摘要：介紹了BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢及特點，闡述了BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的具體應(yīng)用情況，BIM技術(shù)對于提高機(jī)電安裝工程的施工質(zhì)量具有重要意義。
關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；機(jī)電安裝工程；BIM模型
1BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢
BIM是一種以三維數(shù)字設(shè)計和工程軟件作為基礎(chǔ)的常用可視化建筑信息模型，在機(jī)電安裝過程中可以用其搭建一個科學(xué)高效的施工建設(shè)工作平臺，是建筑機(jī)電安裝工程實現(xiàn)信息化管理和精細(xì)化管理的重要工具。隨著建筑功能分類的不斷細(xì)化以及建筑工程施工體系的不斷完善，由消防控制、樓宇自動控制等多個子系統(tǒng)組成的建筑機(jī)電系統(tǒng)日漸復(fù)雜，對機(jī)電安裝工程的設(shè)計與施工提出了更高的要求。受到現(xiàn)場施工環(huán)境、人為因素等影響，機(jī)電安裝施工過程中常出現(xiàn)設(shè)備管線碰撞、施工圖紙與現(xiàn)場實際情況不符等問題。BIM技術(shù)可以在一定程度上提高機(jī)電安裝工程的施工、設(shè)計與管理水平，從根源上解決絕大多數(shù)工程施工問題，真正意義上做到了對機(jī)電安裝工程從設(shè)計到竣工的全面優(yōu)化。BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢包括：（1）提高設(shè)計水平。設(shè)計人員利用BIM和構(gòu)建三維可視化機(jī)電模型，可全方位展示工程信息，消除人為因素對工程設(shè)計質(zhì)量造成的影響。例如，運用BIM技術(shù)開展規(guī)劃方案模擬、協(xié)同設(shè)計、性能分析、設(shè)計成果審核等工作。（2）提高施工水平。運用BIM開展施工模擬試驗，提前發(fā)現(xiàn)并更正所存在的工程設(shè)計、技術(shù)等方面問題，防止出現(xiàn)各類施工問題，減小返工概率。（3）規(guī)范工程管理。BIM可以在無人工干預(yù)的情況下，自動完成各項基礎(chǔ)性管理工作，如施工信息采集、工程成本預(yù)算審核等，為后續(xù)工程管理工作的開展打下堅實基礎(chǔ)，提供信息支持。同時，BIM還可以開展工程跟蹤管理工作，如跟蹤檢測施工材料的使用情況等。（4）規(guī)范物資采購標(biāo)準(zhǔn)。BIM可以在所構(gòu)的建模型中明確展示不同類型材料以及設(shè)備的種類、數(shù)量、性能等參數(shù)，以提供標(biāo)準(zhǔn)化的物資采購依據(jù)。項目不同階段的BIM應(yīng)用要點如圖1所示。
2BIM技術(shù)特點
為了充分發(fā)揮BIM技術(shù)的作用，保證技術(shù)體系與工程體系之間的高度匹配，施工單位必須全面掌握BIM技術(shù)特點，明確技術(shù)應(yīng)用方向。根據(jù)目前BIM技術(shù)的實際運用情況來看，BIM技術(shù)特點主要包括：（1）可視化。用戶可以在已知工程信息、設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，構(gòu)建三維可視化建筑信息模型，直觀展示建筑情況，如空間構(gòu)造、各類設(shè)備管線安裝位置等，確保設(shè)計人員可以直觀了解整體建筑設(shè)計效果。（2）一致性。工程設(shè)計方、施工方、建設(shè)方可以同時觀察所構(gòu)建的三維可視化模型，獲取相關(guān)工程信息，相互之間通過BIM平臺實時溝通交流意見，編輯修正數(shù)據(jù)，有效解決了傳統(tǒng)施工模式中存在的信息不暢、協(xié)調(diào)困難等問題。同時，為多專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計、施工活動的開展提供基礎(chǔ)條件。（3）模擬性。BIM軟件具有模擬試驗功能，可以根據(jù)導(dǎo)入的設(shè)計方案來模擬工程施工過程，顯示可能會存在的施工問題。（4）優(yōu)化性。從本質(zhì)上來講，機(jī)電安裝工程是一個不斷優(yōu)化的過程，需要持續(xù)解決各項設(shè)計、施工問題。BIM技術(shù)可以向工作人員展示工程實際信息，消除時間、復(fù)雜信息對工程優(yōu)化造成的制約，幫助工作人員掌握更全面的信息數(shù)據(jù)。同時，BIM技術(shù)還具有項目自動優(yōu)化功能，節(jié)省了項目優(yōu)化時間，簡化了優(yōu)化過程，提高了項目經(jīng)濟(jì)效益。
3BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的具體運用
3.1構(gòu)建機(jī)電專業(yè)BIM模型
在機(jī)電安裝工程的施工準(zhǔn)備階段，技術(shù)人員要對相關(guān)工程信息進(jìn)行采集和整理，在其基礎(chǔ)上構(gòu)建可視化三維信息模型，為后續(xù)項目設(shè)計、施工及管理活動的開展提供信息支持。設(shè)計人員在構(gòu)建BIM模型時，要根據(jù)工程所處階段來構(gòu)建特定類型的三維模型。例如，在初步設(shè)計階段，需要構(gòu)建建筑機(jī)電系統(tǒng)的細(xì)部模型、近似設(shè)備模型，持續(xù)向模型中導(dǎo)入相關(guān)構(gòu)建信息，如設(shè)備安裝位置、數(shù)量、材質(zhì)屬性等。在施工圖設(shè)計階段，則構(gòu)建詳細(xì)的施工模型，繪制各專業(yè)施工圖，便于后續(xù)工程量計算、造價預(yù)算、系統(tǒng)仿真分析等工作的開展。同時，要求設(shè)計人員掌握各類三維模型的建模要點。在構(gòu)建暖通模型時，工作人員可選擇使用Revit軟件進(jìn)行操作，創(chuàng)建二維施工圖紙，將圖紙與土建參照模型導(dǎo)入Revit軟件，使用鏈接功能定位源點，確保各項鏈接導(dǎo)入文件的一致性。在開展管線碰撞調(diào)節(jié)工作時，需更換特定類型的三通、彎頭構(gòu)件，對部分構(gòu)件參數(shù)加以修正，在必要情況下改變管線連接方式。在構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)模型時，應(yīng)以建筑結(jié)構(gòu)圖紙為主要參照，向Revit軟件中導(dǎo)入建筑土建模型與CAD文件鏈接。隨后，將CAD二維圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型，在模型中做好各項精確標(biāo)注，如樓板、墻體等構(gòu)件的相對位置與規(guī)格尺寸。某層暖通水管的BIM模型如圖2所示。
3.2開展機(jī)電深化設(shè)計
在機(jī)電安裝工程初步設(shè)計階段，受到人為因素影響，設(shè)計方案中往往存在諸多問題，設(shè)計效果與工程建設(shè)要求存在一定差距。因此，可運用BIM技術(shù)開展機(jī)電深化設(shè)計工作，具體運用包括管線碰撞檢測、管線綜合布置。其中，在開展管線碰撞檢測時，設(shè)計人員可選擇使用Revit軟件的碰撞檢查功能，鎖定各處管線設(shè)備的碰撞點位，自動生成檢測報告，并直接在三維信息模型中對光纖設(shè)備位置進(jìn)行移動。但是，碰撞檢測所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)運算量較大，且檢查方式較為單一，無法開展跨專業(yè)碰撞檢測。因此，在必要情況下，應(yīng)配合使用Navisworks軟件，在該軟件中導(dǎo)入所構(gòu)建的各專業(yè)模型，如電氣模型、暖通模型、管道模型等。隨后，使用該軟件開展跨專業(yè)碰撞檢測試驗，并將檢測結(jié)果導(dǎo)入Revit軟件，對碰撞點位進(jìn)行修正處理。在管線綜合布置環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)設(shè)計方式是設(shè)計人員對CAD圖紙進(jìn)行疊加處理，以此反映設(shè)備管線分布情況。但是，在圖紙疊加數(shù)量過多時，極易出現(xiàn)圖形混亂、管線設(shè)備具體位置模糊等問題，也無法直觀、清晰顯示不同設(shè)備管線的關(guān)系。BIM技術(shù)可以將二維平面圖紙轉(zhuǎn)換為三維立體施工圖紙，清晰、直觀地顯示不同設(shè)備管線的相對位置。同時，在設(shè)計人員對部分機(jī)電設(shè)備、管線安裝位置與方向進(jìn)行調(diào)整時，BIM軟件將自動對相對應(yīng)的預(yù)留孔洞位置尺寸進(jìn)行修正。
3.3施工過程模擬
在機(jī)電安裝工程施工階段，可運用BIM技術(shù)開展施工模擬試驗，根據(jù)設(shè)計方案模擬工程施工過程，虛擬建造建筑物。施工模擬試驗操作如下：向BIM軟件中導(dǎo)入設(shè)計圖紙，使用軟件自帶的Timeliner功能，向軟件中依次導(dǎo)入施工組織計劃、各類管線與機(jī)電設(shè)備的文件鏈接。BIM軟件即可以三維動畫形式來顯示機(jī)電安裝工程的模擬施工過程，包括可能出現(xiàn)的施工問題、人工材料資源需求量、施工進(jìn)度等。施工過程中，可能會出現(xiàn)不可控因素導(dǎo)致的各類施工問題，例如，在長春明宇廣場項目中，施工人員對機(jī)電安裝順序不熟悉，導(dǎo)致施工順序倒置，先安裝下層管線，后安裝上層管線。對此，企業(yè)可以選擇使用Navisworks軟件事先進(jìn)行區(qū)域施工模擬，根據(jù)施工計劃劃定工期節(jié)點，使用BIM軟件模擬機(jī)電安裝過程，生成可視化文件，對視頻文件進(jìn)行渲染處理，協(xié)同開展技術(shù)交底工作。機(jī)電安裝工程的施工模擬效果如圖3所示。
3.4三維可視化技術(shù)交底
在傳統(tǒng)的機(jī)電安裝工程施工中，由于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、管線與機(jī)電設(shè)備種類繁多、施工流程煩瑣，在技術(shù)交底環(huán)節(jié)，部分施工人員無法正確了解施工意圖、明確各類管線與機(jī)電設(shè)備的安裝要點，這主要是由于施工人員通過二維CAD圖紙來了解施工情況具有局限性。而運用BIM技術(shù)可以根據(jù)構(gòu)建的可視化三維模型來開展技術(shù)交底工作，直觀、立體地呈現(xiàn)機(jī)電安裝工程的設(shè)計效果，幫助施工人員正確、全面地了解施工意圖，掌握各項操作要點，減少人為因素對機(jī)電安裝質(zhì)量造成的影響。
3.5工程量統(tǒng)計
工作人員僅需在BIM軟件中設(shè)置若干分區(qū)，導(dǎo)入材料、種類等工程信息，設(shè)定各項操作指令。隨后，軟件將基于程序運行準(zhǔn)則，自動開展分區(qū)、分類、分段統(tǒng)計工作，對各區(qū)段內(nèi)的機(jī)電設(shè)備與配套管線安裝工程量、材料用量進(jìn)行統(tǒng)計計算。而在傳統(tǒng)工程施工模式下，往往采取人工統(tǒng)計方式，不但需要企業(yè)投入大量人力資源用于重復(fù)性、基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)采集運算工作，而且受到人為因素影響，最終統(tǒng)計結(jié)果的準(zhǔn)確性難以得到保障，不利于工程造價管理、工期管理等工作的進(jìn)一步有效開展。
4結(jié)語
根據(jù)上述內(nèi)容可知，BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中有著顯著的應(yīng)用價值，用于深化設(shè)計、技術(shù)交底、施工過程模擬、工程量統(tǒng)計等諸多方面，可有效防止出現(xiàn)設(shè)計方案變更、返工等問題，提升機(jī)電安裝工程的施工效率與施工質(zhì)量，提高工程建設(shè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
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