)計(jì)者應(yīng)該對BIM技術(shù)的主要應(yīng)用策略有一個(gè)全面的了解，并與現(xiàn)實(shí)的條件和需要相結(jié)合，利用BIM技術(shù)來簡化設(shè)計(jì)過程，提高施工品質(zhì)，強(qiáng)化施工效率，這樣才能為裝配式建筑電氣的應(yīng)用提供一個(gè)科學(xué)合理的方案，從而更好符合裝配式建筑的實(shí)際應(yīng)用需要。