彭程

（華建數(shù)創(chuàng)（上海）科技有限公司）

1 引言

BIM 技術(shù)作為機(jī)電工程施工管理的手段，對(duì)提高施工管理水平起著重要作用。當(dāng)前，許多機(jī)電施工企業(yè)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的管理理念，由“人管”轉(zhuǎn)向“機(jī)器管”，由“管人”轉(zhuǎn)向“管事”，管理流程也變得方便快捷。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電工程施工中，可使各部門(mén)和各級(jí)管理工作形成統(tǒng)一的管理體系，從機(jī)電管線的布置、機(jī)電設(shè)施的安裝到施工進(jìn)度的控制、施工質(zhì)量的監(jiān)督等各個(gè)施工階段都能得到有效管理，確保機(jī)電工程施工的順利進(jìn)行。

2 BIM 技術(shù)在機(jī)電施工管理中的必要性

BIM 是一種基于三維數(shù)字信息化的技術(shù)，它通過(guò)建立機(jī)電工程項(xiàng)目的三維可視化模型，對(duì)導(dǎo)入的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和參數(shù)化設(shè)計(jì)、可視化展示，便于機(jī)電工程項(xiàng)目的各參與方在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)中進(jìn)行溝通、交流，進(jìn)一步優(yōu)化建設(shè)方案。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的動(dòng)態(tài)管理，對(duì)機(jī)電設(shè)備管線建設(shè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警并更改相關(guān)參數(shù)，避免施工中的返工和拆除，有效控制了工程造價(jià)，保護(hù)了企業(yè)利益。

2.1 基于云平臺(tái)工作組的模型同步更新

機(jī)電工程項(xiàng)目的參與單位眾多，主要包括設(shè)備單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、咨詢單位、業(yè)主方等。為了各參與方的協(xié)同作業(yè)，保證多用戶在機(jī)電項(xiàng)目中的統(tǒng)一性，可應(yīng)用分布式云平臺(tái)技術(shù)。依據(jù)此項(xiàng)技術(shù)，成立工程項(xiàng)目云平臺(tái)工作組，工作組負(fù)責(zé)在項(xiàng)目各參與方更改方案后，及時(shí)更新整個(gè)工程項(xiàng)目的BIM數(shù)據(jù)模型，確保項(xiàng)目的各參與方始終得到相同的數(shù)據(jù)模型，有效避免由于模型更新不及時(shí)、圖紙更改造成的各種誤差，并嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)返工率。

2.2 基于協(xié)同平臺(tái)的參數(shù)化設(shè)計(jì)

建筑項(xiàng)目的機(jī)電施工具有體量大、信息量大、涉及面廣等特點(diǎn)。在利用BIM技術(shù)搭建的三維信息模型中，可以清晰明確地看到管網(wǎng)的精確位置和線管、網(wǎng)線、管網(wǎng)及有關(guān)管井的參數(shù)信息。當(dāng)更換或移動(dòng)這些設(shè)備時(shí)，可在BIM模型中進(jìn)行同步更新，更新記錄也會(huì)被記錄下來(lái)，以保證數(shù)據(jù)信息的完整性、準(zhǔn)確性，方便后期維護(hù)。

2.3 基于施工模擬的碰撞檢測(cè)

運(yùn)用BIM 搭建機(jī)電設(shè)備管道的三維數(shù)字信息模型，按照管道的尺寸大小，在模型中進(jìn)行施工進(jìn)度模擬和機(jī)電設(shè)備的碰撞檢測(cè)。通過(guò)施工模擬，可發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工各階段的工程沖突，需要建設(shè)單位經(jīng)過(guò)基于模型的溝通和協(xié)調(diào)后，進(jìn)行調(diào)整，減少返工，提高機(jī)電施工效率。

2.4 基于BIM技術(shù)的物資設(shè)備管理

機(jī)電項(xiàng)目會(huì)涉及眾多物資設(shè)備的管理工作，管理人員根據(jù)項(xiàng)目施工進(jìn)度需要，按照不同的施工階段，利用BIM 三維數(shù)據(jù)模型，可快速計(jì)算出項(xiàng)目實(shí)際的工程量，在保證物料管理實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的同時(shí)，也能為物料采購(gòu)計(jì)劃的編制提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)支持，并根據(jù)限額領(lǐng)料制度，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物料進(jìn)行管理。

3 BIM 技術(shù)在機(jī)電施工管理中的具體應(yīng)用

3.1 深化設(shè)計(jì)

機(jī)電施工深化設(shè)計(jì)涉及暖通空調(diào)專(zhuān)業(yè)、給排水專(zhuān)業(yè)、消防專(zhuān)業(yè)、強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)、弱電專(zhuān)業(yè)等。在傳統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)中，因?yàn)槿狈χ庇^呈現(xiàn)，大多數(shù)碰撞需要依靠設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，在實(shí)際施工中會(huì)產(chǎn)生大量誤差，造成返工、拖延工期等現(xiàn)象。隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的應(yīng)用，在深化設(shè)計(jì)中，可利用BIM 三維信息模型進(jìn)行更深層次的管道優(yōu)化，大幅提升后期施工質(zhì)量，減少變更與修改，從而達(dá)到降低成本的效果。

BIM 深化設(shè)計(jì)已經(jīng)是BIM 技術(shù)應(yīng)用的一大優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)后，施工方案能夠反映深化設(shè)計(jì)的特殊需求，包括進(jìn)行深化設(shè)計(jì)復(fù)核、末端定位與預(yù)留，加強(qiáng)設(shè)計(jì)對(duì)施工的控制和指導(dǎo)；能夠?qū)κ┕すに?、進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)、施工重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行模擬；能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的把控；能夠由BIM 模型自動(dòng)計(jì)算工程量；可實(shí)現(xiàn)深化設(shè)計(jì)各個(gè)層次的全程可視化交流；形成竣工模型，集成建筑設(shè)施、設(shè)備信息，為后期運(yùn)營(yíng)提供服務(wù)[1]。

1）碰撞檢查

通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，搭建機(jī)電設(shè)備管線模型，在三維數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行設(shè)備管線的碰撞檢測(cè)，按照模型預(yù)警形成的檢測(cè)報(bào)告，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。將機(jī)電管線設(shè)備與建筑的梁、柱、墻進(jìn)行沖突監(jiān)測(cè)，確保各專(zhuān)業(yè)管道間無(wú)碰撞，通過(guò)優(yōu)化路由等措施，使機(jī)電管線設(shè)備的布置更科學(xué)、更合理?；贐IM 技術(shù)的機(jī)電管線設(shè)備綜合排布精度更高，降低了施工難度，便于施工指導(dǎo)。

2）協(xié)同工作

基于BIM三維數(shù)據(jù)模型，項(xiàng)目各參與方優(yōu)化各自專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)方案，BIM平臺(tái)再將新的設(shè)計(jì)信息更新到BIM模型中，進(jìn)行協(xié)同驗(yàn)證，從而使各參與方、各專(zhuān)業(yè)的信息數(shù)據(jù)在BIM 的統(tǒng)一平臺(tái)上進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，信息數(shù)據(jù)完全共享使施工各環(huán)節(jié)溝通更加流暢。

3）施工指導(dǎo)

一般情況下，機(jī)房等區(qū)域管線較密集，可以利用BIM搭建機(jī)電項(xiàng)目的三維數(shù)據(jù)模型，并結(jié)合安裝的平面圖、剖面圖，使工人能準(zhǔn)確、形象地了解建筑空間結(jié)構(gòu)，讓安裝的管線一目了然，工人可輕松施工，如遇到碰撞問(wèn)題，BIM 模型可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，反饋到參數(shù)化三維模型中，與各專(zhuān)業(yè)工程師基于模型對(duì)話，找出合理的解決辦法。

4）現(xiàn)場(chǎng)施工協(xié)調(diào)

在機(jī)電項(xiàng)目施工中，專(zhuān)業(yè)分工越來(lái)越明確，管理人員在施工現(xiàn)場(chǎng)需要協(xié)調(diào)眾多施工單位，依據(jù)BIM 標(biāo)準(zhǔn)模型，各單位的圖紙精確度高，出現(xiàn)沖突問(wèn)題，可以基于模型進(jìn)行參數(shù)化比對(duì)，協(xié)調(diào)溝通簡(jiǎn)單易得，減少了分工、扯皮和交錯(cuò)施工的難題。

3.2 工程量統(tǒng)計(jì)

基于BIM 三維數(shù)據(jù)模型，利用BIM軟件進(jìn)行工程量核算，并編制工程量清單。當(dāng)BIM模型應(yīng)用于工程量統(tǒng)計(jì)時(shí)，為了保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須對(duì)已有的BIM 模型進(jìn)行建模。BIM 軟件產(chǎn)生的庫(kù)存，具有較高的準(zhǔn)確性，可用于成本核算，也可用于物料采購(gòu)。

3.3 可視化交底

利用BIM技術(shù)的三維可視化功能，在施工時(shí)，依照三維圖紙進(jìn)行技術(shù)交底，三維圖紙與二維圖紙相互轉(zhuǎn)化，使工程設(shè)計(jì)更清晰、準(zhǔn)確。依據(jù)BIM 模型的可出圖性，導(dǎo)出各項(xiàng)圖紙，可進(jìn)行下料、安裝，以及機(jī)電管線的安裝復(fù)審，確保機(jī)電管線施工的準(zhǔn)確性。VR 技術(shù)與BIM 技術(shù)的結(jié)合，使3D技術(shù)與施工管理相融合，三維圖紙更直觀，更容易理解[2]。

3.4 助力裝配式施工

工廠化預(yù)制生產(chǎn)要按照設(shè)計(jì)圖中機(jī)電構(gòu)件的尺寸進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)。工廠化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面。

1）規(guī)?；a(chǎn)

BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)機(jī)電元件的參數(shù)化、可視化設(shè)計(jì)，并能自動(dòng)生成相關(guān)的二維圖紙，工廠可利用預(yù)制加工圖，使用專(zhuān)用的生產(chǎn)線加工零件，完成零件的批量生產(chǎn)，此法加工精度高、尺寸準(zhǔn)確，縮短了生產(chǎn)工期，降低了物料消耗。

2）預(yù)算準(zhǔn)確，節(jié)省材料

手工識(shí)別預(yù)制構(gòu)件不僅易出錯(cuò)，而且表達(dá)信息也有限，而B(niǎo)IM技術(shù)生成的構(gòu)件圖，在尺寸等細(xì)節(jié)上精確對(duì)應(yīng)實(shí)際施工內(nèi)容，從而準(zhǔn)確確定材料用量，極大提高了構(gòu)件生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，避免了材料的浪費(fèi)，同時(shí)還可直接降低成本。工廠預(yù)制不受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，也不受其他施工進(jìn)度的影響，可根據(jù)材料、加工尺寸等情況自行制作[3]。

3.5 施工模擬

結(jié)合BIM 三維技術(shù)，進(jìn)行施工模擬、漫游展示，將施工工序動(dòng)畫(huà)化，使施工過(guò)程更加清晰、直觀。運(yùn)用工程仿真技術(shù)，編制輔助施工方案，使施工管理工作更具條理性和簡(jiǎn)潔性。BIM模型、施工方案及現(xiàn)場(chǎng)施工相結(jié)合，在施工過(guò)程中還可根據(jù)BIM 模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、修改，以保證施工精度，減少拆改、返工[4]。

3.6 機(jī)械安裝

現(xiàn)場(chǎng)安裝的機(jī)械設(shè)備減少了現(xiàn)場(chǎng)工作人員。原材料、半成品、成品在作業(yè)區(qū)域內(nèi)運(yùn)輸采用機(jī)械化，從而提高了功效，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，半成品、成品的提升與安裝，可采用叉車(chē)加液壓提升車(chē)，改變了傳統(tǒng)上搭載手、腳手架、吊機(jī)的作業(yè)方式，減少了安全隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)電施工項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以提高管理的精細(xì)化水平、嚴(yán)格把控施工進(jìn)度，還能提高項(xiàng)目的施工質(zhì)量。BIM 技術(shù)作為當(dāng)前在工程建設(shè)行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的信息化技術(shù)之一，在不斷進(jìn)行自身技術(shù)升級(jí)迭代的同時(shí)，還應(yīng)多與其他數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，共同助力工程施工項(xiàng)目的管理，尤其是最為復(fù)雜的機(jī)電安裝，積極應(yīng)用新科技、新技術(shù)、新方法，減少拆改、返工，減少資源浪費(fèi)，減少安全問(wèn)題。