BIM技術(shù)在機(jī)電安裝中的應(yīng)用

高鵬

摘要：當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，這主要依賴于現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，在先進(jìn)的技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)了各行各業(yè)智能化發(fā)展目標(biāo)。而建筑企業(yè)同樣也緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，將 BIM 技術(shù)融入機(jī)電安裝工程中，不僅大幅度地提高了工作的效率，而且確保了施工數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性，同時(shí)還發(fā)揮了很好的協(xié)調(diào)作用。介紹 BIM 技術(shù)及在機(jī)電安裝過程中的應(yīng)用情況，明確其技術(shù)優(yōu)勢，探究其應(yīng)用策略，以充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用，提升機(jī)電安裝工程質(zhì)量。圍繞建筑機(jī)電安裝工程中前期策劃、深化設(shè)計(jì)、現(xiàn)場實(shí)施和運(yùn)營維護(hù)等全生周 BIM 技術(shù)應(yīng)用和實(shí)施策劃等方面應(yīng)用 BIM 技術(shù)，有效指導(dǎo)項(xiàng)目管理。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);機(jī)電安裝;應(yīng)用

引言

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)整體增長速度較快，這也在很大程度上推動(dòng)了信息技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)開始將信息技術(shù)融入其中，不斷提升服務(wù)質(zhì)量。而建筑行業(yè)作為當(dāng)前城鎮(zhèn)化發(fā)展中的主導(dǎo)力量，機(jī)電安裝工程中 BIM 技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其主要采用的是數(shù)字信息技術(shù)，屬于高級技術(shù)的一種，不僅有利于建筑機(jī)電工程施工更加嚴(yán)謹(jǐn)，而且提高了施工的質(zhì)量，降低了施工成本。在眾多建筑工程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠達(dá)到預(yù)期施工效果，為此應(yīng)用的頻率越來越高，對于建筑行業(yè)智能化發(fā)揮起到了很好的促進(jìn)作用。此次重點(diǎn)針對建筑機(jī)電安裝中 BIM 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期能夠在促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展方面貢獻(xiàn)微薄之力。

1建筑機(jī)電安裝工程中 BIM 技術(shù)應(yīng)用的重要性

1.1 有利于提高采購環(huán)節(jié)效率

不管是在施工之前，還是在機(jī)電安裝工程準(zhǔn)備階段，都需要工程師提前將準(zhǔn)備工作做到位，同時(shí)，還要確保設(shè)備能夠及時(shí)進(jìn)場。傳統(tǒng)人工預(yù)算無法準(zhǔn)確計(jì)算，當(dāng)進(jìn)行估算后依然會出現(xiàn)很多問題，進(jìn)而導(dǎo)致物資采購人員采購時(shí)往往要比預(yù)期的預(yù)算高出很多。將 BIM 技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電安裝工程物資采購環(huán)節(jié)，通過有效的整合可以直觀地看到物資數(shù)量、種類等，在經(jīng)過分析后做出合理的預(yù)算方案，不僅能夠使材料采購準(zhǔn)確性提高，而且減少了多采、少采問題的發(fā)生。

1.2有利于合理調(diào)節(jié)資金

針對早已經(jīng)安裝完成的部分建筑機(jī)電設(shè)備，主要以工作人員工作情況作為預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)，這樣極易使后續(xù)預(yù)算出現(xiàn)問題。而且員工難以確保每次預(yù)算的準(zhǔn)確性，多少都會存在偏差，進(jìn)而產(chǎn)生了不必要成本的支出，影響了整個(gè)建筑施工項(xiàng)目。將 BIM 技術(shù)運(yùn)用到工程中，施工人員能夠借助虛擬模型，形成不同層次的需求模塊，針對細(xì)節(jié)性問題進(jìn)行深入的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并且采取科學(xué)合理的方法解決，確保成本預(yù)算更加精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了資金的合理利用。

1.3 有利于構(gòu)建建筑機(jī)電安裝工程標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫

在建筑機(jī)電安裝工程實(shí)施過程中，應(yīng)用 BIM 技術(shù)，有利于機(jī)電安裝模型在較短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建，不僅速度快，而且效率高，確保機(jī)電安裝中涉及的所有構(gòu)件形成一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其中信息既全面，而且一目了然，提高了建模的工作效率。

2BIM技術(shù)在機(jī)電安裝中的應(yīng)用

2.1BIM 技術(shù)在前期策劃階段中的應(yīng)用

在規(guī)劃階段使用 BIM 把所有關(guān)鍵的總體規(guī)劃因素帶進(jìn)一個(gè)整合的三維模型環(huán)境中。把所有規(guī)劃信息在三維環(huán)境中進(jìn)行整合，通過工作空間和場地總規(guī)劃，確保設(shè)計(jì)方向符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)三維體量模型生成的工作量測算估算項(xiàng)目總概算和總工期，使設(shè)計(jì)方案和投資回報(bào)分析的財(cái)務(wù)工具集成，業(yè)主可實(shí)時(shí)了解設(shè)計(jì)方案變化對項(xiàng)目投資收益的影響; 通過 BIM 模型幫助業(yè)主檢查設(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)方案在滿足多專業(yè)協(xié)調(diào)、規(guī)劃、消防、安全以及日照、節(jié)能、建造成本等各方面要求上的表現(xiàn)，保證提供正確和準(zhǔn)確的招標(biāo)文件。

2.2 BIM 技術(shù)在 5D 施工集成管理中的應(yīng)用

BIM 在施工中能協(xié)助控制進(jìn)度和預(yù)算。在項(xiàng)目施工階段，模型可用于模擬施工流程，幫助檢測包括任何臨時(shí)性設(shè)備和已有的永久結(jié)構(gòu)之間的沖突，同時(shí)能夠在材料采購階段準(zhǔn)確地算量以減少不確定性。BIM 和施工計(jì)劃集成的 4D 模擬，時(shí)間—空間合成以后的碰撞檢查可以模擬和分析項(xiàng)目的施工進(jìn)度。在 BIM 模型中使用實(shí)際產(chǎn)品后進(jìn)行物理碰撞（ 硬碰撞） 和規(guī)則碰撞（ 軟碰撞） 檢查; BIM 和移動(dòng)技術(shù)、RFID 技術(shù)以及 GPS 技術(shù)集成的現(xiàn)場施工情況動(dòng)態(tài)跟蹤。通過把成本參數(shù)整合到模型里，BIM 模型能用來對項(xiàng)目成本進(jìn)行準(zhǔn)確度極高的估算。BIM、施工計(jì)劃和采購計(jì)劃集成的 5D 模擬能對施工工作狀態(tài)進(jìn)行高質(zhì)量的無縫監(jiān)控。一個(gè)完整的 BIM 竣工模型對業(yè)主和運(yùn)維人員來說是一份寶貴的資產(chǎn)。該模型應(yīng)該集成施工階段做出所有決定的完整文檔，包括設(shè)計(jì)更新和建材設(shè)備產(chǎn)品選型等。

2.3檢查管道碰撞

在機(jī)電安裝施工過程中，各部門及環(huán)節(jié)之間可能存在沖突，實(shí)際施工過程中可能相互干擾，應(yīng)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行管道碰撞檢查，能夠提前發(fā)現(xiàn)異常，科學(xué)預(yù)防施工中的矛盾與沖突，在碰撞檢查中以硬碰撞檢查為重點(diǎn)內(nèi)容。通過 BIM 技術(shù)可以進(jìn)行模擬碰撞檢查，提前處理可能存在的碰撞，并以模擬結(jié)果為依據(jù)，調(diào)整管線分布與間距，保證分布與間距分配的最優(yōu)化，從而確保機(jī)電安裝工程的規(guī)范高效進(jìn)行。

2.4 構(gòu)建預(yù)制加工中的模型參數(shù)應(yīng)用

在機(jī)電安裝工程的施工過程中，一旦相關(guān)組件尺寸出現(xiàn)問題將會影響機(jī)電設(shè)備安裝的適配性，如果機(jī)電設(shè)備的精細(xì)化程度較高，實(shí)際安裝過程中無法保證構(gòu)件的適宜性，機(jī)電安裝的后期結(jié)果也必然會受到影響，機(jī)電安裝的專業(yè)性不足，甚至?xí)嬖谝欢ò踩L(fēng)險(xiǎn)。在機(jī)電安裝工程中應(yīng)用 BIM 技術(shù)，詳細(xì)確認(rèn)信息數(shù)據(jù)，應(yīng)用 BIM 信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，對施工中構(gòu)件信息及相關(guān)尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確定位，保證數(shù)據(jù)指導(dǎo)的權(quán)威性，開展專業(yè)化、規(guī)范化的機(jī)電安裝施工，全面提升機(jī)電安裝工程質(zhì)量，并對施工成本加以科學(xué)化控制。

2.5統(tǒng)計(jì)施工材料

建筑信息模型的創(chuàng)建過程中，各個(gè)建筑單元都具備相匹配的參數(shù)。在建立三維虛擬模型后，需逐個(gè)估計(jì)每個(gè)系統(tǒng)情況，確定材料數(shù)量，保證預(yù)算的精確度與科學(xué)性，為施工管理提供支持。在設(shè)計(jì)過程中，可通過軟件設(shè)置篩選條件，促進(jìn)項(xiàng)目的規(guī)范化推進(jìn)。物資管理工作人員需全面把握工程進(jìn)度，應(yīng)用 BIM 技術(shù)建立模擬模型，對各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息加以準(zhǔn)確獲取，把握施工中材料使用情況，物資招標(biāo)活動(dòng)也得以順利開展，物資倉儲管理的時(shí)效性也得到保證，提升機(jī)電安裝工程的整體效果。

3建筑機(jī)電安裝工程中 BIM 技術(shù)的應(yīng)用案例

為了能夠更好地了解建筑機(jī)電安裝工程中 BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用情況，以某學(xué)校新樓區(qū)建設(shè)作為案例，其中不僅僅包括學(xué)生宿舍、食堂，而且還有教學(xué)樓、辦公樓等，占地面積為 150 萬 m2，此次研究以此案例為基礎(chǔ)，針對學(xué)校辦公樓機(jī)電安裝工程進(jìn)行了深層的研究。此樓建筑總面積為 26.3萬 m2，主要是由 18、19、20 號樓組合。整個(gè)樓中會涉及到8000 多臺機(jī)電設(shè)備的安裝，其中 110 萬 m 管線，2000 多個(gè)綜合支吊架，整體造價(jià)高達(dá) 1.3 億元。

3.1 ?主體預(yù)留階段所應(yīng)用的 BIM 技術(shù)

在對辦公樓機(jī)電進(jìn)行安裝前，要通過 BIM 技術(shù)預(yù)排橋架、電點(diǎn)位，對二者的距離進(jìn)行不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而更好地使相關(guān)規(guī)定以及要求得到滿足，保證整體建筑既美觀又合理。除此之外，還要提前針對管道預(yù)排時(shí)圖紙中可能存在的諸多問題指出，減少由于設(shè)計(jì)遺留問題而導(dǎo)致的后續(xù)施工進(jìn)度受到影響，一方面，確保施工有序開展;另一方面，優(yōu)化套管預(yù)留位置，進(jìn)而為現(xiàn)場施工中孔洞位置的精準(zhǔn)預(yù)留提供參考。與此同時(shí)，借助 BIM 技術(shù)構(gòu)建電井與管道模型的時(shí)候，通過先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化電井、管道井的布局，確保井內(nèi)孔洞位置在預(yù)留的時(shí)候能夠一次性完成，減少后續(xù)施工二次開孔發(fā)生概率，大幅度地將人力、物力等不必要的資源浪費(fèi)降低。以上施工過程中，最重要的環(huán)節(jié)便是詳細(xì)的設(shè)備信息錄入，保證施工過程中機(jī)電設(shè)備數(shù)量在記錄方面更加準(zhǔn)確。通過 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠借助相應(yīng)的模型隨時(shí)隨地查詢、管理、更新全部已經(jīng)錄入的信息或者數(shù)據(jù)，不僅能夠確保工程機(jī)電施工中所涉及的所有材料更加完整，而且準(zhǔn)確率較高。

3.2管道施工階段所應(yīng)用的 BIM 技術(shù)

由于此次研究的案例是針對學(xué)校建筑施工項(xiàng)目，較高的安全系數(shù)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以在管道施工前，要通過 BIM 技術(shù)將土建、裝修、消防、機(jī)電中的水、暖、電等工作做到位，確保其專業(yè)性的同時(shí)，對管道施工涉及的關(guān)鍵管線位置不斷優(yōu)化，例如，在經(jīng)過綜合考慮后，要求走廊吊頂高度要高于3000mm，但對走廊中的管線進(jìn)行綜合優(yōu)化后，支架高度最高才是 3000mm，所以施工企業(yè)中的機(jī)電工程專業(yè)人員要通過BIM 技術(shù)的運(yùn)用將實(shí)際數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，進(jìn)而明確走廊中是不是要安裝吊頂。在經(jīng)過多人多角度分析與考慮以后，最后，決定走廊設(shè)計(jì)為無吊頂。

結(jié)束語

總而言之，在建筑機(jī)電安裝工程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以為施工企業(yè)提供較大的便利性，提高工作效率。也正是由于 BIM 技術(shù)優(yōu)勢較為突出，所以在建筑施工中被廣泛地應(yīng)用，促進(jìn)了建筑機(jī)電安裝工程規(guī)范化、專業(yè)化、智能化發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)核心競爭力日益提高。

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