EPC模式下BIM技術(shù)在裝配式建筑電氣工程中的應(yīng)用探究

【摘要】裝配式建筑是目前建筑行業(yè)的發(fā)展方向，它推動(dòng)著建筑行業(yè)向綠色、低碳方向發(fā)展。為了提高裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量，文中對(duì)EPC模式下在裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)用BIM技術(shù)的方法進(jìn)行研究，從而得出結(jié)論：在EPC模式下，BIM技術(shù)的應(yīng)用能提升裝配式建筑電氣工程的施工效果，保障施工效益。

【關(guān)鍵詞】EPC模式；BIM技術(shù)；裝配式建筑；電氣工程

【中圖分類號(hào)】TU17 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）07-0016-03

0 引言

EPC模式能避免傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目承發(fā)包模式所存在的協(xié)調(diào)不夠突出、工程效益較低等問(wèn)題，也能保障項(xiàng)目的成功有序開(kāi)展。以EPC模式融合到建筑施工中，已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，具有典型的時(shí)代發(fā)展特色。應(yīng)用BIM技術(shù)能降低裝配式建筑電氣工程的設(shè)計(jì)難度，解決復(fù)雜區(qū)域設(shè)計(jì)效果不佳、管線碰撞等問(wèn)題。

1 EPC模式

1.1 EPC模式簡(jiǎn)介

EPC是工程總承包模式，它將設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工過(guò)程協(xié)同一體，工程總承包企業(yè)負(fù)責(zé)工程的全過(guò)程設(shè)計(jì)、施工和服務(wù)等流程，同時(shí)也需要負(fù)責(zé)承包工程的質(zhì)量、工期和安全等內(nèi)容。

1.2 EPC模式的特點(diǎn)

EPC模式是降低工程風(fēng)險(xiǎn)、提升建設(shè)效益最好的方法，從《土木工程施工合同》和《機(jī)電工程合同標(biāo)準(zhǔn)格式》的內(nèi)容中分析EPC模式的優(yōu)勢(shì)可以看出，在理解尊重業(yè)主意愿的基礎(chǔ)上進(jìn)行EPC施工，能讓工程的效益達(dá)到最大化，這也是EPC模式逐漸成為工程承發(fā)包主流模式之一的重要原因。EPC模式的最大特點(diǎn)在于，在整個(gè)過(guò)程中，EPC總承包商的地位處于核心，在項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目管理、項(xiàng)目決策、風(fēng)險(xiǎn)管控等各方面，EPC總承包商都要承擔(dān)起自身的責(zé)任。尤其是在決策階段，總承包方所要承擔(dān)的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)與最終的利潤(rùn)成正比。所以說(shuō)，做好EPC模式，不僅是契合業(yè)主需要，也是保障工程總承包方實(shí)際效益的現(xiàn)實(shí)需要[1]。

2 EPC模式下裝配式建筑電氣工程BIM技術(shù)應(yīng)用范圍

2.1 用于模擬設(shè)計(jì)與施工

BIM技術(shù)是通過(guò)構(gòu)建數(shù)字化仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物真實(shí)情況的仿真模擬技術(shù)。BIM技術(shù)可以對(duì)裝配式建筑電氣工程實(shí)施模擬設(shè)計(jì)與施工，幫助設(shè)計(jì)人員預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從源頭上防范質(zhì)量漏洞。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)三維模型模擬走線、安裝、選型等內(nèi)容，通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中潛在的隱患，有針對(duì)性修訂設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)方案中存在的漏洞，有效規(guī)避電氣施工存在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。例如，設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備配線布局的問(wèn)題，及時(shí)修改設(shè)計(jì)方案，保證電氣系統(tǒng)的可靠性。

BIM技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是能建立一個(gè)三維模型，這個(gè)模型能將所有的信息集成到這個(gè)三維模型中，在軟件中，就能將工程量、價(jià)格信息等結(jié)合起來(lái)，形成清晰明確的工程量清單和報(bào)表，從整體上提升工程概預(yù)算的效率。與此同時(shí)，BIM技術(shù)還能模擬大型EPC裝配式建筑電氣施工過(guò)程，全面控制施工的質(zhì)量，通過(guò)模擬施工提前發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備安全的問(wèn)題，制定更科學(xué)的施工計(jì)劃，降低施工中的錯(cuò)誤，減少因?yàn)槭┕べ|(zhì)量問(wèn)題可能導(dǎo)致的返工、工程變更、成本損失等。

2.2 用于工程整體把控

在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)能支持系統(tǒng)布局、設(shè)備選型、電纜走線等工作，避免后期施工或運(yùn)維中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，為電氣工程的穩(wěn)定性提供保障。BIM技術(shù)還能幫助施工單位把握好施工的進(jìn)度與質(zhì)量，支持施工單位進(jìn)行施工材料管理和設(shè)備設(shè)施調(diào)度，避免施工與計(jì)劃出現(xiàn)偏差。在對(duì)大型EPC裝配式建筑的電氣工程進(jìn)行運(yùn)維時(shí)，BIM技術(shù)還能模擬電氣工程運(yùn)行的全生命周期情況，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大型EPC裝配式建筑的運(yùn)維要點(diǎn)，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，有效協(xié)調(diào)人員、設(shè)備等資源，提高電氣工程運(yùn)維的整體效率[2]。

2.3 用于建設(shè)效率監(jiān)控

在BIM技術(shù)支持下，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員與施工人員之間可以保持密切溝通關(guān)系，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)三維建模可視化呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)人員、施工人員之間的溝通，實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)的目標(biāo)。在項(xiàng)目施工過(guò)程中，在BIM技術(shù)支持下，整體項(xiàng)目的人員配置保障體系更加科學(xué)全面?？偝邪阶鳛锽IM技術(shù)的應(yīng)用主管單位，形成領(lǐng)導(dǎo)小組，及時(shí)糾正在BIM技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，更能及時(shí)調(diào)整工作內(nèi)容，提升整體項(xiàng)目施工的成效。

3 EPC模式下BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑電氣的優(yōu)勢(shì)

3.1 協(xié)調(diào)各單位之間的關(guān)系，保證技術(shù)的一致性

EPC總承包對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同施工的要求較高，在BIM技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)各個(gè)組織架構(gòu)的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)、各個(gè)部門、不同成員之間的協(xié)同，做好各階段之間的數(shù)據(jù)傳遞和信息反饋。在進(jìn)行大型EPC裝配式建筑施工過(guò)程中，電氣施工的復(fù)雜程度非常高。因?yàn)榻ㄖ际前凑漳K來(lái)劃分，進(jìn)行電氣施工更需要協(xié)同各個(gè)流程，將給排水、結(jié)構(gòu)、暖通等工程協(xié)同起來(lái)，以BIM技術(shù)展示各個(gè)流程、設(shè)備、結(jié)構(gòu)之間存在的沖突和碰撞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程協(xié)同，達(dá)到更優(yōu)的BIM技術(shù)應(yīng)用效果。

3.2 做好可視化管理，解決管線碰撞的問(wèn)題

BIM技術(shù)是一種可視化的技術(shù)，它能系統(tǒng)展現(xiàn)出設(shè)計(jì)方案的實(shí)際效果，從而通過(guò)這一方案，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，而驗(yàn)證設(shè)計(jì)的有效性材料就是BIM、實(shí)施方案、碰撞分析報(bào)告等內(nèi)容。BIM可視化、參數(shù)化、信息傳遞快捷等特點(diǎn)也會(huì)在EPC項(xiàng)目中得到體現(xiàn)，比如，應(yīng)用BIM技術(shù)提前進(jìn)行場(chǎng)館性能模擬，可以更好地服務(wù)于業(yè)主。

3.3 降低設(shè)計(jì)難度，解決復(fù)雜區(qū)域設(shè)計(jì)效果不佳的問(wèn)題

在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)協(xié)調(diào)好各個(gè)區(qū)域和流程的關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目的高質(zhì)量、高效率完成。二維圖紙難以發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)BIM技術(shù)可以有效地整合和收集，保證整體工程的順利進(jìn)行。在Revit平臺(tái)上，技術(shù)人員做好仿真分析，直接展現(xiàn)出設(shè)計(jì)的效果，而通過(guò)分析這一設(shè)計(jì)效果，直接了解到在工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，可以提前溝通各部分工作人員。尤其是在EPC項(xiàng)目的復(fù)雜區(qū)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬施工，提前進(jìn)行施工方案預(yù)演，能通過(guò)BIM技術(shù)解決在管線預(yù)留孔洞管理中的各種問(wèn)題，避免因?yàn)榭锥搭A(yù)留不足、工程鑿孔等對(duì)工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。在施工進(jìn)程中，以BIM技術(shù)協(xié)同管理施工，更能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，從而達(dá)到降低成本、提升效果的目標(biāo)[3]。

4 基于EPC模式下的裝配式建筑電氣BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容

4.1 利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配式電氣建模

4.1.1 線管建模

設(shè)計(jì)人員可以采用疊合樓板方式預(yù)制，多數(shù)線管可以通過(guò)樓板現(xiàn)澆層來(lái)布置。設(shè)計(jì)人員打開(kāi)Revit軟件后，可以打開(kāi)對(duì)應(yīng)的文件并鏈接土建模型，點(diǎn)擊系統(tǒng)面板中的線管工具，對(duì)線管的類型、直徑、偏移量等進(jìn)行設(shè)置，完成平面視圖的繪制。在Revit軟件中，具有自定義配電系統(tǒng)的功能，可以通過(guò)定義設(shè)備與配電箱間的電氣連接，生產(chǎn)設(shè)備和配電箱之間的導(dǎo)線如圖1所示。這種建模方式下導(dǎo)線線路可以由Revit軟件自動(dòng)生成，通常為帶倒角和弧線的導(dǎo)線，也可以生成反映導(dǎo)線的大體路由，通過(guò)編輯導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線的路由或類型進(jìn)行調(diào)整。

4.1.2 橋架建模

在軟件中，打開(kāi)相應(yīng)項(xiàng)目軟件，并直接鏈接到土建模型中，即可展示建筑的基本情況。

4.1.3 電氣模型的建立

電氣模型的建立是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，涉及配電、照明、動(dòng)力、弱電等多系統(tǒng)的應(yīng)用。在預(yù)制墻上，需要架設(shè)插座、弱電等，并在板中敷設(shè)線管，再根據(jù)電井的位置合理確定公共區(qū)域橋架的內(nèi)容，利用BIM構(gòu)件庫(kù)中不同的墻體編號(hào)，通過(guò)戶型和管線的具體情況將整體的電氣模型架構(gòu)出來(lái)。將整體的BIM在Revit軟件中展示出來(lái)，并將整個(gè)模型進(jìn)行整理和優(yōu)化，計(jì)算熱負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、水壓等參數(shù)，在整體的專業(yè)的BIM之下完成綜合性的管線模型。

4.1.4 電氣模型的碰撞檢查

使用Revit軟件檢查電氣管線的碰撞檢查，內(nèi)容包括電氣管線、電氣設(shè)備和管線、電氣管線和裝配零件之間的碰撞，并使用模型創(chuàng)建和導(dǎo)出碰撞檢查報(bào)告。根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化預(yù)制建筑的電氣模型，以改善電氣工程設(shè)計(jì)和施工中存在的問(wèn)題，基于這些問(wèn)題的解決，將EPC模式下建筑物電氣裝配的三維圖紙導(dǎo)出來(lái)，并用于電氣施工。BIM技術(shù)下裝配式電氣工程的碰撞檢查要構(gòu)建多模型結(jié)構(gòu)，如電氣橋架和給排水、暖通、建筑結(jié)構(gòu)之間都要進(jìn)行碰撞檢查，碰撞檢查之后，要匯總整體的碰撞點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)中所顯示出來(lái)的問(wèn)題，改進(jìn)后進(jìn)行二次碰撞檢查，直到最后不出現(xiàn)碰撞為止。將Revit中的電氣系統(tǒng)模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，利用其中的BIM插件，顯示電氣系統(tǒng)碰撞點(diǎn)，Navisworks則能用于同步更改碰撞點(diǎn)。這樣一來(lái)，BIM、Revit和navisworks三者結(jié)合，就能避免一次次返工所造成的時(shí)間浪費(fèi)問(wèn)題。

4.2 利用BIM技術(shù)創(chuàng)建有序的電氣中心文件

在BIM技術(shù)應(yīng)用于大型EPC裝配式建筑電氣模型的過(guò)程中，需要利用BIM技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)有序的電氣中心文件。這個(gè)電氣中心文件可保障裝配式電氣工程順利有效開(kāi)展，電氣中心文件涵蓋了大型EPC裝配式建筑電氣工程專業(yè)模型和施工相關(guān)的信息，而在施工中，電氣中心文件解決的是因?yàn)閷I(yè)矛盾所出現(xiàn)的問(wèn)題[4]。在大型EPC裝配式建筑施工過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員將實(shí)時(shí)更新中心文件，更新之后，施工各個(gè)階段的信息將得以調(diào)整，在BIM技術(shù)的加持下，將電氣中心文件用于協(xié)同設(shè)計(jì)管理過(guò)程中，避免出現(xiàn)因信息孤島問(wèn)題產(chǎn)生設(shè)計(jì)施工問(wèn)題。

4.3 綜合應(yīng)用BIM技術(shù)優(yōu)化電氣管線

BIM技術(shù)能用于多個(gè)范圍多個(gè)流程，基于BIM技術(shù)進(jìn)行大型EPC裝配式建筑電氣管線綜合施工的時(shí)候，要將各個(gè)專業(yè)的獨(dú)立性和關(guān)聯(lián)性進(jìn)行合理分析，進(jìn)而通過(guò)電氣工程建設(shè)結(jié)構(gòu)條件、建筑條件、電氣條件等內(nèi)容，將電氣工程全過(guò)程進(jìn)行管理應(yīng)用。因?yàn)榇笮虴PC裝配式建筑的施工比較復(fù)雜且工程量比較大，在實(shí)際操作中，所能采取的工程要點(diǎn)不同，為了提升技術(shù)的應(yīng)用效能，則需基于工程電氣管線綜合排布的各種可能性，根據(jù)排線布置的難易程度，對(duì)管線施工進(jìn)行協(xié)同管理，選擇最優(yōu)化的施工模式和方法。

5 基于EPC模式下的裝配式建筑電氣BIM技術(shù)應(yīng)用方案

5.1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要結(jié)合建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，確定最高的供配電負(fù)荷等級(jí)。將高壓進(jìn)線引入到工程中去，需要通過(guò)變配電室引入電源，并計(jì)算這一供電負(fù)荷并確定電量，經(jīng)過(guò)BIM技術(shù)模擬后，可以確定裝配式建筑的供配電系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)。

5.2 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)需要結(jié)合不同的照度標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合BIM技術(shù)模擬并確定最終的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，在照明系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，需要明確室內(nèi)燈具、室外燈具的功率因數(shù)，確定不同系統(tǒng)組成的具體照度標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 電話和寬帶布線設(shè)計(jì)

電話和寬帶布線主要是通過(guò)建筑電井分出語(yǔ)音和數(shù)據(jù)布線系統(tǒng)，結(jié)合BIM技術(shù)，可確定具體的應(yīng)用方案，在每一層建筑中，都通過(guò)分線箱設(shè)置并確定不同種類的插座，以確定數(shù)據(jù)進(jìn)線和入戶形式。

5.4 安全防范訪客系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一些建筑項(xiàng)目有安保需求，基于項(xiàng)目實(shí)際的安全防范和訪客系統(tǒng)應(yīng)用需求，以BIM技術(shù)為模擬設(shè)計(jì)的要素，通過(guò)設(shè)計(jì)保安監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對(duì)講系統(tǒng)和入戶門聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，來(lái)提升整體的安全防范水平。這樣就需要用好BIM技術(shù)，先將整體系統(tǒng)中所需要涵蓋的設(shè)備進(jìn)行定位，并在滿足項(xiàng)目應(yīng)用需求基礎(chǔ)上，保證整體線路的穩(wěn)定性[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在社會(huì)不斷進(jìn)步的背景下，傳統(tǒng)建筑工程采用的高能耗、高污染建造模式逐漸被淘汰，裝配式建筑憑借其高效的生產(chǎn)和施工方式，再加上裝配式建筑在節(jié)能減排、成本節(jié)約、建筑質(zhì)量等方面的優(yōu)勢(shì)，得到了眾多企業(yè)的認(rèn)可。在裝配式建筑工程中，BIM技術(shù)是重要的組成部分，將其應(yīng)用于裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)與施工，可從根本上提高工程整體質(zhì)量，滿足人們對(duì)建筑電氣工程提出的要求。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡(jiǎn)介]吳震（1988—），男，山東壽光人，碩士研究生，工程師，研究方向：電氣工程與自動(dòng)化。