BIM技術(shù)在產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目廠房機(jī)電安裝中的應(yīng)用研究

董娟 王麒麟

摘 要： 建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)能夠優(yōu)化工程流程，減少返工和浪費(fèi)，降低錯(cuò)誤率和成本，提升項(xiàng)目的整體性能。同時(shí)，BIM技術(shù)還促進(jìn)各方協(xié)同合作，提高溝通協(xié)調(diào)效率，減少信息丟失和誤解。介紹BIM技術(shù)在廠房機(jī)電安裝中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了BIM技術(shù)在產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目廠房機(jī)電安裝方面的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題，給出了揚(yáng)州新能源產(chǎn)業(yè)園東區(qū)建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用BIM的具體案例和實(shí)施建議。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù) 產(chǎn)業(yè)園建設(shè) 項(xiàng)目廠房 機(jī)電安裝

中圖分類號(hào)： TV73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）02-0105-03

Research on the Application of BIM Technology in the Electromechanical Installation of Factory Buildings in Industrial Park Construction Projects

DONG Juan1 WANG Qilin2

（ 1.Heilongjiang Institute of Construction Technology， Harbin， Heilongjiang Province， 150025 China； 2.No.3 Co. of The Second Navigational Engineering Bureau， CCCC， Zhenjiang， Jiangsu Province， 212004 China）

Abstract： Building Information Modeling （BIM） technology can optimize the engineering process， reduce rework and waste， lower the error rate and cost， and improve the overall performance of the project. At the same time， BIM technology also promotes collaboration among all parties， improves communication and coordination efficiency， and reduces information loss and misunderstanding. This paper introduces the current status of the application of BIM technology in plant electromechanical installation， analyzes the advantages and problems of BIM technology in plant electromechanical installation of industrial park construction projects， and gives specific cases and implementation suggestions for the application of BIM in the construction project of Yangzhou New Energy Industrial Park East.

Key Words： BIM technology； Industrial park construction； Project factory building； Electromechanical Installation

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是一種數(shù)字化的建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理方法。它通過(guò)集成各種建筑信息于一個(gè)共享的3D模型，使各方參與者在整個(gè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)更有效地協(xié)作和溝通。

1 BIM技術(shù)在廠房機(jī)電安裝中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著科技的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用逐漸普及，尤其在廠房機(jī)電安裝領(lǐng)域，其應(yīng)用日益廣泛。本文將從可視化協(xié)作、虛擬建模、數(shù)據(jù)集成和信息交換4個(gè)方面，詳細(xì)介紹BIM技術(shù)在廠房機(jī)電安裝中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1.1 可視化協(xié)作

BIM技術(shù)通過(guò)創(chuàng)建3D模型，使設(shè)計(jì)和施工人員可以直觀地察看和理解建筑物的結(jié)構(gòu)和機(jī)電系統(tǒng)。在可視化協(xié)作方面，BIM技術(shù)允許不同專業(yè)的團(tuán)隊(duì)成員在同一個(gè)模型上進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

1.2 虛擬建模

通過(guò)BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建廠房和機(jī)電系統(tǒng)的詳細(xì)模型。這些模型不僅包括幾何信息，還包括材料、設(shè)備性能等非幾何信息。在廠房機(jī)電安裝中，虛擬建?？梢詭椭O(shè)計(jì)師進(jìn)行更好的系統(tǒng)布局和優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，通過(guò)虛擬建模，設(shè)計(jì)師還可以預(yù)先進(jìn)行碰撞檢測(cè)，避免施工現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)沖突。

1.3 數(shù)據(jù)集成

在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理中，數(shù)據(jù)通常分散在各個(gè)部門和軟件工具中，缺乏有效的集成和管理。而B(niǎo)IM技術(shù)通過(guò)創(chuàng)建單一、集成的數(shù)據(jù)模型，使所有項(xiàng)目數(shù)據(jù)都可以在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行管理。在廠房機(jī)電安裝中，數(shù)據(jù)集成可以大大提高項(xiàng)目管理效率[1]。

1.4 信息交換

BIM技術(shù)通過(guò)提供共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)，促進(jìn)了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之間的信息交換。采用BIM技術(shù)后，設(shè)計(jì)變更、施工進(jìn)度、設(shè)備參數(shù)等信息都可以實(shí)時(shí)地在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中共享。這種實(shí)時(shí)信息交換大大提高了項(xiàng)目的協(xié)同效率，減少了信息傳遞的延誤和丟失。此外，BIM技術(shù)還支持與其他項(xiàng)目管理軟件的集成，進(jìn)一步提高了信息交換的便利性。

2 BIM技術(shù)在產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目廠房機(jī)電安裝方面的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題

2.1 優(yōu)勢(shì)

2.1.1 提高工作效率

BIM技術(shù)通過(guò)使用三維建模，可以模擬整個(gè)機(jī)電安裝過(guò)程，從設(shè)計(jì)到施工，再到運(yùn)行維護(hù)，所有階段都可以在模型中完成。使各專業(yè)團(tuán)隊(duì)可以并行工作，無(wú)需擔(dān)心傳統(tǒng)圖紙中的沖突和錯(cuò)誤，從而大大提高了工作效率。此外，BIM技術(shù)還支持對(duì)機(jī)電安裝過(guò)程的持續(xù)優(yōu)化，可以在模型中檢測(cè)和糾正問(wèn)題，避免浪費(fèi)和延誤。這種技術(shù)可以極大地提高工作效率，減少錯(cuò)誤和沖突，降低成本[2]。

2.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

BIM技術(shù)可以提供詳細(xì)的三維模型，包括機(jī)電設(shè)備、管道、電線等所有元素。使設(shè)計(jì)師更好地理解設(shè)計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題或瓶頸進(jìn)行優(yōu)化。此外，設(shè)計(jì)師還可以在模型中模擬不同的設(shè)計(jì)方案，比較它們的性能和效果，以選擇最佳的方案。通過(guò)使用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以更加直觀地理解和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

2.1.3 提高安全性

BIM技術(shù)可以模擬機(jī)電安裝過(guò)程，發(fā)現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。例如：設(shè)計(jì)師可以通過(guò)模型檢查管道的壓力、電線負(fù)荷等，確保它們符合安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，BIM技術(shù)還可以模擬緊急情況下的疏散和救援流程，確保建筑物在災(zāi)難面前的應(yīng)急能力。通過(guò)使用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以提前發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全問(wèn)題，從而確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

2.1.4 提高質(zhì)量

BIM技術(shù)的三維建模能力，使設(shè)計(jì)師可以更準(zhǔn)確地表達(dá)和檢查設(shè)計(jì)意圖。這有助于減少因誤解而引起的設(shè)計(jì)變更。通過(guò)使用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師和施工團(tuán)隊(duì)可以更加準(zhǔn)確地理解和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，從而提高工程質(zhì)量。

2.2 問(wèn)題

2.2.1 技術(shù)門檻較高

BIM技術(shù)的使用需要專業(yè)的知識(shí)和技能。設(shè)計(jì)師需要了解如何創(chuàng)建和操作三維模型，還需要理解如何使用BIM軟件進(jìn)行機(jī)電安裝過(guò)程的模擬。此外，施工團(tuán)隊(duì)也需要接受相關(guān)的培訓(xùn)，才能理解如何使用BIM模型進(jìn)行施工[3]。

2.2.2 數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確

雖然BIM技術(shù)可以提供詳細(xì)的三維模型，但這些模型的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性往往難以保證。一方面，由于建模軟件自身的限制，一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)可能無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)。另一方面，由于建模過(guò)程中的人為錯(cuò)誤或疏忽，也可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。這些都會(huì)影響到BIM模型的可信度和實(shí)用性。為了提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要加強(qiáng)建模過(guò)程中的質(zhì)量控制和監(jiān)督，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

2.2.3 缺乏標(biāo)準(zhǔn)化

雖然BIM技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，但目前還沒(méi)有形成統(tǒng)一的、全球通用的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，也需要加強(qiáng)對(duì)BIM標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的宣傳和教育，提高設(shè)計(jì)師和施工團(tuán)隊(duì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知和理解。只有建立了統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，才能促進(jìn)BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展[4]。

3 BIM技術(shù)在產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目的應(yīng)用案例

揚(yáng)州新能源產(chǎn)業(yè)園東區(qū)建設(shè)項(xiàng)目，位于揚(yáng)州市邗江區(qū)施橋鎮(zhèn)，項(xiàng)目總投資67.26億元，項(xiàng)目占地80 hm2。項(xiàng)目施工內(nèi)容主要為土建、鋼結(jié)構(gòu)安裝、機(jī)電安裝及室外配套等工程，具體包括電池車間、切片車間、動(dòng)力站、倉(cāng)庫(kù)、綜合樓、污水處理站等27個(gè)建筑單體及廠區(qū)道路、綠化、照明等室外配套工程。項(xiàng)目涉及土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電、室外配套等多個(gè)專業(yè)，機(jī)電專業(yè)體量大、種類多、專業(yè)性強(qiáng)。機(jī)電專業(yè)涉及供配電、給排水、消防暖通、工藝等管道及設(shè)備安裝。

3.1 設(shè)計(jì)階段

將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型融合為一個(gè)整體BIM模型，BIM碰撞檢查中找出各類碰撞點(diǎn)2.2萬(wàn)次；通過(guò)BIM機(jī)電綜合管線優(yōu)化技術(shù)，從根本上解決管線“打架”、各專業(yè)間配合問(wèn)題，提高施工效率，降低施工成本和返工風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)目各類管道有18萬(wàn)延米，依據(jù)BIM模型實(shí)現(xiàn)對(duì)管道進(jìn)行分節(jié)、編號(hào)和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)出構(gòu)件加工圖，用于構(gòu)件生產(chǎn)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)字化制造和安裝精準(zhǔn)定位。

3.2 施工階段

通過(guò)BIM可視化模型，在電腦中對(duì)施工方案模擬、優(yōu)化，消除現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程干擾或施工工藝沖突，找出最優(yōu)組織方案。通過(guò)工藝動(dòng)畫，明確施工工藝和施工順序，實(shí)現(xiàn)交底可視化。通過(guò)平臺(tái)進(jìn)度管理模塊，將BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相連接，形成施工進(jìn)度模擬4D模型，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、機(jī)、料等施工資源投入進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

4 BIM技術(shù)在產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用建議

4.1 提升技能

4.1.1 建立BIM技術(shù)培訓(xùn)體系

針對(duì)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員，尤其是設(shè)計(jì)和施工管理人員，開(kāi)展定期的BIM技術(shù)培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)涵蓋BIM基本概念、相關(guān)軟件操作、項(xiàng)目流程管理等，以確保團(tuán)隊(duì)成員具備基本的BIM技能。此外，還可以開(kāi)展定期的BIM技術(shù)研討會(huì)，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員分享經(jīng)驗(yàn)、交流心得，以快速提升團(tuán)隊(duì)整體的BIM技能水平。

4.1.2 促進(jìn)團(tuán)隊(duì)交流與合作

組織定期的BIM技術(shù)研討會(huì)，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員分享經(jīng)驗(yàn)、交流心得。通過(guò)這種方式，可以快速提升團(tuán)隊(duì)整體的BIM技能水平。同時(shí)，還可以搭建一個(gè)可供項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員共同編輯、共享數(shù)據(jù)的BIM協(xié)作平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享和團(tuán)隊(duì)協(xié)作[5]。

4.2 完善設(shè)計(jì)文檔

4.2.1 建立BIM協(xié)作平臺(tái)

利用云技術(shù)，搭建一個(gè)可供項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員共同編輯、共享數(shù)據(jù)的BIM協(xié)作平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)，各專業(yè)設(shè)計(jì)師可以實(shí)時(shí)更新和查看項(xiàng)目信息，提高設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，可以設(shè)定統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)，包括建模規(guī)則、文件命名、信息分類等，確保各專業(yè)設(shè)計(jì)師遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以避免后期出現(xiàn)數(shù)據(jù)不兼容或信息混亂的問(wèn)題。

4.2.2 設(shè)計(jì)文檔數(shù)字化

利用BIM技術(shù)，將傳統(tǒng)的紙質(zhì)設(shè)計(jì)文檔轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型。這種方式可以方便設(shè)計(jì)師在任何時(shí)間和地點(diǎn)訪問(wèn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，提高設(shè)計(jì)文檔的管理效率。同時(shí)，數(shù)字化管理可以方便進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)審與優(yōu)化，通過(guò)BIM協(xié)作平臺(tái)，組織多方參與設(shè)計(jì)評(píng)審。借助三維模型的直觀性，發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出優(yōu)化建議，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4.3 成本控制

4.3.1 建立成本數(shù)據(jù)庫(kù)

結(jié)合BIM技術(shù)，建立包含人工、材料、設(shè)備等成本信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行分析和比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本的精細(xì)化管理。精確估算成本：利用BIM模型，可以精確計(jì)算出各個(gè)階段的工程量，從而更加準(zhǔn)確地估算出項(xiàng)目的總體成本。這有助于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在早期階段識(shí)別潛在的成本風(fēng)險(xiǎn)，制定應(yīng)對(duì)措施。

4.3.2 優(yōu)化資源分配

通過(guò)BIM模型，可以對(duì)項(xiàng)目的資源使用情況進(jìn)行可視化分析。這有助于發(fā)現(xiàn)資源分配不合理之處，進(jìn)一步優(yōu)化資源使用，降低成本。同時(shí)，還可以進(jìn)行模擬施工與優(yōu)化：利用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬施工，分析潛在的施工問(wèn)題并制訂解決方案。這種方法可以在實(shí)際施工前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整從而降低施工階段的成本風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)數(shù)字化建模和信息化管理，BIM技術(shù)提高了設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的效率和質(zhì)量，優(yōu)化了工程流程，減少了返工和浪費(fèi)，降低了錯(cuò)誤率和成本，提升了項(xiàng)目的整體性能。同時(shí)，促進(jìn)了項(xiàng)目各方的協(xié)同合作，提高了溝通協(xié)調(diào)效率。然而，BIM技術(shù)的應(yīng)用仍存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要不斷探索和解決。

參考文獻(xiàn)

[1]張子明，范圍，張海濤，等.BIM技術(shù)在工業(yè)廠房機(jī)電安裝中的應(yīng)用研究[J].四川建材，2023，49（9）：224-226.

[2]邱少丹，張玉平，羅燦，等.BIM技術(shù)在大型工業(yè)廠房工藝管道安裝中的應(yīng)用[J].石材，2023（4）：108-110.

[3]姚全民.合肥京東方工程項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用改進(jìn)方案研究[D].石家莊：河北地質(zhì)大學(xué)，2019.

[4]蘇青.BIM技術(shù)在某總裝廠房機(jī)電安裝中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2019，50（7）：847-849.

[5]張立新.BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].建筑與裝飾，2023（1）：158-160.