童仙敏 顧文強(qiáng)

(浙江環(huán)宇建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312000)

0 引言

隨著工程建設(shè)行業(yè)信息化工業(yè)化的轉(zhuǎn)型升級不斷推進(jìn)，BIM技術(shù)越來越受到建設(shè)行業(yè)的關(guān)注，因?yàn)锽IM技術(shù)是工程建設(shè)行業(yè)未來不可或缺的一部分，是行業(yè)走向信息化智能化和工業(yè)化轉(zhuǎn)型的橋梁。目前國內(nèi)對BIM技術(shù)的應(yīng)用還處于起步階段[1]，對于BIM技術(shù)在實(shí)際工程項(xiàng)目中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)非常缺乏，能夠真正將BIM技術(shù)成功進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用的企業(yè)少之又少[2]。機(jī)電安裝工程是目前相對于其他BIM技術(shù)的應(yīng)用而言，在機(jī)電安裝上的應(yīng)用效果最為直接，也是目前應(yīng)用相對較多的一塊[3]。大型地下室由于空間大，整體性要求高，水電暖通等各種管線交叉，按照以往的施工方法，就算是經(jīng)驗(yàn)再豐富的技術(shù)員也無法避免大量的返工，而BIM技術(shù)的應(yīng)用能很好地解決這個問題，大大減少返工，加快施工進(jìn)度，優(yōu)化施工方案，降低工程成本。

1 工程概況

本次試點(diǎn)工程是非常適用BIM技術(shù)的EPC工程，工程為高層住宅小區(qū)，總建筑面積為20萬m2，地下室建筑面積為44 990 m2，地下汽車庫為地下1層，自行車庫部分為地下2層。建筑物設(shè)計(jì)使用年限為50年，耐火等級為一級，抗震設(shè)防烈度為6度，地下室防水等級Ⅰ級，采用框剪結(jié)構(gòu)。地下室總停車數(shù)量為907輛，為Ⅰ類停車庫，見圖1。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 建立模型并初步優(yōu)化

機(jī)電安裝工程是工程項(xiàng)目的重要組成部分，其工程質(zhì)量的好壞會直接影響項(xiàng)目的使用功能，所以如何能又快又好地完成機(jī)電安裝是現(xiàn)場技術(shù)人員最關(guān)心的問題。傳統(tǒng)的機(jī)電安裝施工方法，由于受建筑結(jié)構(gòu)的制約，安裝工程的空間位置相對有限，而其又包含了水、電、暖等不同的專業(yè)，各專業(yè)的管線錯綜復(fù)雜，彼此相互影響，在實(shí)際施工中常常出現(xiàn)大量的返工。返工不僅會導(dǎo)致人力以及材料資源等的浪費(fèi)，也會對工程的工期產(chǎn)生影響，同時，相對整體的管線布置而言，施工階段的大量返工修改會導(dǎo)致現(xiàn)場管線雜亂無章，嚴(yán)重影響項(xiàng)目的整體觀感。

BIM技術(shù)具有三維可視化、動態(tài)化的特點(diǎn)，為安裝工程的施工提供了大大的可預(yù)見性，通過BIM技術(shù)可以提前發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題，所以從開始建立模型起，我們就可以對管線的整體布局方案進(jìn)行初步優(yōu)化。

BIM技術(shù)可以有效地對安裝工程的整體方案進(jìn)行優(yōu)化，大大提高生產(chǎn)效率。在本項(xiàng)目地下室安裝工程施工前，首先按照圖紙對水、電、暖等各專業(yè)在三維模型中進(jìn)行建模工作，整個建模過程相當(dāng)于施工人員按照圖紙將各專業(yè)的管線在現(xiàn)場安裝了一遍，完成后模型的整體效果等同于現(xiàn)場安裝效果。通過BIM軟件對模型進(jìn)行三維動態(tài)觀察，各管線所處的空間位置，不同管線之間的交叉以及管線的整體走向布置等等都可以在模型中一目了然。對于在模型建立過程中以及后期三維動態(tài)觀察中發(fā)現(xiàn)的相對明顯不合理的布置，BIM人員對其進(jìn)行一一標(biāo)注，然后相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)地查驗(yàn)確認(rèn)，通過技術(shù)人員的討論，將相關(guān)碰撞點(diǎn)在模型中直接進(jìn)行優(yōu)化，同時結(jié)合模型對安裝工程的整體管線布局方案進(jìn)行整體優(yōu)化，最終使管線布局合理美觀，空間得到充分利用。部分碰撞點(diǎn)優(yōu)化如圖2，圖3所示。

2.2 碰撞檢查并多次深化

碰撞問題是機(jī)電安裝中最雜最難的問題，管線之間、管線與建筑結(jié)構(gòu)之間都會發(fā)生碰撞，是導(dǎo)致實(shí)際施工過程中出現(xiàn)大量返工的直接原因。本項(xiàng)目地下室整體面積大，各專業(yè)管線交叉排布多，通過對原方案的模型構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)了非常多的碰撞點(diǎn)，雖然在建模過程中對其中一些碰撞進(jìn)行了初步優(yōu)化，基本解決了各管線與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞，但由于工程管線數(shù)量龐大、碰撞打彎較多，水、電、暖等各專業(yè)管線堆疊處較多，管線的整體排布情況復(fù)雜，所以各管線之間還是存在很多相互碰撞的問題，在完成模型的初步優(yōu)化后，后期通過BIM軟件對模型進(jìn)行整體檢測，發(fā)現(xiàn)涉及管道與風(fēng)管、風(fēng)管與橋架以及管道與橋架之間的碰撞共815處。

碰撞檢查報(bào)告詳細(xì)列出所有碰撞點(diǎn)的位置及碰撞原因，并附帶碰撞點(diǎn)的截圖，方便技術(shù)人員快速找到對應(yīng)碰撞點(diǎn)，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求及實(shí)際項(xiàng)目需要進(jìn)行細(xì)部的深度優(yōu)化，以盡可能小的改變來實(shí)現(xiàn)管線的合理布置。由于部分碰撞點(diǎn)受空間限制較大，必須改變原有管線的布局走向才能解決，所以在解決碰撞點(diǎn)的過程中需要現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員一同參與討論，并針對碰撞情況對管線布置方案進(jìn)行多次深化，直到發(fā)現(xiàn)的碰撞點(diǎn)全部得到有效解決。

通過碰撞檢查進(jìn)而對方案進(jìn)行多次深度優(yōu)化是本次BIM技術(shù)應(yīng)用最重要的環(huán)節(jié)，它將原方案在施工中可能出現(xiàn)的碰撞返工在計(jì)算機(jī)模型中提前進(jìn)行了規(guī)避，大大降低了實(shí)際施工過程中發(fā)生返工的幾率，提高了施工效率，節(jié)約了資源。同時通過對管線綜合的整體走向布局進(jìn)行優(yōu)化，整個地下室的管線布置將會更加合理，更加美觀，使整個空間的利用率大大提高。本項(xiàng)目經(jīng)過BIM技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)電安裝工程方案進(jìn)行整體合理優(yōu)化后，地下室整體凈高比未深化時提高了150 mm，大大增加了地下室的空間利用率。

2.3 三維出圖指導(dǎo)施工

出圖指導(dǎo)施工是BIM技術(shù)應(yīng)用非常關(guān)鍵的一環(huán)，相較于傳統(tǒng)施工方法，BIM技術(shù)通過二維圖紙與三維模型相結(jié)合，使施工方案更加形象化。標(biāo)高、位置、空間排布等相關(guān)參數(shù)信息全面的平面圖，加上動態(tài)可視化的三維模型，復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)可以再配以剖面圖，多方位、多角度的進(jìn)行展示，傳統(tǒng)與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)方法有機(jī)結(jié)合，使施工人員對工程特點(diǎn)、技術(shù)質(zhì)量要求、施工方法與措施和安全等方面有一個全面詳細(xì)的了解，有效地提高了技術(shù)交底的質(zhì)量和效率，保證了施工質(zhì)量，同時為縮短工期創(chuàng)造了條件。

本項(xiàng)目通過BIM技術(shù)的方案深化以及三維可視化技術(shù)，大大節(jié)約了與相關(guān)各方協(xié)調(diào)聯(lián)絡(luò)的時間，相比傳統(tǒng)協(xié)調(diào)作業(yè)方式至少節(jié)約10%的協(xié)調(diào)時間。同時BIM技術(shù)高度的精確性讓我們可以在不同專業(yè)之間進(jìn)行交叉安裝施工，實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)之間施工的多樣性選擇，也可以采用平行施工，突破了傳統(tǒng)機(jī)電安裝施工各專業(yè)先風(fēng)管后管道的施工程序，實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)之間的平行施工。經(jīng)最后統(tǒng)計(jì)，BIM技術(shù)的應(yīng)用為本次地下室安裝工程施工縮短工期約15 d，整個地下室機(jī)電安裝工期因此提前了10%，如圖4所示。

3 總結(jié)

本項(xiàng)目主要分三步對地下室機(jī)電安裝工程進(jìn)行BIM技術(shù)的應(yīng)用，與傳統(tǒng)施工方式相比，BIM技術(shù)的應(yīng)用在各方面都取得了非常明顯的效果。

1)對地下室安裝工程進(jìn)行建模并初步優(yōu)化，基本解決了各專業(yè)管線與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞問題，并對地下室安裝工程整體走向進(jìn)行優(yōu)化，使各專業(yè)管線設(shè)置更加合理，整體布局更加美觀；

2)通過碰撞檢查，多次深化模型，提高了地下室空間的利用率，使地下室凈高增加了150 mm，同時累積解決各種碰撞問題800余處，大大減少了實(shí)際施工中返工的幾率，提高了施工效率，為項(xiàng)目節(jié)約成本約9萬元；

3)通過BIM軟件三維出圖指導(dǎo)施工，有效提高了各方溝通協(xié)調(diào)的效率，同時實(shí)現(xiàn)了不同專業(yè)之間施工的多樣性，在保證施工質(zhì)量的前提下，大大增加了施工效率，使地下室安裝工程工期提前了10%。

4 展望

本次試點(diǎn)項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用是我們在工程施工中的首次應(yīng)用，經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的努力以及公司的支持，我們?nèi)〉昧穗A段性的成果，通過對本次BIM技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我們也發(fā)現(xiàn)了更多可以繼續(xù)進(jìn)步的地方，計(jì)劃在本項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上繼續(xù)拓展BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工中的應(yīng)用方向，例如：結(jié)合土建BIM模型提前預(yù)留洞口、預(yù)制砌塊、預(yù)制支架以及提高機(jī)電安裝多樣化施工能力等方面進(jìn)行拓展。