BIM技術在機電安裝工程中的應用探析

BIM技術在機電安裝工程中的應用探析

Summary：目前，在大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)中，通常會用到三維仿真技術，即建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）技術。就BIM技術而言，國外的應用較為成熟，我國起步較晚，各級政府都十分重視該項技術。BIM模型對管道、線槽、橋架、風管進行立體部署與綜合布置，通過新建族文件以滿足深化設計加工詳圖貼近施工現(xiàn)場，待加工成品后進行現(xiàn)場組裝和安裝到位，從預制加工到現(xiàn)場安裝各個工序環(huán)節(jié)做到很好的銜接，安裝精度和裝配順序得到充分的保證，組裝后的管線系統(tǒng)達到設計效果。文章探討了機電安裝單位的BIM組織架構，機電安裝BIM項目人員組織管理與參建各方組織協(xié)調(diào)要點，為機電安裝項目BIM管理提供經(jīng)驗參考。Keys：BIM技術；機電安裝；施工；管理；應用1導言建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）技術具有較強的建模功能，將其應用于建筑機電施工中，能夠最大程度進行模型上的碰撞檢查，從而優(yōu)化整個工程的機電管線，滿足設計需求，還能在一定程度上推動工程的順利開展。2

BIM技術應用特點基于地下車站現(xiàn)場測設尺寸進行BIM系統(tǒng)的建模，充分考慮現(xiàn)澆混凝土實體構件尺寸、墻體砌筑尺寸以及轉角弧度等，按實際尺寸分析結構凈高、設備房開間與進深尺寸，依據(jù)BIM模型中管線異形件及管線附件的實際尺寸進行工廠化預制，既提高了綜合管線的施工精度，又壓縮了交叉施工時的管線拼裝時間?；贐IM機電管線裝配式智慧施工技術，有效解決了風管與二次砌體施工順序的制約問題，有效解決了因風管吊裝不到位制約下層強弱電橋架的施工，有效緩解了因強弱電橋架未貫通制約水管安裝等問題。同時，預制化加工管線時根據(jù)BIM系統(tǒng)智慧化測設進行系統(tǒng)化編號，按照主干段與分支段、緊前段與緊后段進行管線區(qū)分編號，施工時按照不同系統(tǒng)、不同區(qū)域緊前與緊后工作進行科學施工。測試施工過程中，一是優(yōu)先進行異形件連接區(qū)域的施工，二是通過與風閥連接的風管短節(jié)或標準段來控制預制管線的安裝誤差，三是在高差變化處通過支吊架二次測量控制安裝誤差。管線裝配式智慧化施工，解決了傳統(tǒng)施工中優(yōu)先進行標準管段施工造成的異形件安裝難、施工誤差大等現(xiàn)狀，能提高管線裝配施工的一次成型率和利用率。優(yōu)先進行異形件的施工，才能有效地降低管線沖突、尺寸不合適等異?，F(xiàn)象。以環(huán)控專業(yè)大系統(tǒng)碳鋼風管為例，其尺寸最大可達2000mm×2000mm×1240mm，重量約25.34kg，此風管四通延伸的邊緣至少需要1名工人進行安裝操作，因此對工人的作業(yè)空間具有一定的約束要求。3BIM技術在機電安裝工程中的應用3.1三維BIM技術交底項目利用BIM技術精心制作橋架安裝、消防噴淋管道安裝、防排煙及新風管道安裝等機電施工內(nèi)容的三維技術交底以及支吊架連接板、空調(diào)水管道細部節(jié)點三維圖，基于BIM的建筑信息全生命周期管理系統(tǒng)與AR增強現(xiàn)實相結合，拓展二維碼的運用維度，基于AI視覺AR技術，創(chuàng)新提出二維碼兼顧承載三維BIM模型信息應用形式，建立二維碼三維動態(tài)圖庫，并組織現(xiàn)場施工人員進行機電管線安裝專項交底，觀看交底視頻，組織工人學習使用八一安裝細部節(jié)點智慧圖集及下載使用云端智慧圖紙APP，保證交底內(nèi)容落實到位進行學習。交底培訓結束后對施工人員進行交底內(nèi)容及云端智慧圖紙APP掌握情況考核，切實保證工人熟練掌握交底內(nèi)容及使用云端智慧圖紙APP。3.2機電安裝單位內(nèi)部BIM實施人員要求及協(xié)作要求3.2.1編制BIM實施方案的人員要求項目需結合業(yè)主要求、各類BIM標準、各參建方的配合程度編制項目BIM實施方案，包含應用場景、進度要求、實施深度等。要求編制人員對項目BIM應用具有全面性和前瞻性，并且能在多方不同的利益角度和需求下找到BIM切入點和應用的平衡點。此項工作由BIM經(jīng)理、技術負責人進行編寫和落實，項目經(jīng)理監(jiān)督和審閱。3.2.2統(tǒng)籌管理專業(yè)分包BIM工作的協(xié)作要求在項目前期明確各方的責任、權利和義務，隨時保持協(xié)調(diào)討論，及時召開機電施工單位內(nèi)部協(xié)調(diào)會議，確保深化設計方案滿足各機電施工方的施工原則，直至完成各專業(yè)深化設計圖紙。此項工作涉及基于現(xiàn)場施工經(jīng)驗的大量溝通，以BIM工程師和專業(yè)工長為BIM工作組的形式進行推動，保證了深化工作的高質(zhì)高效。3.2.3與材料商協(xié)同的人員要求為了實現(xiàn)機電最為合理的優(yōu)化結果以及制造設備的BIM數(shù)據(jù)交互、材料信息追溯查詢等工作，由BIM工長明確設備、材料、圖紙等信息數(shù)據(jù)的提供節(jié)點。實施中由造價人員牽頭負責信息收集，BIM工長參與和提出需求，與材料商形成良好的配合模式。3.4管線預制化加工通風空調(diào)、給排水、動力照明、FAS、BAS、AFC、TX、SIG等專業(yè)建模前，需依據(jù)系統(tǒng)功能和設計圖完善疏漏的零部件、管線細節(jié)等，同時管線末端及系統(tǒng)設備應依據(jù)實際尺寸進行BIM放樣與模擬連接。管線附件按照實際尺寸進行建模，同時調(diào)整BIM軟件自帶連接方式，確保系統(tǒng)建模與施工現(xiàn)場一致，保證管線間距、尺寸、連接方式與進場設備一致，充分考慮空調(diào)機組風管送、回兩系統(tǒng)與靜壓箱的連接方式，提高后期預制化裝配率。BIM建模中的設備與系統(tǒng)組合時，應使管線與設備連接形式簡潔、美觀，支架安裝與組合高效、合理。3.5安裝質(zhì)量與安全管理施工質(zhì)量與安全管理方面長期存在難點主要體現(xiàn)在無法對動工期限較長、涉及范圍較大、工序較為繁雜的工程項目進行科學合理的管控。但是通過運用BIM技術，相關人員能夠快速高效地模擬施工流程，為工程的實際開展提供相應的信息數(shù)據(jù)。BIM技術能對施工工序進行優(yōu)化，并對關鍵流程進行系統(tǒng)監(jiān)管，為施工質(zhì)量與安全管理提供有效保障。3.6機電管線綜合排布在機電工程師將上述問題進行整合后，根據(jù)機電專業(yè)的審查分析報告、建筑的凈高要求以及管線優(yōu)化原則等，將管線布置中存在的一些碰撞問題進行優(yōu)化，然后再通過設置支吊架、預留孔洞等方式綜合布置管線。在此過程中，BIM工程師應根據(jù)機電管線優(yōu)化設計的原則與施工技術規(guī)范來進行。管線綜合排布原則如下：第一，優(yōu)先考慮大型電纜橋架與貼梁線槽，然后是重力排水管和消防水管等。第二，管線交叉時，需秉承大管先行小管后穿、有壓讓無壓以及冷水讓熱水的原則。第三，管線應遵循平行排布的原則，且在排布過程中不能出現(xiàn)彎折現(xiàn)象。若需要在特定空間中進行彎折，應盡量降低彎頭。第四，在管線布置過程中，水系統(tǒng)管線不能從電氣房中穿過。第五，管線排布過程中，為有效防止發(fā)生電磁場效應，強電橋不能進入弱電間中。第六，管線排布過程中，需充分考慮安裝工序，保證機電設備和管線間距能夠滿足安裝空間的合理性。第七，管線排布過程中，盡量避免在結構梁上開洞；若必須開洞，則應在跨中1/3的范圍內(nèi)，且洞口有效高度不宜小于梁高的1/3。3.7施工管理措施預制管線裝配式施工時應與施工計劃橫道圖相結合，協(xié)調(diào)各專業(yè)施工工序，及時調(diào)整各專業(yè)間制約因素。管線裝配施工時充分利用BIM模型的立體性、直觀性和協(xié)調(diào)性，厘清各專業(yè)錯綜復雜的相互關系，利于工程建設動態(tài)的進度控制。管線裝配式施工通過BIM模型實現(xiàn)施工現(xiàn)場與管線模型的綜合聯(lián)動，可體現(xiàn)機電安裝工程中影響工期的關鍵工作和關鍵路線，利于抓住主要矛盾，可有效反映出工作路徑具有的機動時間，以便進行更為合理的組織保障與管理指揮。3.8本技術的創(chuàng)新性BIM技術結合現(xiàn)場勘察與測量，既保證了圖紙的準確性、合理性、優(yōu)化性，又能及時發(fā)現(xiàn)圖紙中的管線碰撞、交叉、錯位等問題，實現(xiàn)綜合管線整體的合理性、包容性、美觀性。采用常規(guī)性的綜合管線施工方法，因無法有效地完成異性件、附件的準確放樣，宜造成施工現(xiàn)場的誤差和錯位等。施工現(xiàn)場引入BIM模型的應用，積極采用族文件細化連接方式，實現(xiàn)異形件的尺寸穩(wěn)定與準確放樣，確保預制件加工的準確性。BIM模型中高低差1000mm的橋架默認生成的是90°垂直連接件，如采用自建族文件設置連接方式，把90°連接件換成45°～60°緩坡進行放樣，就能有效保障預制件尺寸形狀與現(xiàn)場施工的一致性。傳統(tǒng)工藝的異形連接件生產(chǎn)周期為15～20d，引入BIM模型后可將生產(chǎn)周期縮短至5d。BIM模型中應對預制管線進行分段編碼、分機房編碼，能有效區(qū)分管線位置與用途，能有效區(qū)分材料領用與使用部署，能有效統(tǒng)計施工現(xiàn)場的材料使用狀況和作業(yè)進展。利用BIM模型進行機電管線的工廠化預制，不僅加快了機電管線的生產(chǎn)制造進度，又能減少施工現(xiàn)場的二次加工與切割量，更是利于施工現(xiàn)場的安全文明管理。結束語綜上所述，BIM技術已經(jīng)廣泛應用于建筑行業(yè)中，尤其是機電安裝施工管理，并且取得較好的成果。相比傳統(tǒng)的機電施工技術，BIM技術具有可視化、協(xié)調(diào)性佳的優(yōu)勢，在一定程度上為相關工作人員提供了便利條件。因此，公司層面嘗試采用集中在公司級解決基礎模型建立調(diào)整的工作，把應用層放到項目級人員，解決各項目初期缺乏有經(jīng)驗的專職BIM工程師的人員問題。做好BIM人員的組織和管理，提高機電安裝專業(yè)公司的綜合實力的同時，也為建筑安裝公司帶來新的契機，探索出新的發(fā)展方向。Reference[1]滿祥,鄭曉通,龐茂龍,唐文佳,于震霖,施志領,陳克,侯仰允.BIM技術在被動式建筑機電安裝工程中的