BIM 技術在水電站機電設備安裝工程施工中的應用研究

魏亞壘

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

機電安裝施工是水電站工程中滿足各項功能要求的關鍵環(huán)節(jié)，其施工質量直接影響工程建設后各項使用功能能否順利實現(xiàn)。然而，機電安裝施工存在很大的復雜性與系統(tǒng)性，在過去的施工中由于信息流通不及時、不到位，很容易產生一些問題，影響施工的正常進行，或導致施工質量不滿足要求。然而，在機電安裝中引入BIM 技術能有效避免過去常見問題的發(fā)生，保證機電安裝質量，為之后的運營創(chuàng)造良好條件。

一、BIM 技術概述

（一）BIM 技術概念

BIM 技術就是建筑信息模型，通俗來講，是將建筑工程各階段的工程信息輸入模型，可以為實際施工提供參考，實現(xiàn)提升建筑質量的目的，在三維技術的協(xié)同下，可以實現(xiàn)收集工程數(shù)據(jù)來對施工建筑物進行實物模擬，最后，建立統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)模型。

（二）BIM 技術的特點

1.可視性：傳統(tǒng)的設計圖紙都是平面圖，都是有設計人員繪制出來的，但隨著建筑工程規(guī)模的不斷增加，設計圖紙涉及的面也越來越廣，相關人員的工作量也越來越大。這不僅會拖慢工程設計進度，還會使出現(xiàn)紕漏的概率增加。BIM 技術則可以將工程設計方案以圖像形式展現(xiàn)出來，具有可視化的特點，更便于找到設計不合理的地方。

2.模擬性：BIM 技術的一大特點就是具有模擬行，可以通過模型的建立對整個機電安裝工程進行模擬，并據(jù)此來驗證工程的科學性和合理性，并判斷出工程設計方案是否可行。

3.協(xié)調性。當前大多數(shù)建筑機電安裝工程的工程量都很大，為了保證工期，需要多個施工團隊配合施工，但不同施工團隊如何相互配合、共同完成整個工程是工程管理方比較頭疼的問題。BIM 技術可以通過數(shù)據(jù)采集和分析對施工內容和施工環(huán)節(jié)進行整合，對施工順序進行合理設計，保障工程管理的協(xié)調性和施工效率。

4.信息全面性。在整個機電安裝工程中，所涉及的數(shù)據(jù)是非常多的，利用BIM技術可以實現(xiàn)信息的統(tǒng)一管理。工作人員可以通過信息查詢來實時了解工程進度、檢查工程質量，降低工程建設中的問題發(fā)生率。

5.周期全面性。機電安裝工程的環(huán)節(jié)較多，利用BIM 技術可以進行進度查詢，了解整個工程的建設情況，提升工程質量，展現(xiàn)出BIM 技術的周期全面性。

二、BIM 技術的應用優(yōu)勢

（一）三維信息模擬，促進信息暢通傳遞

BIM 技術的應用優(yōu)勢在于，具備三維信息模擬功能，能夠為信息傳遞提供一個暢通的渠道。在數(shù)字信息技術的支持下，BIM 技術可以自二維空間轉向三維空間，基于甲方、設計單位及施工單位這三方得以完成整個建筑工程建設，因此必須要確保這3個單位在工程建設方面的理解是一致的，以降低彼此之間的矛盾與沖突，促進彼此之間默契合作，使工程建設、機電安裝工程順利推進。但從實際情況來看，由于信息傳遞方式存在一定差異，所獲取渠道也有所不同，3 個單位對于信息數(shù)據(jù)的獲取往往存在一定差異，導致各方之間對于機電安裝工程的推進階段理解可能存在偏差。而通過BIM 技術三維模擬功能的有效發(fā)揮，可以數(shù)據(jù)化的方式來將三方信息在模型上反映出來，便于準確把握和詳細確認各方的建設需求，信息獲取的時效性更高，有效防范理解偏差，促進工程建設的有序推進和溝通問題的解決。

（二）減少管道線路碰撞，優(yōu)化安裝結構

通過應用BIM 技術，能夠科學防范管道線路碰撞問題，促進機電安裝結構的逐步優(yōu)化，提升工程建設質量。就BIM 技術來看，通過其功能的發(fā)揮可真實化地模擬管道線路空間，把握建筑工程內部管線安裝情況，并就定位進行模擬，防范空間內管道線路交叉的問題出現(xiàn)，降低安裝質量問題的出現(xiàn)概率，提高人力、物力、財力資源利用率，促進機電安裝工程的進行。

（三）減少工程成本，加快處理數(shù)據(jù)

在機電安裝工程中，工程項目整體效益所受預算的影響較大，因此必須要提高預算的精準度，合理計算工程建設所需成本。但整個工程項目建設過程中包含著龐大且復雜的數(shù)據(jù)信息，成本預算過程特殊，需要消耗較多的人力財力。而通過BIM 技術的科學應用，能夠促進這一問題的解決，數(shù)據(jù)處理的時效性更高，也能有效控制工程成本。在BIM 技術的支持下，可以在工程虛擬化條件下呈現(xiàn)出立體建筑，便于結合實際需求調配建筑材料，精準計算工程各環(huán)節(jié)的成本，減少不必要的資金損失，保障整個項目的經濟效益。

三、BIM 技術在水電站機電設備安裝工程中的應用

將BIM 技術直接運用于水電站機電安裝工程中的輔機管路、電纜管路的預埋、明裝輔機管路安裝、橋架安裝等施工。充分利用BIM 軟件強大的數(shù)據(jù)分析能力、能快速地獲取工程基礎數(shù)據(jù)的能力、三維可視化能力以及真實的視覺沖擊能力,提高施工管理效率、提升施工預算的精度、實現(xiàn)項目風險的管控以及精細化管理。

（一）管線綜合優(yōu)化設計

在安裝機電設備過程中需要涉及空調、給排水、消防、電氣等各種管線，如果設計不合理很容易出現(xiàn)管線碰撞的問題，在管線綜合設計中應用BIM 技術能夠有效地解決這一問題。首先，構建BIM 模型，三維模型管線建立后利用檢測軟件對施工方案中管線碰撞情況進行檢測，如果存在碰撞、摩擦等不良問題，能夠及時確認位置，并且通過調整參數(shù)快速改進設計方案。

（二）物料管理

利用BIM 技術能夠將所有物料種類、價格、數(shù)量等信息統(tǒng)計到模型當中，并且和模型結構相結合對機電工程安裝所需要的成本進行精確計算，這從很大程度上控制了機電安裝工程造價，同時能夠提升項目預算編制效率。此外，在施工進度管理中利用BIM 技術能夠實時檢測物料的使用情況、供應情況、價格更新情況等，保證采購人員根據(jù)實際情況合理調整采購計劃，明確材料入場時間，將物料使用效率提高，保證材料供應及時的同時避免大量材料堆積到現(xiàn)場影響施工秩序。通過靈活地應用BIM 技術能夠提升物料管理水平，能夠保證施工進度方案的高效落實。

（三）施工信息交互以及優(yōu)化設計

在機電安裝工程中應用BIM 技術可以建立群組，各個部門的成員交流可以充分發(fā)揮電子信息技術的優(yōu)勢，能夠對模型變動情況第一時間掌握，從而實現(xiàn)交流機電工程信息的目的，實現(xiàn)各個部門之間高效地溝通，保證各個部門或者單位之間更加高效地開展合作。在傳統(tǒng)的機電安裝方案中常常采用的是平面圖或者立面圖，而BIM技術的應用可以構建三維立體模型能夠直觀地展現(xiàn)出機電安裝過程和結果，可以通過碰撞檢查確定內部是否存在沖突，能夠明確各個機電設備、管線的位置，能夠在三維模型中及時融合分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機電安裝方案的優(yōu)化。

（四）安全施工

通過對BIM 技術進行合理應用，還將可以為工程施工中安全管理工作的順利開展提供保障。因此在實際的施工過程中，每一個不同的施工階段都可能會存在各種各樣的危險施工步驟。如果使用BIM 技術在模型中就可以使用不同的顏色分別對危險程度不同的區(qū)域進行標注。在實際的施工過程中，施工工作人員通過判斷和了解模型顏色，就可以結合實際情況使用合理的防護措施，進而有效地降低安全事故發(fā)生率，避免發(fā)生重大的安全事故。除此之外，還可以將BIM 技術和施工現(xiàn)場中的監(jiān)控系統(tǒng)進行有效融合，實時監(jiān)控施工現(xiàn)場的施工動態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)其中存在問題，可以及時地對其進行解決和處理。

（五）模型控制

在BIM 平臺當中將相關的數(shù)據(jù)準確及時地錄入能夠保證各個部門共享相關數(shù)據(jù)信息，能夠虛擬建模，這和未來信息共享的發(fā)展趨勢十分契合，有助于將各個部門和單位之間溝通、協(xié)調、合作的效率提高。當前建筑工程建設規(guī)模不斷擴大，所用的機電設備種類、數(shù)量越來越多，涉及的專業(yè)和部門也越來越多，比如相關建設部門、監(jiān)理部門、管理部門、業(yè)主等，都是當前建筑工程中需要涉及的人員，各個部門和單位都希望能夠實時監(jiān)測整個建筑工程的建設進度，利用BIM 技術能夠保證各個部門和人員對建筑機電安裝現(xiàn)狀有實時的了解，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并且應對機電安裝過程中存在的不足，提高機電安裝的質量，降低不良問題造成的損失。

（六）二維碼技術的利用

充分利用二維碼技術的標記和識別功能，通過二維碼的標記，精確確定每根輔機管路、穿線管的作用及名稱，防止施工過程中因工作疏漏或記錄等原因導致管路、穿線管名稱錯誤，致使返工，影響施工效率。具體如下:

（1）根據(jù)BIM 建模圖形，確認圖紙管路數(shù)量、后續(xù)功能作用；

（2）利用二維碼生成器，制定特制二維碼，并將相關管路名稱及作用輸入代碼之中；

（3）階段性施工完成后，將相對應的二維碼條帶粘貼至管路上，以此為標記；

（4）后續(xù)施工開始后，利用二維碼掃描儀，確認相應二維碼內容，并以此為依據(jù)進行后續(xù)施工工作。

四、總結

綜上所述，機電安裝是水電站工程重要內容，在機電安裝施工中引入BIM 技術，能解決過去施工中面臨的很多問題，并實現(xiàn)3D 建模、碰撞檢查和預留預埋等新功能，保證機電安裝質量，并能有效縮短工期，節(jié)約施工成本。因此，為適應現(xiàn)階段工程建設對機電安裝施工提出的要求，必須在施工中不斷引入BIM 技術，解決技術上的難題，提高施工技術水平。