論述BIM技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用

岳樹峰

摘 要：BIM已經(jīng)越來越被建設(shè)工程行業(yè)所認(rèn)可、重視并推廣，近三至五年中，設(shè)計(jì)、業(yè)主、施工企業(yè)紛紛開展了BIM技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐工作。建筑機(jī)電施工企業(yè)在BIM技術(shù)與深化設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場(chǎng)管理及系統(tǒng)后期運(yùn)維管理等方面進(jìn)行了很多實(shí)踐和探索，但由于各企業(yè)應(yīng)用程度深淺不一，實(shí)踐的效果也有所不同。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型；機(jī)電管線綜合；碰撞檢查；科學(xué)性；先進(jìn)性

1 引言

在 BIM（Building Inform ation M odeling）這樣一種建筑模型的根本上，介紹了關(guān)于 BIM 在建筑方面中機(jī)電這部分的實(shí)際應(yīng)用，利用 Autodesk Revit軟件，可以將某些特定事物的結(jié)構(gòu)與其管線的模型相結(jié)合，同時(shí)可以進(jìn)行仿真分析，完成了機(jī)電管線的碰撞檢查。同時(shí)，結(jié)合工程實(shí)際對(duì) BIM 技術(shù)在模擬現(xiàn)場(chǎng)施工及材料統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用進(jìn)行了論述，模型的建立及仿真分析均表明 BIM 技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的科學(xué)性及先進(jìn)性，在指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工、控制施工進(jìn)度、節(jié)約建設(shè)成本方面均具有重要的意義。

2 建筑信息模型的發(fā)展及應(yīng)用

在介紹建筑信息模型的發(fā)展及應(yīng)用之前，應(yīng)該首先了解下什么上建筑信息模型，這樣我們才能更準(zhǔn)確應(yīng)用這個(gè)模型到實(shí)際生活中。所謂的建筑信息模型，就是在現(xiàn)在比較自由的工業(yè)化生產(chǎn)的方式下，在建筑施工時(shí)，其的物理性質(zhì)、所具有的功能性質(zhì)和與之一切相關(guān)的有關(guān)這個(gè)工程的施工終止日期的是否可以算出來或者可以運(yùn)算出阿里的一種形式，它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，通過一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)（IFC，Industry Foundation Class），集成的建設(shè)程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。建筑信息模型是對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)體與功能特性的數(shù)字化、參數(shù)化的表達(dá)，可以持續(xù)、及時(shí)地提供有關(guān)項(xiàng)目的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，且完整可靠，是設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員應(yīng)對(duì)各種建筑信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要采用 AutoCAD 等設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行二維圖形的設(shè)計(jì)，然而這種工作模式與傳統(tǒng)手工繪圖方法類似，只是利用了計(jì)算機(jī)作為繪圖工具，提高了繪圖效率和繪圖精度，并未從根本上將設(shè)計(jì)師從繁重的繪圖任務(wù)中解放出來；另一方面，為了推敲細(xì)節(jié)與最終設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)師們雖然可以在 3dsMax 等三維設(shè)計(jì)軟件中制作效果圖，然而此類三維模型并未集成建設(shè)工程所用的材料、材質(zhì)及其他相關(guān)信息，其目的僅僅是為了得到三維動(dòng)畫或效果圖；此外，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件無法將平面、立面、剖面與三維模型統(tǒng)一關(guān)聯(lián)，某一圖紙作了變動(dòng)，其它圖紙并不隨之改變，因此往往出現(xiàn)各種圖紙表達(dá)互相矛盾的現(xiàn)象。以上是目前CAD 設(shè)計(jì)面臨的普遍問題，是進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效率所面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，因此通過計(jì)算機(jī)新技術(shù)來解決這些問題便成為各軟件廠家競(jìng)相研究的對(duì)象。建筑信息模型技術(shù)提供了可靠的解決方案，它根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將整個(gè)建筑在電子三維環(huán)境中完整的表現(xiàn)出來，模型中蘊(yùn)含了完整的實(shí)際信息，包括材料、材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)、尺寸、構(gòu)造及其他各種相關(guān)信息，從而把整個(gè)建筑模型化、數(shù)字化。

在機(jī)電的工程中可以應(yīng)用這個(gè)建筑信息模型。我們相關(guān)方面的技術(shù)人員在進(jìn)行有關(guān)機(jī)電作業(yè)的時(shí)候，可以充分利用 BIM 這項(xiàng)技術(shù)，BIM 里的一些特殊的功能比如碰撞檢查、施工模擬及工程量統(tǒng)計(jì)，可以指導(dǎo)我們?nèi)绾卧诂F(xiàn)場(chǎng)工作，達(dá)到節(jié)約材料、控制成本、加快施工進(jìn)度、確保工期目標(biāo)的目的。在工程建設(shè)過程中，借助于 BIM 技術(shù)，還可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工管理預(yù)先進(jìn)行模擬，對(duì)建筑材料的堆放位置、方法和建筑設(shè)備的位置、工作流程進(jìn)行優(yōu)化，提出最優(yōu)施工方案，合理調(diào)配人員數(shù)量、建筑材料、機(jī)械設(shè)備等建設(shè)資源。對(duì)于重難點(diǎn)施工部位，還可以通過精確預(yù)演模擬現(xiàn)場(chǎng)施工過程，減少因施工順序，施工技術(shù)方案不合理造成的返工和浪費(fèi)。通過 BIM 技術(shù)相關(guān)軟件建立三維數(shù)字信息模型，在施工深化階段對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電專業(yè)管線進(jìn)行綜合碰撞檢查，是BIM 技術(shù)較為直觀、突出的功能之一。由于 BIM 軟件所搭建的數(shù)學(xué)模型是帶有材料材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)及尺寸信息的數(shù)字模型，因此在信息量足夠的條件下，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工所用建筑材料的數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量和預(yù)算，同時(shí)，可以準(zhǔn)確測(cè)量預(yù)制構(gòu)件的尺寸，從而避免預(yù)制構(gòu)件的尺寸錯(cuò)誤。它可以將發(fā)生沖突的管線以高亮的形式顯示出來，從而使施工技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)沖突，并在施工深化階段對(duì)管線布局進(jìn)行合理優(yōu)化，避免因后期返工帶來工程費(fèi)用的增加及建設(shè)工期的延長(zhǎng)。

3 BIM 技術(shù)在機(jī)電工程材料數(shù)量統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)，除了能在上面所介紹的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用，還可以進(jìn)行其他方面的研究，對(duì)于材料的統(tǒng)計(jì)就是其中之一。AutodeskR evitMEP 里含有很多內(nèi)容而且對(duì)于這些內(nèi)容都有很細(xì)的描述，可以對(duì)很多方面所涉及的材料的數(shù)量、型號(hào)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益看，BIM 技術(shù)得到的效益已經(jīng)超越了設(shè)計(jì)和施工階段，并將惠及整個(gè)建筑物的運(yùn)行、維護(hù)和設(shè)施管理。并可以對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算求和。BIM 技術(shù)是建筑業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的必然產(chǎn)物，對(duì) BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以使建筑工程更快、省、更精確，各工種相互配合更協(xié)調(diào)、更方便。

4 BIM 技術(shù)在模擬施工中的應(yīng)用

在四維環(huán)境中對(duì)施工進(jìn)度和施工流程進(jìn)行仿真，可以通過可視化的方式分析項(xiàng)目活動(dòng)，減少工期延誤和施工工序中的其它問題。利用 AutodeskNavisworksSimulate 進(jìn)行四維仿真的具體步驟如下：將模型幾何圖形與時(shí)間、日期相關(guān)聯(lián)制定施工順序；從項(xiàng)目管理軟件導(dǎo)入時(shí)間、日期和其它任務(wù)數(shù)據(jù)，以此在明細(xì)表和項(xiàng)目模型之間創(chuàng)建動(dòng)態(tài)鏈接；制定預(yù)計(jì)時(shí)間和實(shí)際時(shí)間，以及可視化的計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度之間的偏差。AutodeskNavis-worksSimulate 軟件，有很多優(yōu)秀的工具供我們使用，這里面給我們準(zhǔn)備了很詳細(xì)的關(guān)于 4D 的動(dòng)畫的模擬演示和如何制作一個(gè)動(dòng)畫的步驟，如果我們想對(duì)我們的想法進(jìn)行實(shí)踐，這也是可以允許的，對(duì)施工流程進(jìn)行模擬仿真，從而幫助加深項(xiàng)目理解，提高可預(yù)測(cè)性。為了驗(yàn)證該軟件在模擬施工中的可行性，我們建立了仿真模型，并根據(jù)樣板間工程的實(shí)際施工進(jìn)度，進(jìn)行了仿真分析，期間通過改變某些工作間的銜接關(guān)系、縮短某些工序的持續(xù)時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，保證了計(jì)劃工期的順利實(shí)現(xiàn)。通過仿真分析，BIM 技術(shù)可以通過可視化的方式對(duì)施工進(jìn)度和施工程序進(jìn)行模擬，可以對(duì)施工難度大及重點(diǎn)施工部位進(jìn)行精確預(yù)演，從而減少因施工順序、施工技術(shù)方案不合理等原因造成的返工和浪費(fèi)。

5 經(jīng)濟(jì)投入與效益分析

按照所述，BIM在近階段內(nèi)，將需要大量的投入，且沒有明顯的經(jīng)濟(jì)效益回收。投入主要有軟件采購(gòu)及升級(jí)、電腦、服務(wù)器等硬件配備、人員薪酬與培訓(xùn)、軟件研發(fā)、考察交流學(xué)習(xí)等。效益預(yù)測(cè)：BIM在投標(biāo)階段應(yīng)用其投入費(fèi)用可進(jìn)入投標(biāo)成本，在深化設(shè)計(jì)階段的收益為隱形效益，如提高深化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的生產(chǎn)效率等。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，能為施工管理、后期運(yùn)維管理及對(duì)外提供技術(shù)服務(wù)時(shí)，將會(huì)有經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生。

6 結(jié)束語(yǔ)

在目前BIM技術(shù)的投入與創(chuàng)效不能成正比的情況下，各企業(yè)仍不惜代價(jià)拿出極大的熱情、人力和資金投入其中，原因就是各企業(yè)都看好BIM技術(shù)在未來推廣普及的美好前景。各企業(yè)特別是行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)都想在施工領(lǐng)域的BIM技術(shù)推廣應(yīng)用中取得先機(jī)，具有話語(yǔ)權(quán)，這也意味著誰(shuí)將在有限的建筑市場(chǎng)里更能取得無限先機(jī)。所以，BIM技術(shù)的發(fā)展一定程度關(guān)系著企業(yè)未來的生存和發(fā)展。

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