BIM技術(shù)在建筑安裝工程中的運(yùn)用

吳英武，周家明，陳衛(wèi)

（重慶工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，重慶 401120）

BIM技術(shù)在建筑安裝工程中的運(yùn)用

吳英武，周家明，陳衛(wèi)

（重慶工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，重慶 401120）

重慶市渝州賓館改建工程利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線碰撞檢查及管線綜合優(yōu)化排布，并就BIM技術(shù)在安裝工程中的細(xì)部精細(xì)化施工運(yùn)用進(jìn)行總結(jié)，對(duì)BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用及設(shè)計(jì)效果可視化、模型效果檢驗(yàn)、三維效果的模擬和施工的監(jiān)控進(jìn)行了闡述，包括碰撞檢測(cè)、管線空間優(yōu)化、綜合支架的設(shè)置、批量預(yù)制化、流水化作業(yè)、管線布置和成品標(biāo)識(shí)等內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。

BIM技術(shù)應(yīng)用；安裝工程；管線空間優(yōu)化；細(xì)部精細(xì)化施工；流水化作業(yè)

1 工程簡(jiǎn)介

圖1 重慶渝州賓館（會(huì)務(wù)區(qū)）

重慶市渝州賓館改建工程（圖1）位于重慶市渝中區(qū)渝州路，東鄰大坪中心區(qū)，西南與高新技術(shù)開發(fā)區(qū)接壤，南靠奧林匹克體育運(yùn)動(dòng)中心，是重慶市對(duì)外重要的政治、經(jīng)濟(jì)接待窗口。工程由商務(wù)區(qū)和會(huì)務(wù)區(qū)組成，其中商務(wù)區(qū)由客房區(qū)和大堂區(qū)組成，會(huì)務(wù)區(qū)由宴會(huì)中心、會(huì)議中心、運(yùn)動(dòng)中心組成；工程總建筑面積106500m2，商務(wù)區(qū)地下1層，地上5層；會(huì)務(wù)區(qū)地下局部3層，地上2層；建筑物總高度為28m，結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

該工程安裝內(nèi)容有給排水安裝、消防噴淋安裝、通風(fēng)空調(diào)安裝、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警安裝、配電動(dòng)力照明安裝、防雷接地智能化系統(tǒng)安裝、室外綜合管網(wǎng)安裝等系統(tǒng)工程。由于工程安裝設(shè)備、管線較密集 (安裝主要設(shè)備917臺(tái)、管線106180m、橋架11600m、電纜46000m、電線368000m、電梯42臺(tái))，樓層管線相互交叉，管線標(biāo)高及水平位置的控制難度較大，錯(cuò)綜復(fù)雜，施工難度大，為了保證創(chuàng)優(yōu)順利進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)采用了BIM建模技術(shù)進(jìn)行綜合布置分析和調(diào)整。

2 BIM建模應(yīng)用

2.1 BIM在施工階段的應(yīng)用

一是設(shè)計(jì)效果可視化，二是模型效果檢驗(yàn)，三是三維效果的模擬和施工的監(jiān)控。

BIM建模技術(shù)對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的一個(gè)重大變革就是可視化?？梢暬夹g(shù)是能將線條式的構(gòu)件形成一種三維的、仿真的并且可以實(shí)時(shí)交互的立體圖形，建設(shè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、建造、營(yíng)運(yùn)過程中的溝通協(xié)調(diào)都可以在這個(gè)圖形中進(jìn)行[1]。利用專業(yè)軟件為工程建立了BIM三維模型后，我們得到項(xiàng)目虛擬建成后的效果，為我們展現(xiàn)了二維圖紙所不能給予的三維視覺效果和認(rèn)知角度；并利用BIM模型的可視性進(jìn)行三維立體施工規(guī)劃，可以更輕松、準(zhǔn)確地進(jìn)行施工布置策劃，解決二維施工場(chǎng)地布置中難以避免的問題；通過對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)的協(xié)同，通過相關(guān)文件進(jìn)行機(jī)電專業(yè)的管線綜合布置和凈高分析，從而有效提高使用空間，提高安裝成功率，避免返工浪費(fèi)，有效控制成本。

2.2 BIM模型運(yùn)用具體操作工藝

目前，國內(nèi)設(shè)計(jì)人員缺乏現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，各類半成品、產(chǎn)品、構(gòu)件實(shí)際尺寸參數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)僅能初略表示，甚至概念化表達(dá)，各類管線均為貼梁安裝。在實(shí)際施工過程中各類管線縱橫交錯(cuò)，交叉極多；通過BIM建模技術(shù)能將所有專業(yè)半成品、產(chǎn)品、構(gòu)件實(shí)際尺寸參數(shù)融合到同一模型中，對(duì)專業(yè)協(xié)調(diào)的結(jié)果進(jìn)行全面檢驗(yàn)，專業(yè)之間的沖突、高度方向上的防碰撞是檢查重點(diǎn)，且各類管線在BIM模型里面進(jìn)行綜合排布，從而確?，F(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量并避免返工。

機(jī)電管線使用revit軟件進(jìn)行BIM建模，風(fēng)管及管道保溫層等均得以展現(xiàn)，從而將一些深層次的問題暴露出來。如根據(jù)施工圖提供的設(shè)施、設(shè)備型號(hào)對(duì)各類機(jī)房BIM模型進(jìn)行施工深化，并對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)部管線排布、設(shè)備布局、設(shè)備運(yùn)輸、設(shè)備基礎(chǔ)等進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)優(yōu)化使得其滿足施工安裝、維護(hù)等要求；并根據(jù)各系統(tǒng)管線設(shè)置避讓原則建模布置：小管讓大管，有壓管讓無壓管，無保溫管讓保溫管，電氣管線在風(fēng)管上方，電管、水管分井布置，強(qiáng)電、弱電分槽、分井布置等原則設(shè)置，并分系統(tǒng)進(jìn)行BIM模型建立（圖2），避免了管道與管道間碰撞的發(fā)生，提高了建筑的觀感質(zhì)量，為業(yè)主創(chuàng)造了較高的建筑空間和凈高要求。

2.3 BIM模型實(shí)際運(yùn)用

2.3.1 碰撞檢測(cè)

BIM建模技術(shù)均可進(jìn)行管線碰撞的檢測(cè)，可全面檢測(cè)管線之間、管線與建筑之間的所有碰撞問題（圖3）。在重慶渝州賓館改建工程中共發(fā)現(xiàn)并修改各種碰撞12036處，均在施工前予以解決處理；規(guī)避了施工過程中的返工、修改、工期延誤、工程成本增加等損失，同時(shí)也減少了班組與項(xiàng)目部因返工費(fèi)用的扯皮事件發(fā)生。以往我們說做設(shè)計(jì)可能考慮的比較周到，但是實(shí)際仍會(huì)有一些地方因考慮不周而疏漏，而不同專業(yè)、不同系統(tǒng)之間的疏漏缺失將嚴(yán)重影響到工程的設(shè)計(jì)和施工成本，該工程因疏漏而造成的預(yù)算人工費(fèi)減少3700個(gè)工日，材料費(fèi)減少80萬。

2.3.2 管線空間優(yōu)化

渝州賓館吊頂要求高，吊頂內(nèi)安裝空間相對(duì)狹小。吊頂內(nèi)有裝飾龍骨，消火栓、噴淋、空調(diào)、直飲水管道，防排煙、送排風(fēng)、空調(diào)風(fēng)管和強(qiáng)弱電的橋架及其對(duì)應(yīng)的支吊架、保溫隔熱層等。故對(duì)機(jī)電管線的走向及管線排布要求都較高，結(jié)合各專業(yè)管線的布置走向，在平面綜合布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間管線的布置，其中必須考慮到設(shè)備安裝和管道連接的各方面要求，在盡可能凈空高度和便于維修保養(yǎng)的前提下，完成各類綜合管線的布置和調(diào)整，通過三維BIM的應(yīng)用并結(jié)合工程的實(shí)際情況以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，提高了綜合管線施工合格率。

2.3.3 模擬指導(dǎo)施工

采用軟件可視化圖像進(jìn)行班組的施工技術(shù)交底，有利于作業(yè)人員形象地理解施工作業(yè)要求，并且可以指導(dǎo)班組按照三維圖的標(biāo)高進(jìn)行施工，先施工的隊(duì)伍按圖紙?zhí)崆斑M(jìn)行避讓,以縮短施工的工期。在施工過程中如發(fā)現(xiàn)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)狀況與圖紙有偏差時(shí)應(yīng)及時(shí)與項(xiàng)目部溝通，由項(xiàng)目部通過軟件進(jìn)行系統(tǒng)性、全面性、綜合性調(diào)整，從而避免返工損失。

2.3.4 綜合支架的設(shè)置

在工程中通過BIM軟件綜合排布，將各類管線主干管排布在綜合管架上，大量采用綜合支架以節(jié)約鋼材的損耗量，既美觀又便于后續(xù)使用維修。

2.3.5 批量預(yù)制化

通過BIM建模模型的綜合運(yùn)用，班組可以大批量采用預(yù)制化生產(chǎn)工藝進(jìn)行風(fēng)管、噴淋等管道的地面預(yù)制工作，以減少施工現(xiàn)場(chǎng)高空作業(yè)和交叉作業(yè)時(shí)間，保證了施工安全，減少了安全事故的發(fā)生；同時(shí)預(yù)制化施工因采用流水化作業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，管道的加工、組對(duì)、焊接、涂飾等工作均在地面完成，極大地降低建造誤差，從而提高了施工質(zhì)量；同時(shí)班組作業(yè)人員可進(jìn)行專業(yè)化、系統(tǒng)化分工，固定人員作固定工序工作，提高了生產(chǎn)效率。

2.3.6 流水化作業(yè)

通過BIM建模技術(shù)提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，達(dá)到了預(yù)制化、專業(yè)化、批量化施工要求。在工程施工過程中由于工期較緊，施工開始后各專業(yè)需同時(shí)進(jìn)行，由于上道施工管線可能無法先行施工完成就要進(jìn)行下道工序施工，因此只有通過BIM建模技術(shù)以達(dá)到各專業(yè)同步施工要求，并同時(shí)滿足各管道的標(biāo)高、位置要求，以規(guī)避位置重疊、交叉所帶來的返工損失。

3 細(xì)部精細(xì)化施工

3.1 預(yù)埋套管

穿樓板或墻的管道應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置預(yù)埋套管。根據(jù)BIM建模技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行綜合排布，確定預(yù)埋套管的規(guī)格、數(shù)量及安裝位置；且套管型號(hào)、材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，預(yù)埋套管的尺寸應(yīng)考慮是否有保溫等特殊要求，且預(yù)埋套管中心應(yīng)與管道同心。預(yù)埋套管的高度應(yīng)符合規(guī)范要求，安裝在樓板內(nèi)的套管其頂部應(yīng)高出裝飾地面20mm；安裝在衛(wèi)生間及廚房?jī)?nèi)的套管，其頂部應(yīng)高出裝飾地面50mm；同部位有多根管道時(shí)，其套管高出裝飾地面的高度應(yīng)保持一致。管道安裝完畢后，管道與套管之間應(yīng)及時(shí)采用不燃材料進(jìn)行封堵密實(shí)（圖4）。

3.2 管道排布安裝

管道安裝應(yīng)平直牢固，間距符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，支架布置合理，標(biāo)識(shí)醒目清晰（圖5）。

3.3 防雷處理

避雷帶支架安裝位置準(zhǔn)確、均勻、固定牢固，避雷帶彎曲半徑應(yīng)正確、順暢，彎曲部支架設(shè)置距離不大于0.5m。避雷帶采用Φ12鍍鋅圓鋼，搭接焊縫長(zhǎng)度不小于72mm，且應(yīng)雙面施焊，當(dāng)避雷帶跨越變形縫時(shí)應(yīng)設(shè)置補(bǔ)償裝置。

3.4 成品標(biāo)識(shí)

過程標(biāo)識(shí)是管理的痕跡，成品標(biāo)識(shí)是產(chǎn)品的包裝。

管道的標(biāo)識(shí)便于檢查和日后施工時(shí)辨別，便于甲方、監(jiān)理確認(rèn)。在管道、風(fēng)管上標(biāo)識(shí)介質(zhì)種類、流向，且箭頭方向與介質(zhì)流向一致（圖6），方便業(yè)主的后期運(yùn)行與維護(hù)。

圖4 管道套管處理

圖5 管線布置

圖6 管道標(biāo)識(shí)

4 結(jié)語

BIM建模技術(shù)的運(yùn)用，目前我們還只是處于應(yīng)用起步階段，僅僅停留在管線綜合排布、防碰撞檢查、虛擬施工指導(dǎo)等初級(jí)方面，下一步我們將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程材料管控、進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量管理、安全管理、技術(shù)方案優(yōu)化、成本過程控制、結(jié)算及資金回收等方面，并繼續(xù)應(yīng)用于新技術(shù)、新工藝等施工方面，不斷探索、總結(jié)、拓展和改革創(chuàng)新要求，達(dá)到更高的質(zhì)量要求，創(chuàng)造更高的利用價(jià)值。

[1]徐友全，張世洋.BIM技術(shù)在山東省會(huì)文化藝術(shù)中心大劇院雙曲面殼體龍骨定位中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2014（3）：55-58.

Application of BIM Technology in Construction and Installation Work

For the reconstruction project of Chongqing Yuzhou Hotel,the BIM technology is adopted to carry out the collision check and the overall layout optimization of the pipelines.In this paper,the detailed fine construction of the BIM technology in installation work is presented,and the application and design effect visualization,the model effect check,the simulation of three-dimensional effects and the monitoring on construction are elaborated,including collision check,pipeline space optimization,the layout of comprehensive support,batch prefabrication,streamline operation,pipeline layout,product marking,etc.

application of BIM technology;installation work;pipeline space optimization;detailed fine construction;streamline operation

TU8

A

1671-9107（2017）11-0056-02

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.11.056

2017-04-21

吳英武（1961-），男，江蘇南通人，本科，高級(jí)工程師，總工程師，主要從事建筑技術(shù)、質(zhì)量管理工作。

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅