曾龍煒

(福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建永安 366000)

0 引言

建筑信息化的高速發(fā)展，顛覆了傳統(tǒng)建筑機(jī)電安裝工程管理模式。特別是在安裝工程的施工和設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分突出。通過三維可視化的方式，將傳統(tǒng)的二維模式，以三維的形式更直觀地呈現(xiàn)在技術(shù)和管理人員的面前，使之更好地對(duì)機(jī)電安裝工程中的各類管線、設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的把握。通過管線綜合排布，還能夠減少交叉碰撞的情況出現(xiàn)，對(duì)于縮短工期節(jié)約成本提高效率等方面，均有著積極的作用[1]。

1 BIM技術(shù)概念界定

1.1 BIM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)，是利用工程數(shù)字信息，對(duì)建筑進(jìn)行充分完善的描述。作為一種多維模型信息集成技術(shù)，其興起應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛。目前在全國(guó)已普遍應(yīng)用，為工程項(xiàng)目建設(shè)創(chuàng)設(shè)出了完善的協(xié)作平臺(tái)。在有效控制成本、把握工程質(zhì)量等方面也有著積極的作用[2]。利用BIM技術(shù)構(gòu)建的信息模型，能夠?qū)崿F(xiàn)直觀的模型觀察，特別是對(duì)于機(jī)電安裝中一些含有大量管線網(wǎng)線等方面，可以做到清晰明確定位，還能夠?qū)υS多信息關(guān)系加以精準(zhǔn)剖析。對(duì)提高機(jī)電安裝效率、實(shí)現(xiàn)各個(gè)項(xiàng)目的管理業(yè)務(wù)流程優(yōu)化等方面，有著積極作用。

1.2 施工模擬分析

在傳統(tǒng)機(jī)電安裝工程管理中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)銜接過渡不順暢和沖突矛盾等問題。主要是因?yàn)槭┕と藛T對(duì)于工種工序的認(rèn)知不夠、無法更加清晰直觀地了解建筑施工環(huán)節(jié)和需求。發(fā)生沖突使方案會(huì)受到施工現(xiàn)場(chǎng)的影響，甚至?xí)右愿暮妥兏?，甚至造成返工等情況，加劇管理成本、影響工期。但是，在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行機(jī)電安裝施工時(shí)，通過機(jī)電設(shè)備管線進(jìn)行三維建模能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部信息的可視化，也能夠按照實(shí)際要求進(jìn)行管線布置。對(duì)于信息模型中碰撞問題檢查還能夠及時(shí)協(xié)調(diào)，提高一次安裝的成功率[3]。

1.3 BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程管理中的價(jià)值分析

隨著我國(guó)建筑質(zhì)量的不斷提高，智能化發(fā)展趨勢(shì)愈加明顯。如空調(diào)系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、高速報(bào)警系統(tǒng)等越來越多的系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)，為人們生活帶來更大的便利，無形中為機(jī)電安裝提出了更高的要求。而現(xiàn)階段機(jī)電安裝工程中，對(duì)技術(shù)水平要求更高，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)也更加復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維軟件繪制的機(jī)電綜合圖紙已經(jīng)無法滿足管線布置的需求。因此，尤其需要引入BIM技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)有的機(jī)電安裝所涉及到的管線進(jìn)行重新的模擬，針對(duì)其碰撞情況采取有效的優(yōu)化措施。BIM技術(shù)在機(jī)電安裝施工管理時(shí)，也需要充分發(fā)揮出三維數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在諸多信息可視化模型構(gòu)建中，為機(jī)電安裝提供更加清晰直觀的協(xié)作憑條，使之更加真實(shí)客觀地展現(xiàn)在施工人員面前，方便其對(duì)內(nèi)部情況隨時(shí)查看，并作出調(diào)整改動(dòng)，以保障管線施工工序進(jìn)度以及安裝等施工正常進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)全過程的動(dòng)態(tài)跟蹤管理，避免出現(xiàn)施工拆除和后續(xù)返工情況[4]。

2 基于BIM技術(shù)機(jī)電安裝工程各個(gè)階段應(yīng)用情況

2.1 設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)階段一般由設(shè)計(jì)院全權(quán)負(fù)責(zé)。一種是設(shè)計(jì)人員根據(jù)自身的應(yīng)用和以往的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行BIM建模設(shè)計(jì)，分別針對(duì)給排水、暖通、電氣等多個(gè)專業(yè)加以協(xié)同，如圖1所示。設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)行管線綜合布線。這種方法直接簡(jiǎn)便且安全高效，但對(duì)于設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)能力和以往工作經(jīng)驗(yàn)有著較高的要求。它需要工作人員能夠熟練掌握BIM的相關(guān)軟件，且軟件之間數(shù)據(jù)接口良好可以導(dǎo)入[5]。另一種是機(jī)電工程各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)完成后，再尋求專業(yè)BIM人員展開系統(tǒng)建模。這種方式建模速度更快，但需要雙方的對(duì)接協(xié)調(diào)。而設(shè)計(jì)階段和深化設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用涉及建模和碰撞檢查，可提前修改和了解，從而避免后期施工時(shí)出現(xiàn)太多變動(dòng)，致使預(yù)算金額增加[6]。設(shè)計(jì)單位可以運(yùn)用BIM平臺(tái)直接設(shè)計(jì)三維圖紙，為設(shè)計(jì)進(jìn)行交流和修改提供了便利。如業(yè)主也可很方便地識(shí)讀三維模型。設(shè)計(jì)師不需要為與業(yè)主進(jìn)行溝通交流而將三維模型翻譯成二維的平面圖，業(yè)主也無需耗費(fèi)過多精力去識(shí)讀二維圖紙。

圖1 基于BIM機(jī)電設(shè)計(jì)

2.2 施工階段

施工階段經(jīng)過授權(quán)后，施工企業(yè)可以從BIM平臺(tái)，利用設(shè)計(jì)階段建立的項(xiàng)目綜合信息模型數(shù)據(jù)庫再提取需要的信息，構(gòu)建工程項(xiàng)目綜合信息管理平臺(tái)。其優(yōu)點(diǎn)為：首先，方便不同階段參與進(jìn)來的不同參與方獲取全面系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)，為工程施工的目標(biāo)控制，提供數(shù)據(jù)支撐。其次，能夠節(jié)約成本，不斷優(yōu)化施工方案和施工安全管理計(jì)劃。不會(huì)出現(xiàn)圖紙丟失的情況，也不會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更后，通知各相關(guān)單位這種事情，大大減輕工作量。在施工過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)，需要提前了解施工現(xiàn)場(chǎng)的具體尺寸，針對(duì)尺寸進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的模型修整，并根據(jù)投標(biāo)以及業(yè)主最終確認(rèn)結(jié)果綜合施工。例如，在對(duì)風(fēng)機(jī)、盤管等設(shè)備進(jìn)行模型替代與真實(shí)的項(xiàng)目一致，而在這種符合實(shí)際情況的三維模型指導(dǎo)下，會(huì)與施工過程中所涉及到的進(jìn)度成本質(zhì)量等方面信息相關(guān)聯(lián)，在進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)模擬和進(jìn)度模擬時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)工程項(xiàng)目的決策精確，減少不必要的變更并縮短工期。具體施工時(shí)，需要在工廠做好現(xiàn)場(chǎng)管道設(shè)備等方面的布置。

2.3 維護(hù)階段

在機(jī)電安裝工程處于運(yùn)行維護(hù)階段時(shí)，需要將竣工交付時(shí)與實(shí)際項(xiàng)目一致的機(jī)電工程BIM模型與樓宇的自動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合。在BIM技術(shù)的前期運(yùn)用過程中，各個(gè)構(gòu)件的信息建立完成，并且與實(shí)際信息相一致，這是運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段通過BIM模型進(jìn)行維護(hù)的基礎(chǔ)。項(xiàng)目的使用方或管理人員可通過BIM模型，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行構(gòu)件的維護(hù)。BIM技術(shù)可以利用前期在構(gòu)建中植入的RFID芯片，檢測(cè)建筑物的能耗情況，并對(duì)其進(jìn)行分析，找出建筑高能耗的地方，從而實(shí)現(xiàn)維護(hù)裝配式建筑綠色運(yùn)營(yíng)的目的。還要及時(shí)考察設(shè)備開關(guān)運(yùn)行閥門開啟度，以及管線的水溫、流量等多方面的參數(shù)，進(jìn)行綜合策略的分析。在此基礎(chǔ)上，致力于節(jié)約能耗，方便能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。還要在設(shè)備端設(shè)置二維碼，通過掃描二維碼的方式，取得其相關(guān)設(shè)備參數(shù)顯示與設(shè)備相關(guān)管道的實(shí)際運(yùn)行情況。在后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用也需進(jìn)一步挖掘。

3 基于BIM技術(shù)機(jī)電安裝工程管理案例分析

3.1 施工概況

本建筑位于某地區(qū)商業(yè)街，總建筑面積9867.83 m2，建筑高度65.32 m。負(fù)一層為汽車庫、設(shè)備用房和儲(chǔ)藏室；一、二層為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，三層～頂層均為住宅。在該大樓中央設(shè)有完善的給水排水衛(wèi)生設(shè)備。確保給水安全可靠，設(shè)置獨(dú)立消防栓系統(tǒng)與自動(dòng)噴水系統(tǒng)。該高層建筑中給水方式由市政外圍提供，常年使用水頭為0.25 MPa，但遠(yuǎn)不能滿足高層建筑內(nèi)部用水要求。因此，要對(duì)其進(jìn)行二次加壓?？紤]到技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件有限，室內(nèi)給水系統(tǒng)應(yīng)采用分區(qū)減壓。由于該建筑共為23層，地下室有兩層，因此所選用的衛(wèi)生器具和給水配件的最大靜水壓力，均為330 kPa左右。

3.2 碰撞檢查

在對(duì)基建工程進(jìn)行碰撞檢查的過程中，若遇到碰撞問題，需根據(jù)管路特性加以修改，如圖2所示。修改時(shí)，要遵循先大后小的原則，即先布置較大的管徑、造價(jià)較高的管道，后布置管徑小且造價(jià)低的管道。在不影響正常功能使用下，也需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整其管道和橋路的規(guī)格，再由冷凝排水考慮。排氣管在考慮上翻或下翻時(shí)，也要兼顧其管路的高度，更有利于排水。

圖2 碰撞檢查

3.3 凈高分析

在應(yīng)用BIM技術(shù)過程中，應(yīng)用三維模型也會(huì)給出一個(gè)具體的剖面圖。工作人員可以通過剖面圖進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最大化減少施工過程中出現(xiàn)浪費(fèi)。采用過濾器的方式對(duì)標(biāo)高加以檢測(cè)，根據(jù)相應(yīng)要求，將最低的管線標(biāo)高加以設(shè)置，并對(duì)過濾器所設(shè)計(jì)的顏色進(jìn)行展示。若是管線標(biāo)高無法滿足相關(guān)要求時(shí)，過濾器會(huì)將設(shè)計(jì)好的顏色展現(xiàn)出來，有利于技術(shù)人員了解標(biāo)高的實(shí)際情況，并做出有針對(duì)性的解決措施。

3.4 管理優(yōu)化

該機(jī)電工程項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人結(jié)合實(shí)際情況，加大人力和物力投入，招聘更多優(yōu)秀計(jì)算機(jī)專業(yè)人才對(duì)其進(jìn)行建筑知識(shí)的培訓(xùn)。結(jié)合所招聘技術(shù)人才的實(shí)際情況，為其安排恰當(dāng)?shù)膷徫唤M成高質(zhì)量技術(shù)隊(duì)伍，更好應(yīng)對(duì)建筑工程團(tuán)隊(duì)未來的任何項(xiàng)目。對(duì)于現(xiàn)有不合理技術(shù)的弊端加以改進(jìn)，并對(duì)新技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)還注意汲取國(guó)外BIM技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語

總而言之，在傳統(tǒng)建筑機(jī)電安裝工程過程中，更加側(cè)重于供水、供電等基本需求而施工。隨著現(xiàn)代化的施工成熟發(fā)展，以往傳統(tǒng)機(jī)電安裝模式和理念已經(jīng)無法滿足建筑實(shí)際需求，現(xiàn)代化機(jī)電安裝工程應(yīng)運(yùn)而生。因此，基于BIM技術(shù)的機(jī)電安裝工程管理，今后需要朝向科學(xué)化、現(xiàn)代化、信息化的方向發(fā)展。一方面要兼顧BIM模型的直觀性方便施工，另一方面也需在引入先進(jìn)技術(shù)后，減少施工難點(diǎn)和不必要的成本開支。在引入BIM技術(shù)后，其施工邏輯和技術(shù)方法得到進(jìn)一步的突破，在未來也有著廣闊的上升空間。