BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用

孫宏鵬

摘要：近幾年，BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用，已取得顯著效果，有效地縮短了工期、降低了施工成本，高效地協(xié)調(diào)了項(xiàng)目管理中的各項(xiàng)工作關(guān)系，工程質(zhì)量明顯提高，然而BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程中應(yīng)用仍然較少。因此，研究BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用具有重要意義。文章主要結(jié)合蘭州市萬科城N一02地塊項(xiàng)目的機(jī)電施工實(shí)際情況，對此群體建筑機(jī)電安裝工程中采用的單體工程一群體工程一單體工程的循環(huán)BIM技術(shù)應(yīng)用模式及應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)介紹，為國內(nèi)群體建筑機(jī)電安裝工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);群體建筑;機(jī)電安裝

中圖分類號(hào)：TU85;TU17文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

在城市化發(fā)展的進(jìn)程中，綜合性大型商業(yè)小區(qū)群體建筑越來越多、規(guī)模越來越大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、建筑物精細(xì)度隨著功能的細(xì)化，其性能和功能的要求也再不斷提升。機(jī)電安裝工程作為建筑工程的專業(yè)工程也隨建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度日趨復(fù)雜，施工中在項(xiàng)目協(xié)調(diào)、項(xiàng)目管理、管道排布、施工質(zhì)量、施工效率等方面都出現(xiàn)了不同的問題。

BIM技術(shù)作為近幾年機(jī)電工程應(yīng)用的前沿技術(shù)，在機(jī)電安裝工程施工中優(yōu)勢明顯。BIM技術(shù)作為一種工具，實(shí)質(zhì)是一個(gè)設(shè)施或者建設(shè)項(xiàng)目的信息綜合體，將建筑的物理和功能特性以數(shù)字化、可視化的方式進(jìn)行表達(dá)，可以為其全生命周期中的所有決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。通過近幾年BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的推廣應(yīng)用，現(xiàn)已取得顯著效果，有效縮短了工期、降低了施工成本，高效地協(xié)調(diào)了項(xiàng)目管理的各項(xiàng)工作關(guān)系，工程質(zhì)量明顯提高。然而BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程中應(yīng)用仍然較少。因此，研究BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程的應(yīng)用具有重要意義。

1項(xiàng)目概況

萬科城N-02地塊項(xiàng)目位于皋蘭縣鹽池片區(qū)，地塊南側(cè)為貞觀街，西側(cè)臨中和路，北側(cè)為規(guī)劃15號(hào)路、東側(cè)為規(guī)劃20號(hào)路。

項(xiàng)目建筑用途分為住宅和商業(yè)，總規(guī)劃10棟普通住宅、4棟商業(yè)住宅、14棟商業(yè)樓及1棟幼兒園。項(xiàng)目總建設(shè)用地面積83416.70m²，總建筑面積193161.92m²，其中，地上建筑面積159300.01m²，地下建筑面積33861.91m²。

此項(xiàng)目為住宅群體建筑，整體對于機(jī)電安裝工程要求較高。在建筑群的機(jī)電安裝工程施工中，施工人員不僅需完成傳統(tǒng)的暖通專業(yè)施工、電氣設(shè)備專業(yè)施工和水暖系統(tǒng)設(shè)備專業(yè)施工，而且還要完成整個(gè)群體建筑機(jī)電設(shè)備用房的安裝及整個(gè)群體建筑機(jī)電工程施工的協(xié)調(diào)管理，涉及面廣、工作量大，管線綜合排布與優(yōu)化任務(wù)較為繁重。

2BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程中的特點(diǎn)和優(yōu)勢

BIM技術(shù)作為一種輔助的技術(shù)工具，將傳統(tǒng)的建筑以帶有工程數(shù)據(jù)的三維模型的形式在施工全壽命周期中呈現(xiàn)，施工人員可根據(jù)BIM技術(shù)模型結(jié)合現(xiàn)場工程實(shí)際做出更加準(zhǔn)確的判斷和施工優(yōu)化進(jìn)而提升施工效率。BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程的特點(diǎn)十分鮮明，可實(shí)現(xiàn)單體工程一群體工程一單體工程的循環(huán)應(yīng)用模式，對項(xiàng)目整體的實(shí)施具有重大意義。

2.1信息表達(dá)方面的優(yōu)勢

在信息表達(dá)方面，由于是群體工程，在結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝方面共性較多，可建立一套完整的三維模型，然后再進(jìn)行每個(gè)單體工程特殊部位的處理，可達(dá)到信息全覆蓋，形成信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高效管理。

2.2信息傳遞方面的優(yōu)勢

在信息傳遞方面，打破了傳統(tǒng)機(jī)電安裝工程安裝使用二維圖紙的方式，將圖紙變換為三維可視且具備完整性、關(guān)聯(lián)性和一致性等特征的信息模型，圖紙可以實(shí)現(xiàn)在平面圖和三維立體模型問的隨時(shí)轉(zhuǎn)換，可以準(zhǔn)確地傳遞信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程的精細(xì)化管理。

2.3項(xiàng)目協(xié)調(diào)管理的優(yōu)勢

BIM三維模型的建立，在開展項(xiàng)目全過程信息管理、提高信息使用有效性方面效果顯著。BIM技術(shù)將機(jī)電安裝工程設(shè)計(jì)人員、施工人員、管理人員等一系列相關(guān)人員有機(jī)的聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了參建各方以及相關(guān)人員之間的信息共享和協(xié)同作業(yè)。其參建各方采用同一個(gè)信息模型，利用信息管理平臺(tái)可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行協(xié)調(diào)管理和優(yōu)化設(shè)計(jì)并可及時(shí)反饋于各專業(yè)，實(shí)現(xiàn)同步性的變更，讓群體建筑機(jī)電安裝工程的各個(gè)環(huán)節(jié)作業(yè)更加具有協(xié)調(diào)性和順序性，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量、施工效率以及管理效率，有效為項(xiàng)目提質(zhì)增效。

3BIM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程的管理應(yīng)用

萬科城N-02地塊項(xiàng)目，采用ER BIM5D施工協(xié)同管理平臺(tái)進(jìn)行群體建筑機(jī)電安裝工程的項(xiàng)目管理。ER BIM5D施工協(xié)同管理平臺(tái)用于打造多端協(xié)同、資料管理、BIM模型管理、安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、監(jiān)控管理等實(shí)用落地功能為主的智慧建造體系。滿足BIM技術(shù)在工程行業(yè)大規(guī)模個(gè)性化、多樣化應(yīng)用需求。將BIM技術(shù)，IOT與工程生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)管理深度融合，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)施工效率提升。

模型通過輕量化處理現(xiàn)場通過移動(dòng)端進(jìn)行BIM模型協(xié)同，通過與現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行比對，將BIM模型帶入施工現(xiàn)場指導(dǎo)一線人員施工?？苫贐IM模型進(jìn)行三維交底、數(shù)據(jù)采集與查看及溝通協(xié)調(diào)。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目實(shí)施過程中人員、質(zhì)量、安全、進(jìn)度、工序、大型設(shè)備的全方位管理。例如質(zhì)量管理中，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題隨時(shí)記錄，問題可追溯，可統(tǒng)計(jì)分析，問題與BIM模型構(gòu)件雙向關(guān)聯(lián)，通過模型構(gòu)件可查看相關(guān)過程質(zhì)量問題，通過質(zhì)量問題記錄可在BIM模型中定位到對應(yīng)部位。針對問題展開討論，問題解決后，可形成閉環(huán)，以供后期查看，資料歸檔。

4BlM技術(shù)在群體建筑機(jī)電安裝工程的應(yīng)用

4.1機(jī)電模型建立

萬科城N-02地塊項(xiàng)目為群體建筑機(jī)電工程施工項(xiàng)目，單個(gè)項(xiàng)目共性點(diǎn)較多，在項(xiàng)目模型建立時(shí)，先建立一個(gè)共性模型，再根據(jù)單體工程的差異特性進(jìn)行局部修改，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建模與施工的高速、高效。同時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目使用的機(jī)電裝備，在梳理好目錄后，根據(jù)廠家資料實(shí)現(xiàn)設(shè)備尺寸1：1建模（如圖1、圖2所示），并與公司族庫平臺(tái)實(shí)現(xiàn)共享，以減少重復(fù)建模工作量，提高了項(xiàng)目模型的建立效率，可以在共性的基礎(chǔ)上保證每個(gè)單體項(xiàng)目的個(gè)性化需求。

4.2機(jī)電管線碰撞檢查

萬科城N-02地塊項(xiàng)目各層專業(yè)多、管線相互交錯(cuò)，經(jīng)單專業(yè)調(diào)整、多專業(yè)綜合調(diào)整后，進(jìn)行機(jī)電管線碰撞檢查。首先，用Navisworks軟件進(jìn)行單體工程的碰撞檢測，以單體工程出現(xiàn)的問題進(jìn)行群體建筑的核對檢查，極大地提高了速率，減少了碰撞核對時(shí)間和檢查點(diǎn)，共性碰撞點(diǎn)核查完畢后，進(jìn)行單體細(xì)部核對，最終形成碰撞報(bào)告。其次，建模人員結(jié)合碰撞報(bào)告，并用Fuzor漫游軟件與現(xiàn)場專業(yè)人員多次溝通、交流、試調(diào)，確定管道的合理位置及標(biāo)高。最后，將確定的管道位置及標(biāo)高整理形成文件報(bào)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行確認(rèn)后，及時(shí)將模型進(jìn)行修改并形成三維管線綜合圖和三維可視化變更交底書，指導(dǎo)施工。碰撞檢查流程圖如圖3所示。

4.3機(jī)電管線綜合優(yōu)化

在群體建筑機(jī)電安裝工程中，綜合管線優(yōu)化是尤為重要的一項(xiàng)工作。萬科城N-02地塊項(xiàng)目在完成模型建立后，采用單體工程一群體工程一單體工程的循環(huán)應(yīng)用模式對機(jī)電安裝工程涉及的所有模型進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

完成模型建立后，進(jìn)行對于已檢查出的碰撞管線、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，在現(xiàn)場利用三維激光掃描儀提取建筑物實(shí)際尺寸，校驗(yàn)完成后，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和圖紙的設(shè)計(jì)要求、規(guī)范要求先進(jìn)行單體工程綜合管線的修改和優(yōu)化，確認(rèn)無誤后，根據(jù)單體工程優(yōu)化的內(nèi)容對存在的共性問題進(jìn)行群體建筑的機(jī)電管線優(yōu)化，然后針對每個(gè)單體特殊部位進(jìn)行補(bǔ)充處理。實(shí)現(xiàn)群體建筑管道安裝的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)又具備單個(gè)工程的個(gè)性化、特殊化。機(jī)電管線綜合優(yōu)化具體施工順序如圖4所示;三維管線碰撞檢查及優(yōu)化效果對比圖如圖5所示。

4.4管線預(yù)留洞精確定位

萬科城N-02地塊項(xiàng)目為了實(shí)現(xiàn)管道一次性穿裝合格，在主體結(jié)構(gòu)和二次結(jié)構(gòu)上利用BIM插件橄欖山模塊，結(jié)合建筑BIM模型，通過參數(shù)設(shè)計(jì)，在主體結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)砌塊墻上一鍵開洞并標(biāo)注，并最終形成三維可視化模型及二維CAD圖綜合指導(dǎo)施工，快速準(zhǔn)確出具留洞圖，減少現(xiàn)場拆改返工。利用BIM技術(shù)從根本上解決了管道的安裝質(zhì)量問題。在整個(gè)實(shí)施過程中也遵循單體工程一群體工程一單體工程的循環(huán)應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)了管線預(yù)留洞的精確定位、標(biāo)準(zhǔn)化施工。應(yīng)用BIM導(dǎo)出砌體留洞效果圖如圖6所示。

5結(jié)論

蘭州萬科城N-02地塊項(xiàng)目作為住宅群體項(xiàng)目，項(xiàng)目基于ER BIM5D施工協(xié)同管理平臺(tái)對項(xiàng)目進(jìn)行了全壽命周期的管理。在BIM技術(shù)的應(yīng)用中遵循單體工程一群體工程一單體工程的循環(huán)應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目實(shí)施過程中群體建筑機(jī)電安裝工程的群體性深度優(yōu)化、協(xié)調(diào)管理和個(gè)性化設(shè)計(jì)與修改，不僅解決了傳統(tǒng)群體建筑機(jī)電安裝工程中存在的問題，而且借助BIM技術(shù)施工協(xié)同管理平臺(tái)提升了項(xiàng)目管理水平，優(yōu)化了資源分配效果，提高了工程質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化，降低了施工成本，增強(qiáng)了群體建筑機(jī)電安裝工程施工的安全性和有效性。