淺析BIM 技術(shù)在管線安裝施工管理中的簡(jiǎn)單應(yīng)用

嚴(yán) 強(qiáng) 何志軍

（中交第四公路工程局有限公司 100000）

0 引言

在工程建設(shè)后期，各種專業(yè)機(jī)械設(shè)備和管道的安裝，如給排水工程，通風(fēng)空調(diào)工程，電氣工程，智能化工程等，占據(jù)了大部分的安裝和施工內(nèi)容。又由于各專業(yè)管線多，排布空間受限制，導(dǎo)致機(jī)電管線安裝施工中常有碰撞，而沒有事先制定排布方案，經(jīng)常導(dǎo)致返工，造成較大經(jīng)濟(jì)損失和人力資源損失，預(yù)先制定合理方案便有利于安裝工程保時(shí)保質(zhì)完成，而 BIM 技術(shù)能使得我們能夠較為輕松地進(jìn)行管線排布，進(jìn)行優(yōu)化并指導(dǎo)實(shí)際施工，實(shí)現(xiàn)安裝施工過程中各方面的優(yōu)化管理。

1 BIM 技術(shù)介紹

目前的建筑設(shè)計(jì)依然以二維設(shè)計(jì)為主，而BIM 模型是依據(jù)2D 成型圖紙進(jìn)行建模，再根據(jù)3D 模型生成2D 圖紙以指導(dǎo)施工。BIM 軟件提供了二維和三維的工作環(huán)境，可直接在軟件內(nèi)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。并且在創(chuàng)建構(gòu)建對(duì)象之前明確定義所有對(duì)象分類，并且還可以設(shè)置對(duì)象的詳細(xì)信息。便于在后期任一階段都可以直接使用建筑對(duì)象的信息。

2 機(jī)電管線排布現(xiàn)狀

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑的功能越來越全面，相關(guān)的使用要求，美學(xué)要求和實(shí)用要求也在不斷提高。而要滿足這些各使用需求，各種設(shè)備的數(shù)量也隨之不斷增加，各專業(yè)管線在走廊，地下室等密集排布處存在較多管線沖突，以往的管線排布方法在數(shù)量多、管徑大時(shí)顯得力不從心，對(duì)管線排布人員具有較高要求且存在較高難度，管線標(biāo)高、結(jié)構(gòu)等的碰撞數(shù)量在施工進(jìn)行過程中不斷增加且更加不易處理。而機(jī)電各專業(yè)主干管線安裝所占管線安裝份額高達(dá)60%以上，深入優(yōu)化集中機(jī)電管線排布方案對(duì)提高施工效率，減少碰撞損失具有重要意義。

3 利用BIM 技術(shù)進(jìn)行管線綜合排布的碰撞檢查及優(yōu)化

建筑及機(jī)電BIM 模型建立完成后，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行綜合管線深化理論上可實(shí)現(xiàn)零碰撞。在revit 軟件中對(duì)已完成BIM 模型執(zhí)行管線碰撞檢測(cè)，通過選擇不同項(xiàng)目類別、專業(yè)系統(tǒng)，可得到相應(yīng)系統(tǒng)間的碰撞檢查結(jié)果，revit 軟件中的碰撞檢查結(jié)果可根據(jù)碰撞點(diǎn)構(gòu)件ID 直接查找碰撞點(diǎn)模型在圖中位置，并可在軟件中直接進(jìn)行修改。

利用NavisWorks 同樣可以進(jìn)行碰撞檢查，且相較于revit 中各專業(yè)管線間的碰撞檢查，因其數(shù)據(jù)量輕等特點(diǎn)，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)各專業(yè)機(jī)電管線間的碰撞，執(zhí)行MEP(機(jī)電)模型與AR＆ST(建筑結(jié)構(gòu))模型間的碰撞檢查也更加輕松方便，而且能夠通過調(diào)整碰撞類型，公差及碰撞形式得到更加精確的碰撞結(jié)果，碰撞結(jié)果能夠直接得到碰撞數(shù)量并導(dǎo)出碰撞結(jié)果以及通過ID 進(jìn)行精確定位以便與修改并且能夠得出3D 碰撞視圖，直觀感受碰撞形式，方便后期調(diào)整和優(yōu)化管線布局方案。

圖 碰撞檢查

由軟件運(yùn)行碰撞檢查得出的碰撞檢查結(jié)論可以得出大部分的標(biāo)高性碰撞、路由性碰撞、制作工藝性碰撞等碰撞類型，但由于執(zhí)行碰撞檢查時(shí)所設(shè)置的公差等因素的影響或是由于模型制作時(shí)模塊間的屬性設(shè)置，可能出現(xiàn)系統(tǒng)不能識(shí)別的碰撞或是微碰撞，部分區(qū)域結(jié)構(gòu)建筑的特殊性常會(huì)導(dǎo)致機(jī)電管線與建筑結(jié)構(gòu)間出現(xiàn)不合理或影響美觀、實(shí)用的不可預(yù)見性碰撞。利用軟件的虛擬漫游功能實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)，以直接觀感判斷是否出現(xiàn)碰撞或安裝完成后是否影響使用和美觀，能夠進(jìn)一步減少預(yù)見性及不可預(yù)見性碰撞問題，做到提前優(yōu)化，減少施工時(shí)可能發(fā)生的碰撞問題，以達(dá)到高效施工，節(jié)約材料和人力的目的。

4 管線碰撞的優(yōu)化

在獲得碰撞點(diǎn)的數(shù)據(jù)后，通過軟件定位查找確定碰撞點(diǎn)位置，隨后依據(jù)管線綜合排布原則，有壓管讓無壓管、小管徑讓大管徑、易彎曲的讓不易彎曲、臨時(shí)性讓永久性、工程量小讓工程量大、新建讓現(xiàn)有、檢修次數(shù)少讓檢修次數(shù)多和不方便的，再考慮管材厚度、管道坡度、較小間距以及安裝操作與檢修空間，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行管線位置調(diào)整或局部節(jié)點(diǎn)避讓以達(dá)到優(yōu)化管線排布的效果。

5 施工中的BIM 技術(shù)應(yīng)用

針對(duì)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)仍以二維圖紙的現(xiàn)狀，可以利用BIM 可出圖的特點(diǎn)導(dǎo)出二維施工圖紙以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工，但由于模型的標(biāo)注方法的影響，管線與相應(yīng)鄰墻的間距常標(biāo)注為墻中心線（及軸線）到管線的距離，而現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)參照點(diǎn)往往依據(jù)墻面到管線的距離，雖然可以用圖中所標(biāo)注距離減去墻體1/2 厚度得到管線距墻距離，但由于部分墻體厚度不同，導(dǎo)致按照找此種方法可能使管線安裝后與圖紙標(biāo)注位置出現(xiàn)較大偏差，故在導(dǎo)出圖紙前，可以將標(biāo)注適當(dāng)調(diào)整。導(dǎo)出的圖紙直接能夠得到相應(yīng)管線的標(biāo)高及位置，借以3D 視圖查看相應(yīng)位置的管線排布情況，確定合理的施工順序，按順序?qū)⒏鲗I(yè)管線以安裝優(yōu)先級(jí)按數(shù)字從小到大進(jìn)行標(biāo)記，施工時(shí)交與各專業(yè)施工隊(duì)伍導(dǎo)出的標(biāo)記順序后的各專業(yè)圖紙，施工時(shí)按照現(xiàn)場(chǎng)安裝情況以排定施工順序進(jìn)行施工，以達(dá)到各專業(yè)施工互不影響，減少施工碰撞。復(fù)雜節(jié)點(diǎn)直接由BIM 導(dǎo)出的節(jié)點(diǎn)剖面圖配合由3D 視圖形成圖片進(jìn)行技術(shù)交底，嚴(yán)格按照優(yōu)化后的管線排布位置進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)管線施工零碰撞，零返工。

目前管線施工中，給排水專業(yè)中管材一般為標(biāo)準(zhǔn)管材，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝需要對(duì)管材進(jìn)行加工和連接；通風(fēng)與空調(diào)工程除風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等定型設(shè)備外，風(fēng)管一般為現(xiàn)場(chǎng)制作，隨后進(jìn)行組合安裝，相對(duì)來講，給排水專業(yè)及通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)容易調(diào)整，不至于對(duì)實(shí)際施工的進(jìn)度等產(chǎn)生較大影響，而電氣工程中的電纜橋架一般為定制產(chǎn)品，將參數(shù)提供給生產(chǎn)廠家做好成品后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行安裝，而如果沒有對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化，在安裝過程中遇到需要電纜橋架避讓時(shí)，要與生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通制作，往往會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力，而通過優(yōu)化后的BIM 模型對(duì)定制橋架的參數(shù)、數(shù)量以及特殊點(diǎn)的過彎橋架準(zhǔn)確控制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)材料的精細(xì)化管理，能起到提高經(jīng)濟(jì)效益，提高施工效率的作用。

在NavisWorks 中使用TimeLiner，可以將Microsoft Project 等軟件編制的進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入或是直接在NavisWorks 中選中對(duì)象編制進(jìn)度計(jì)劃：以已編制完成的統(tǒng)一總進(jìn)度計(jì)劃為指導(dǎo)，按專業(yè)進(jìn)行編排各自進(jìn)度計(jì)劃，使用模型中的對(duì)象附著于進(jìn)度計(jì)劃中的任務(wù)來創(chuàng)建四維模擬，這使我們能夠看到進(jìn)度在模型上的效果，將計(jì)劃日期與實(shí)際工作日期進(jìn)行比較，采用循環(huán)模式模擬現(xiàn)場(chǎng)施工來預(yù)測(cè)可能的偏差，做到提早預(yù)警并針對(duì)問題制定糾偏措施。通過這種方式，能夠積極簡(jiǎn)便的探尋施工中影響施工進(jìn)度的因素并采取措施。

6 在造價(jià)管理中的應(yīng)用

施工階段的造價(jià)管理目標(biāo)是將工程項(xiàng)目造價(jià)控制在計(jì)劃投資額范圍內(nèi)，定期對(duì)實(shí)際發(fā)生的造價(jià)值和目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)采取措施糾正偏差。而工程量計(jì)算是造價(jià)管理預(yù)算編制的基礎(chǔ)，而revit 軟件自帶自動(dòng)算量功能，相較于一般的手工在組件中加入它所包含的工項(xiàng)名稱，于還未建置的實(shí)體組件中加入其工項(xiàng)尺寸及參數(shù)。模型制作完成后，利用revit 軟件中的明細(xì)表功能，篩選需要進(jìn)行計(jì)算的工項(xiàng)，隨后加入計(jì)算公式，計(jì)算已篩選的工項(xiàng)數(shù)量，反復(fù)建立篩選不同工項(xiàng)的明細(xì)表，當(dāng)所有需要計(jì)算的工項(xiàng)計(jì)算完后，在各張不同明細(xì)表中選取同一工項(xiàng)的數(shù)量進(jìn)行匯總后便可得到較為準(zhǔn)確的工程量。自模型建立完成時(shí)便可自動(dòng)生成具體數(shù)據(jù)，減少統(tǒng)計(jì)工程量與實(shí)際工程量的偏差。

圖 revit 算量

7 結(jié)語

算量和二維軟件算量，基于BIM 軟件的算量方法能夠提升算量的客觀性和效率，其最大優(yōu)勢(shì)在于工程量的統(tǒng)計(jì)與核算上，三維模型的建立使得以往算量中模糊不清的豎向工程量變得清晰和便于計(jì)算，其算量方法為：在BIM 模型組件制作時(shí)，

本文僅針對(duì)安裝工程中的管線施工過程對(duì)BIM 技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，基于BIM 技術(shù)所帶來的施工技術(shù)革新逐漸在施工中得以運(yùn)用，但以BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度實(shí)時(shí)反饋的5D 技術(shù)受平臺(tái)，硬件等的限制，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用還存在一些問題，相信利用好可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)所帶來的技術(shù)創(chuàng)新能夠使我們的建設(shè)過程更加順暢、擁有更高的效率及經(jīng)濟(jì)效益。