BIM 技術在機場航站樓機電設備安裝與運維中的應用

李江

（重慶江北國際機場有限公司，重慶 401120）

0 引言

基于BIM 的機場機電設備安裝大數(shù)據(jù)可視化運維管理系統(tǒng)構建信息模型， 并采用機電設備安裝運營資源共享和一體化管理的方法對機場機電設備的安裝施工進行動態(tài)管理， 為機電設備的安裝、運行和監(jiān)督提供了有效的信息管理方法。

1 工程難點分析

A 機場T1 航站區(qū)改造工程共5 層，其中地上4 層，地下1 層。 工程建筑總相對高度24 m，總面積約127 300 m2。 改造后呈“L”形，分為A 樓、B 樓和城市交通行政服務中心， 南北和東西方位角分別為411 m 和335 m。 在施工過程中，除了將關鍵的BIM 技術應用于深度設計和施工項目管理之外，還延伸到機械設備的運維服務。 由于基建歷史悠久，該項目歷經多次改造，不僅施工工程和機電管道規(guī)格復雜，而且改造措施涉及拆除、新建和局部改造，保留部分原機電系統(tǒng)的項目。

項目機電系統(tǒng)包括：弱電安裝、給排水、出口控制、暖通空調設備、車位正確處理、信息標志、安全檢查信息、登機橋等系統(tǒng)。 每個技術專業(yè)都有各種類型的系統(tǒng)軟件，各種機電管線布局十分復雜。

2 BIM 技術應用方法

2.1 建模

機電數(shù)字模型必須根據(jù)施工設計圖制作。BIM 研究團隊應根據(jù)機電技術的差異， 將工作職責劃分為暖通設備、 電氣設備和給排水三部分，然后將基礎綜合技術專業(yè)的內容分配到不同技術專業(yè)的建筑立面，再利用Magi-CAD 進行產品造型設計工作。 為了保證技術和技術專業(yè)組合圖的一致性，在建模時，應保證項目文檔唯一性，確保二維裝配圖的縱橫比與建筑標高設置一致，對堆積在一起的管線進行分類調整。 此外，還可以結合室內空間綜合設計和方案設計的要求。

2.2 管線碰撞檢查

通過Navisworks 手機APP 中的碰撞檢測功能，根據(jù)項目的具體情況，使用相關的測試標準，對不同的技術專業(yè)和各個管道系統(tǒng)進行碰撞檢測。根據(jù)對廢水管道的詳細分析和技術專業(yè)管道的碰撞情況，發(fā)現(xiàn)1 260 次碰撞屬于可行碰撞，其他碰撞必須基于統(tǒng)計分析方法，對空隙和高層建筑有直接危害的138 個碰撞必須進行修改。

2.3 模型調整

間隙達不到標準，則必須保證電氣設備橋架的橡膠軟管在頂部，風管、水管放在底部；根據(jù)模型擬合，科學觀察，確保各個技術專業(yè)可以在同一建筑標高內。例如，在處理托運島的初始設計方案中，橋在頂部， 排煙系統(tǒng)管道和排煙系統(tǒng)管道在底部，提示凈空高度的距離為13.6 m。 對于這種情況，需要更改方案，確保值機島的總凈空高度足夠，重新布置和調整各個專業(yè)的管道，并應用管道的平行平面計劃和他們的橋梁，以避免重疊。 此外，簽到島的凈空高度為14.5 m， 才能保證行政服務中心的美觀和順暢。

3 施工階段BIM 應用

3.1 深化設計

按照BIM 模型對機房詳細設計， 在整個過程中， 兼顧機房內部空間和整體外觀， 進行安全檢查，完善機房布局，各種管線利用室內空間設計，可控規(guī)劃情景模擬。 模型推廣后進行建筑高度分析，將存在的問題可視化反饋用戶，讓用戶根據(jù)場地自然環(huán)境，制定最終實施方案。

3.2 施工組織模擬

為項目的重要環(huán)節(jié)和工況建立BIM 場地模型和規(guī)劃方案模擬模型， 賦予各個臨時場地應用連接功能，對臨時布置、起重機最小轉彎半徑、吊裝等規(guī)劃方案進行模擬，確保方案實施的可行性。

土建工程交接后，應就地進行地理環(huán)境測繪工程。 尤其是在改造方面，根據(jù)施工現(xiàn)場的詳細情況和對模型重要環(huán)節(jié)的分析， 有效掌握施工現(xiàn)場的情況。

4 基于BIM 技術的運維管理

在機電設備運維管理中， 借助BIM 強大的數(shù)字化管理功能， 使機電設備運維管理中的各種問題得到充分展示和解決， 為BIM 系統(tǒng)中的每一臺機電設備設置維護計劃。 BIM 可以一鍵按計劃將機電設備的維修通知消息推送給機電設備維修公司，也可以授權客戶單獨編寫并提交故障報告，系統(tǒng)還會自動通知機電設備維修公司進行維修。

4.1 運維平臺信息化系統(tǒng)架構

精英運維團隊將FM（物業(yè)管理系統(tǒng)）、BIM（建筑工程信息模型）和IBMS（智能控制系統(tǒng)樓宇控制綜合服務平臺）整合為綜合服務平臺，為用戶提供FM 全生命周期的運維服務。 綜合服務平臺的核心組件包括BA 信息集成、設備臺賬管理、日常安全巡查、針對性維護。 在BIM 模型對接的全過程中，為保證BIM 模型的輕量化運行， 需要剔除掉工程施工方案、施工技術等無效數(shù)據(jù)信息，從而減少網絡服務器交互的工作壓力。

4.2 產品編碼的唯一性

在機電安裝工程系統(tǒng)的運行中，從小型開關柜到大中型機械設備， 每一個預制構件都對機電安裝工程系統(tǒng)的日常運行有著極其重要的作用。 因此， 最新項目的精英團隊提前將系統(tǒng)結構的描述序列輸入到模型中，并根據(jù)對應的識別碼集成BIM 3D 模型，將水、電、風系統(tǒng)的描述序列數(shù)據(jù)可視化。根據(jù)不同列名的排列組合， 給每個預制構件一個專屬的ID 號。 緊急情況發(fā)生時，根據(jù)識別碼連接模型與數(shù)據(jù)信息信息的對應關系， 可快速準確定位常見問題設備，掌握相關設備信息及零部件，提高生產管理效率。

4.3 BIM 瀏覽器

運維平臺設置了4 種連接方式，以滿足每個字符在手機上的使用要求。 建設項目中模型搭建完成后，土建工作人員會立即錄入方案設計信息、安裝信息和制造商信息。 竣工階段再次檢查現(xiàn)場機電工程管線，并更換模型，確保與現(xiàn)場完全一致，為運維建立準確的信息檔案。物業(yè)系統(tǒng)可依托BIM關鍵技術進行智能化系統(tǒng)運維管理方式， 以信息化管理方式替代傳統(tǒng)的人力資源管理方式。

4.4 BIM 與BA 系統(tǒng)的集成

智能管理系統(tǒng)也保證了與IBMS 系統(tǒng)的聯(lián)動。當各種監(jiān)控系統(tǒng)軟件發(fā)現(xiàn)機電系統(tǒng)發(fā)生異常時，會自動生成工單并與FM 服務平臺和BIM 實體模型關聯(lián)，提醒物業(yè)管理人員進行維護。 同時，智能管理系統(tǒng)與預付費水表、電能表聯(lián)動，對新建項目能耗進行數(shù)據(jù)分析和整理。 依托該技術，機電系統(tǒng)軟件的異常報警率可降低50%左右。 同時，根據(jù)能耗管理計劃整理出的數(shù)據(jù)信息， 為建設項目綠色環(huán)保的建設和評價提供數(shù)據(jù)參考。

5 結語

針對機電設備安裝特點建立了BIM 實體模型，設計開發(fā)了基于BIM 的4D 施工智能監(jiān)控系統(tǒng)和運維管理服務平臺， 解決了一系列工業(yè)設備動態(tài)施工管理解決方案。在建設全過程中建立的BIM實體模型，可以共享充足的資源，實時查詢和監(jiān)督多維運維管理信息的內容， 適用于用于物業(yè)管理和機電管理解決方案。 在工作中，庫存管理、故障報告與保護、管理能力和效率得到有效提升，并在相關戰(zhàn)略決策中得到有效運用。