BIM的技術(shù)優(yōu)勢及在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用

BIM的技術(shù)優(yōu)勢及在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用【摘要】說到BIM技術(shù)，我們國家早在"十一五”規(guī)劃中就已經(jīng)預(yù)見到BIM會給未來建筑行業(yè)帶來變革。由于近些年網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，也給BIM技術(shù)的不斷運(yùn)用帶來發(fā)展契機(jī)。上到中央下到地方都已把BIM概念導(dǎo)入現(xiàn)實(shí)的工程中列為提高建筑生產(chǎn)力的首要工作。文中介紹了BIM技術(shù)的含義及優(yōu)勢所在，并對BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的運(yùn)用進(jìn)行論述。【關(guān)鍵詞】BIM；機(jī)電工程；安裝；技術(shù)水平；質(zhì)量【中圖分類號】TU758 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1002-8544（2017）08-0202-03引言BIM，建筑信息模型（BuildingInformationModeling）或者建筑信息管理（BuildingInformationManagement）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用不斷深化，信息技術(shù)借助其日益成熟。當(dāng)今世界信息技術(shù)已成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展、社會進(jìn)步的重要因素。也為BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。BIM技術(shù)將結(jié)合建筑工程的物理、功能特性，使得建筑工程由傳統(tǒng)的二維模式轉(zhuǎn)為三維模型模式。BIM技術(shù)還可對建筑模型中的特定信息進(jìn)行大范圍的查詢和分析，比如施工控制、成本管理近些年BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用也愈來愈為廣泛，在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用也不斷深入。比如電氣設(shè)計(jì)人員可通過BIM技術(shù)來分析能耗情況、暖通設(shè)計(jì)人員可通過BIM技術(shù)來平衡空調(diào)水系統(tǒng)等。并且BIM技術(shù)中的碰撞檢測功能可以優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性，而且優(yōu)化凈空優(yōu)化管線排布方案，提高施工質(zhì)量、降低工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)管理的精細(xì)化。1.BIM技術(shù)優(yōu)勢所在1.1技術(shù)優(yōu)勢（1） 全建筑信息建筑工程中所有的參與者都會使用到BIM技術(shù)的信息管理模型，比如業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位，甚至包括一些運(yùn)營單位和監(jiān)管部門也會使用，并在相應(yīng)的工程階段傳遞給該建筑信息模型各類工程數(shù)據(jù)或信息。由此可以看出，BIM模型中的信息量大且種類多，其特點(diǎn)更是實(shí)現(xiàn)了用戶按照權(quán)限范圍自由查詢建筑信息，并可修改完善有關(guān)信息，和其他專業(yè)人員共享。（2） 貫穿于建筑生命周期的全過程一般來說，一個(gè)建筑物的生命周期不僅包括規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造施工、后期物業(yè)維護(hù)，還需包括建筑物生命的結(jié)束，拆除、改建，時(shí)間跨度長。由BIM技術(shù)統(tǒng)一性的特點(diǎn)，工作人員可以隨時(shí)查看、修改其模型信息。由此可以看出，BIM技術(shù)不受限于建筑生命周期的某一部分，而是在任何周期都是可以運(yùn)用，并實(shí)現(xiàn)建筑工作的協(xié)同性和共享性。（3） BIM技術(shù)可有協(xié)同各部門間緊密工作這一點(diǎn)跟第二點(diǎn)中有所不同，BIM技術(shù)可有實(shí)現(xiàn)在建筑不同階段的所有人員，包括設(shè)計(jì)、監(jiān)管、運(yùn)營等部門間的協(xié)同緊密工作。也即是說，BIM技術(shù)可以為不同的建筑參與人員創(chuàng)建了一個(gè)協(xié)同工作的場所和平臺，有效提高了建筑效率和加強(qiáng)建筑質(zhì)量。（4） 增強(qiáng)建筑的可視度由于BIM技術(shù)是三維建模，以直觀的形象展現(xiàn)在眼前，通過計(jì)算機(jī)平臺運(yùn)行，建筑的可視化程度得到很大提升，能夠更好的解決建筑的空間設(shè)計(jì)問題。（5） 可以加強(qiáng)安裝設(shè)計(jì)的深度在安裝設(shè)計(jì)時(shí)，通過BIM技術(shù)可以對建筑內(nèi)部各個(gè)房間、通道甚至是角落進(jìn)行可視性細(xì)化，通過三維數(shù)據(jù)模型模擬出每一個(gè)環(huán)節(jié)的精確尺寸。還可以解決施工過程中出現(xiàn)的管網(wǎng)碰撞問題，這對工作效率的提升和工程質(zhì)量的提升都能起到一定作用。（6） 提高建筑工程安裝水平上點(diǎn)中也提到了，BIM技術(shù)優(yōu)勢可以保證安裝施工的質(zhì)量和水平。BIM技術(shù)的應(yīng)用既減少了潛在問題的發(fā)生，還對工程設(shè)計(jì)方案的調(diào)整優(yōu)化起到促進(jìn)作用。除此之外，BIM技術(shù)還可以對建筑安裝施工中人為所不能的操作進(jìn)行模擬，可以對建筑工程施工現(xiàn)場存在的安全隱患進(jìn)行事先發(fā)現(xiàn)并清除，以提高建筑工程安裝施工的安全性。1.2各參建方BIM技術(shù)應(yīng)用的分析（1） 業(yè)主方面BIM管理模型為客戶提供了建筑設(shè)計(jì)投資回報(bào)分析的功能，可及時(shí)了解設(shè)計(jì)變化對投資效益的影響，為客戶選擇最佳方案提供依據(jù)；協(xié)助客戶檢測設(shè)計(jì)方案是否符合成本、節(jié)能、光照等方面的需求，確保招標(biāo)文件的準(zhǔn)確性；向投資單位、政府部門等進(jìn)行直觀的模型展示，縮短決策時(shí)間，避免不必要的理解錯(cuò)誤問題等。（2） 規(guī)劃設(shè)計(jì)BIM管理除了提供給設(shè)計(jì)師空間、外觀等分析功能之外，還提供了能耗、成本分析等功能，保證初期設(shè)計(jì)的科學(xué)性；可通過對安裝綜合管線等分析來進(jìn)行碰撞檢查；實(shí)現(xiàn)了圖紙報(bào)告的實(shí)時(shí)更新；還實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)工作的協(xié)同化等。（3） 施工單位BIM管理模型實(shí)現(xiàn)了整個(gè)施工過程的可視化模擬管理，及時(shí)反饋和完善施工問題；實(shí)時(shí)反饋建材質(zhì)量、施工進(jìn)度、成本控制等信息，保證施工的正常進(jìn)行；實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場的動態(tài)跟蹤，有效提升施工效率和質(zhì)量等。（4） 運(yùn)營及后期維護(hù)關(guān)于建筑的后期運(yùn)營管理階段，BIM管理模型可實(shí)時(shí)反饋建筑物理或功能性能，比如酒店入住情況、商鋪出租情況等；快速查找出后期維護(hù)問題的起因，及時(shí)進(jìn)行修繕工作；還提供了后期建筑收入、費(fèi)用的財(cái)務(wù)分析功能，從而提高建筑運(yùn)營收益成本等。BIM技術(shù)機(jī)電安裝工程中的實(shí)施運(yùn)用2.1BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)機(jī)電安裝工程是一項(xiàng)綜合的、復(fù)雜的建筑項(xiàng)目，涉及到許多部門和專業(yè)，因此，相互之間的協(xié)同合作是必須的。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過程中，受二維圖紙空間表達(dá)的限制，各專業(yè)或部門的工作有顯著的先后關(guān)系。一旦某個(gè)專業(yè)或部門的二維圖紙發(fā)生變化，相關(guān)的專業(yè)或部門的圖紙也要隨之發(fā)生變化，整個(gè)工作流程既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。BIM管理的產(chǎn)生和發(fā)展，促使各部門圍繞統(tǒng)一的建筑模型展開工作。同時(shí)，BIM三維模型能直觀地展示建筑細(xì)節(jié)，任何階段的專業(yè)人員都可隨時(shí)隨地參與到設(shè)計(jì)規(guī)劃之中，不僅最大限度地利用資源和提高建筑設(shè)計(jì)效率，而且減少后期各專業(yè)間的矛盾和碰撞。除此之外，BIM建筑模型涵蓋了建筑工程的所有信息，若某專業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)生變化，相關(guān)的專業(yè)設(shè)計(jì)也會自動隨之變化，提高了設(shè)計(jì)效率。2.2BIM技術(shù)可以提前進(jìn)行機(jī)電綜合管線碰撞檢查機(jī)電安裝工程是建筑的生命系統(tǒng)，一般包括電氣工程、給排水工程、暖通工程、消防工程、弱電工程等，發(fā)揮著保持室內(nèi)的舒適環(huán)境、預(yù)防火災(zāi)、處理污水等功能。而所謂的機(jī)電綜合管線協(xié)調(diào)，是結(jié)合建筑整體結(jié)構(gòu)來合理布置專業(yè)管線，對建筑內(nèi)部設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和建筑空間利用有直接影響。一般而言，各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙往往由各自的設(shè)計(jì)師完成，相互之間缺乏一定的交流會導(dǎo)致管線協(xié)調(diào)工作難以進(jìn)行。傳統(tǒng)的管線協(xié)調(diào)工作往往是設(shè)計(jì)完成之后將各專業(yè)的設(shè)計(jì)重疊在一起，從而確定管線交叉位置，再根據(jù)優(yōu)先原則調(diào)整管線，這種方式對機(jī)電安裝工程的進(jìn)度有很大程度的影響。碰撞類型碰撞類型一般包括硬碰撞和間隙碰撞兩種。硬碰撞，即實(shí)體在空間上產(chǎn)生交集，具體如圖1上所示。這種碰撞在設(shè)計(jì)初期比較常見，尤其是各專業(yè)未達(dá)成共識的情形下。間隙碰撞是指兩個(gè)實(shí)體在空間上未產(chǎn)生交集，但兩者間距d大于公差T形成碰撞，圖1下所示的T<d則是未產(chǎn)生碰撞，屬于安全距離。圖1碰撞與間隙碰撞檢測碰撞檢測一般包含單專業(yè)和雙專業(yè)綜合碰撞檢測兩種。單專業(yè)綜合碰撞檢測比較容易，只針對單一專業(yè)直接分析就行，以Navisworks軟件舉例，具體如圖2所示，排水管和管道產(chǎn)生碰撞。圖3風(fēng)管與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞BIM管線協(xié)調(diào)方案對于機(jī)電安裝綜合管線的協(xié)調(diào)，首先借助BIM技術(shù)建立暖通、電氣、給排水等模型，再將各模型整合成一個(gè)統(tǒng)一的模型，最后利用分析工具來檢測管線碰撞并形成報(bào)告，但是因?yàn)檫@種碰撞檢測方式往往存在誤判的可能性，所以需要人為的檢查審核，并給出調(diào)整建議。和傳統(tǒng)管線碰撞檢測方式相比，基于BIM的管線協(xié)調(diào)方案加強(qiáng)了各專業(yè)之間的協(xié)同性，降低設(shè)計(jì)失誤的頻率，很大程度提升了建筑設(shè)計(jì)效率，但仍然需要大量的人工參與碰撞檢查審核工作。針對這一問題，需要相關(guān)專家學(xué)者進(jìn)一步細(xì)化建筑管線碰撞類型，擴(kuò)大碰撞判斷分析的標(biāo)準(zhǔn)范圍，并提升計(jì)算機(jī)碰撞檢測分析的智能性。2.3BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工組織模擬應(yīng)用優(yōu)勢相比利用較為傳統(tǒng)的二維或紙質(zhì)圖紙進(jìn)行施工項(xiàng)目管理，利用4D-BIM更具有如下優(yōu)勢：BIM使用單獨(dú)的數(shù)據(jù)源，保證了工程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與一致，有效解決了建筑施工各組織的信息協(xié)調(diào)問題；BIM可進(jìn)行模擬實(shí)際施工，確定最合理的施工方案，防范于未然等等。4D模擬基于BIM技術(shù)下的機(jī)電安裝工程項(xiàng)目的4D模擬主要包括4D施工進(jìn)度管理、4D施工資源管理、4D施工質(zhì)量安全管理、4D施工場地管理、4D施工可視化模擬、4D施工優(yōu)化分析等等幾個(gè)方面。通過BIM模型4D模擬，可有效控制機(jī)電安裝工程的進(jìn)度、可全面管理機(jī)電安裝工程的資源、可實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)電施工現(xiàn)場的安全、可直觀展示建筑架構(gòu)、可深入分析機(jī)電安裝工程的優(yōu)化問題等，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)電安裝的缺陷和不足，提高了機(jī)電安裝的施工效率和施工質(zhì)量。結(jié)語如今，談及BIM無論是業(yè)主、設(shè)計(jì)院還是施工單位，都能品說一二。這說明近些年來BIM技術(shù)的推廣速度著實(shí)不錯(cuò)，同時(shí)也說明在項(xiàng)目建造的過程中對BIM技術(shù)的認(rèn)可程度也不斷攀升。如同十幾年來電商的發(fā)展潮流一樣，B