任志宏

上海韓科建設(shè)工程有限公司 上海 201613

在建筑業(yè)快速發(fā)展的大背景下，工程項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模、技術(shù)難度均已大幅度的提升，繼續(xù)沿用傳統(tǒng)建造模式的管理方法，已難以適應(yīng)工程建設(shè)和行業(yè)發(fā)展的要求。BIM是一個完善的數(shù)據(jù)集成平臺，可以精確地管理工程項(xiàng)目壽命周期內(nèi)的建筑信息，具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性等技術(shù)特點(diǎn)以及在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段、施工階段和運(yùn)營階段的技術(shù)優(yōu)勢。BIM受到業(yè)界廣泛關(guān)注，在此背景下遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī)廠房建設(shè)項(xiàng)目也引入并應(yīng)用了BIM技術(shù)。遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī)一期工程，項(xiàng)目總投資40億元，用地面積約400畝，原計(jì)劃建設(shè)6GWh產(chǎn)能，由于市場持續(xù)利好和遠(yuǎn)景設(shè)備工藝技術(shù)革新，該項(xiàng)目一期由原6GWh提升到10.5GWh，一期總投資提高至45.23億元。通過對工程項(xiàng)目的施工總體布置及規(guī)劃、施工方案、進(jìn)度計(jì)劃、資源配置、施工管理和相關(guān)技術(shù)措施、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測防范及應(yīng)急預(yù)案、合理化建議等各方面進(jìn)行綜合研究討論，同時運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行總體協(xié)調(diào)和管控，確保項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行，并如期交付。

1 機(jī)電工程施工管理的難點(diǎn)與解析

1.1 交叉施工組織協(xié)調(diào)

由于項(xiàng)目體量大、任務(wù)重、工序繁雜、工期緊張，在施工過程中，土建、機(jī)電等分部分項(xiàng)工程施工都交織在一起，交叉施工需要高效的組織和協(xié)調(diào)力，因此可將BIM技術(shù)作為行之有效的施工組織方法[1]。

1.2 機(jī)電功能需求

項(xiàng)目中機(jī)電工程內(nèi)容多、專業(yè)性強(qiáng)、參建隊(duì)伍多，機(jī)電工程各專業(yè)之間亦存在交叉作業(yè)和管線重疊等問題，因此需要對各專業(yè)、各分部分項(xiàng)工作進(jìn)行系統(tǒng)化的建模和統(tǒng)籌安排，提高工程施工的組織性和條理性，確保工程施工順利開展，合理優(yōu)化工作推進(jìn)過程。

2 機(jī)電工程主要分項(xiàng)內(nèi)容

（1）暖通系統(tǒng)：防排煙和自動報(bào)警系統(tǒng)、中央空調(diào)冷凍站內(nèi)全套設(shè)備、工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、分體空調(diào)或自帶冷源的風(fēng)柜及風(fēng)機(jī)盤管、潔凈房、干燥房、空調(diào)車間的風(fēng)管或送回風(fēng)末端風(fēng)口及通風(fēng)排氣系統(tǒng)等。

（2）配電系統(tǒng)：除配電房內(nèi)高低壓配電系統(tǒng)以外，其余所有各棟、各房間的動力、照明及插座系統(tǒng)及其相應(yīng)的橋架配管，室外電纜井、開挖埋管（強(qiáng)弱電管）等，電氣專業(yè)相關(guān)的工程均在本包范圍內(nèi)，而安防、門禁及綜合布線系統(tǒng)不在施工范圍內(nèi)。

（3）給排水系統(tǒng)：軟化水系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、蒸汽凝結(jié)水系統(tǒng)（考慮收集）、工藝廢水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、應(yīng)急噴淋及排水系統(tǒng)、生活排水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)。

（4）潔凈工程：潔凈板隔墻及門窗、潔凈天花吊頂、風(fēng)淋室、緩沖間、潔凈室內(nèi)包柱、包消火栓、防撞柱、防撞欄、移交成品地面保護(hù)（不含環(huán)氧地坪和不銹鋼地面施工）；二層平面圖中無鋼平臺區(qū)域，所對應(yīng)一層頂棚位置需要做鋼構(gòu)轉(zhuǎn)換層不在施工范圍內(nèi)。

（5）動力系統(tǒng)：壓縮空氣系統(tǒng)（含空壓站內(nèi)全套設(shè)備）、NMP罐區(qū)及輸送系統(tǒng)、蒸汽管道等。

（6）自控系統(tǒng)：所有成套或單機(jī)自動啟停需要的控制系統(tǒng)。

3 工業(yè)廠房項(xiàng)目中機(jī)電工程施工管理要點(diǎn)

3.1 BIM技術(shù)應(yīng)用

綜合項(xiàng)目施工的主要內(nèi)容和難點(diǎn)，借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目方案比選、場地布置、機(jī)電管線綜合、施工深化設(shè)計(jì)、工藝模擬、預(yù)制加工、通過BIM管理平臺實(shí)現(xiàn)安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理、資源管理、智慧工地、環(huán)境管理、資料管理、運(yùn)行管理等方面，以提高項(xiàng)目管理的信息化水平和效率[2]。

3.2 BIM技術(shù)路線及總體實(shí)施流程

3.2.1 BIM技術(shù)路線

為了保證本項(xiàng)目BIM的順利實(shí)施，設(shè)定了項(xiàng)目的BIM技術(shù)路線圖，具體如下：BIM總體實(shí)施方案→成果描述→BIM組織架構(gòu)表→BIM執(zhí)行計(jì)劃書→最初的BIM模型→施工深化圖紙→施工變更引起的模型修改→碰撞檢測報(bào)告及解決碰撞→4D施工模擬及進(jìn)度優(yōu)化→安全、質(zhì)量、成本、物資、資料等管理→BIM竣工模型。

3.2.2 BIM總體實(shí)施流程

根據(jù)建設(shè)方和項(xiàng)目的具體要求，進(jìn)行項(xiàng)目BIM總體實(shí)施方案的編制。根據(jù)業(yè)主提供的BIM項(xiàng)目實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)系列，對項(xiàng)目BIM模型的建模精度、命名規(guī)則、人員的操作權(quán)限、版本變更管理、數(shù)據(jù)提取原則以及項(xiàng)目部相關(guān)人員培訓(xùn)等要求，進(jìn)行項(xiàng)目BIM應(yīng)用策劃書的編制。收集信息、完成現(xiàn)有圖紙的機(jī)電模型以及根據(jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際情況，經(jīng)建設(shè)方和設(shè)計(jì)單位一致通過的施工圖紙，來調(diào)整和修改設(shè)計(jì)機(jī)電模型，最終應(yīng)做到機(jī)電模型與實(shí)際施工相一致。

（1）技術(shù)指標(biāo)實(shí)時輸出和跟蹤，隨著工程進(jìn)度和現(xiàn)場機(jī)電安裝工程圖紙(含設(shè)計(jì)變更、圖紙會審紀(jì)要)的變化更新，來及時地更新BIM模型，包含但不限于機(jī)電安裝專業(yè)相關(guān)面積、平面、立面、標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)、墻體、樓梯、扶梯、車道、冷卻塔外包、暖通、強(qiáng)電、弱電、給排水等所有機(jī)電安裝專業(yè)的相關(guān)構(gòu)件尺寸等信息。

應(yīng)用目標(biāo)：隨工程進(jìn)度及現(xiàn)場機(jī)電安裝圖紙的更新及時更新模型。

應(yīng)用方法：在Revit根據(jù)施工進(jìn)度及時更新模型，利用Revit中明細(xì)表等工具提取指標(biāo)。成果交付物：見下表。

表1 成果交付物（一）

（2）電氣工程

對建筑內(nèi)設(shè)施、設(shè)備線路進(jìn)行配置，并對設(shè)計(jì)院所提供的圖紙進(jìn)行原理、配置、能效等各方面的審核。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖紙深化，最終得出可執(zhí)行的BIM方案。

應(yīng)用目標(biāo)：提取、收集施工所需要的定位、規(guī)格等相關(guān)信息，完成設(shè)計(jì)方案的模型深化。

應(yīng)用方法：整合相關(guān)專業(yè)模型，進(jìn)行碰撞檢查。根據(jù)相關(guān)信息在Revit中使用開洞工具對土建模型進(jìn)行精確開洞，以提供機(jī)電安裝工程模型中需要的預(yù)留孔洞信息。成果交付物：見下表。

表2 成果交付物（二）

（3）暖通工程

對建筑內(nèi)、建筑應(yīng)需水暖、風(fēng)管、空調(diào)水管及設(shè)備進(jìn)行配置，針對設(shè)計(jì)院所提供的圖紙進(jìn)行原理、配置、能效方面的審核，進(jìn)行相關(guān)圖紙深化，得出可最終執(zhí)行的BIM方案。

應(yīng)用目標(biāo)：針對原始方案進(jìn)行模型深化，提取施工需要的定位及規(guī)格信息。

應(yīng)用方法：整合其他專業(yè)模型進(jìn)行碰撞檢查，在Revit中使用開洞工具對土建模型進(jìn)行精確的開洞，以提供機(jī)電安裝工程需要的預(yù)留孔洞。成果交付物：見下表。

表3 成果交付物（三）

（4）給排水工程：建筑內(nèi)、建筑應(yīng)需給水、排水管路及設(shè)備配置，針對原始方案設(shè)計(jì)院所提供的圖紙進(jìn)行原理、配置、能效方面的審核，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖紙深化，最終得出可執(zhí)行的BIM方案。

應(yīng)用目標(biāo)：針對原始方案進(jìn)行模型深化，提取施工需要的定位及規(guī)格信息。

應(yīng)用方法：整合相關(guān)專業(yè)模型，進(jìn)行碰撞檢查，根據(jù)相關(guān)信息在Revit中使用開洞工具對土建模型進(jìn)行精確開洞，以提供機(jī)電安裝工程中需要的預(yù)留孔洞信息。成果交付物：見下表。

表4 成果交付物（四）

3.3 BIM執(zhí)行規(guī)劃

BIM執(zhí)行流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 4D協(xié)調(diào)的進(jìn)度模擬

3.4 施工碰撞檢查分析

3.4.1 碰撞檢查應(yīng)用

碰撞檢查，是指在建立的BIM三維空間幾何模型中，提前預(yù)警工程項(xiàng)目中建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架、設(shè)備、幕墻等各個不同專業(yè)在空間上的沖突、碰撞問題。通過預(yù)先發(fā)現(xiàn)、判斷分析和解決這些碰撞問題，來提高工程項(xiàng)目總體的設(shè)計(jì)質(zhì)量并減少施工各階段的不利因數(shù)和對施工過程中的不利影響。

應(yīng)用目標(biāo)：整合項(xiàng)目各專業(yè)的模型，檢查各專業(yè)自身和相互間的碰撞，生成碰撞報(bào)告。

應(yīng)用方法：將各專業(yè)模型分別導(dǎo)入到Navisworks中進(jìn)行整合。利用Navisworks碰撞檢查工具進(jìn)行：自相交碰撞、各專業(yè)間硬碰撞、間隙碰撞的檢查，并生成最終碰撞報(bào)告。成果交付物：見下表。

表5 成果交付物（五）

3.4.2 執(zhí)行流程

施工碰撞檢查的執(zhí)行流程見圖2。

圖2 協(xié)調(diào)碰撞檢測

3.5 BIM成果交付及應(yīng)用考核

3.5.1 BIM成果交付

在竣工驗(yàn)收前，按照要求基于設(shè)計(jì)和施工的信息模型，根據(jù)現(xiàn)場完工后實(shí)測結(jié)果，建立與工程實(shí)際現(xiàn)場完工狀態(tài)相一致，并符合相關(guān)規(guī)范和建設(shè)方精度要求的竣工信息模型。并結(jié)合項(xiàng)目維護(hù)管理要求，優(yōu)化、去除項(xiàng)目建設(shè)過程的冗余信息，最終完成有效設(shè)計(jì)和施工信息的加載。包括：建筑信息、結(jié)構(gòu)信息、質(zhì)量信息、工期信息、圖紙信息、材料信息、安全信息、設(shè)備信息、維保信息等，具體需滿足運(yùn)維需求。（1）模型及信息的創(chuàng)建范圍及深度：在原設(shè)計(jì)方案模型和施工過程模型的基礎(chǔ)上，通過修改、刪除、增加或細(xì)化等方式來調(diào)整模型元素，最終創(chuàng)建出竣工驗(yàn)收模型；（2）模型細(xì)度：要與工程實(shí)體、竣工圖紙等相符合，需要具備設(shè)備編號、資產(chǎn)編碼、工程資料編碼等相關(guān)信息，并需滿足竣工資料歸檔和向建設(shè)方進(jìn)行資產(chǎn)移交的要求；（3）成果文件：主要有竣工驗(yàn)收模型及模型、竣工圖紙、設(shè)施設(shè)備清單、設(shè)備使用說明書、施工表格數(shù)據(jù)等文件[3]。

3.5.2 BIM應(yīng)用考核

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，根據(jù)建設(shè)方提供的“BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系”相關(guān)文件的考核內(nèi)容、要求及頻次等，針對BIM應(yīng)用執(zhí)行進(jìn)度、提交成果的質(zhì)量等方面，協(xié)助建設(shè)單位對項(xiàng)目施工參建方的BIM工作進(jìn)行定期、不定期的考核，并且對于考核中所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行整理和分析，然后提出針對性解決方案。

4 BIM技術(shù)的綜合效益

BIM技術(shù)在項(xiàng)目的投資決策階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營階段等，都發(fā)揮著巨大的效益，并且這些效益涉及項(xiàng)目的質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、安全控制、成本控制、可建造性、易于維護(hù)性、信息管理的各個方面，全面改進(jìn)了項(xiàng)目管理績效。應(yīng)用BIM技術(shù)能夠更好地控制項(xiàng)目的質(zhì)量、工期和成本，可以提高項(xiàng)目成員之間溝通與協(xié)作的效率。

設(shè)計(jì)方面：BIM能夠?qū)崿F(xiàn)施工詳圖的三維可視化，從而協(xié)助設(shè)計(jì)人員做出重要決策，顯著減少設(shè)計(jì)錯誤。施工方面：BIM可以建立模型并識別施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞問題，從而避免工程錯誤和返工。成本控制方面：BIM提供的綜合信息更有利于快速進(jìn)行成本估價(jià)、降低估價(jià)成本、提高估價(jià)準(zhǔn)確度。進(jìn)度控制方面：BIM能夠?yàn)轫?xiàng)目提供進(jìn)度的集成信息，并且在項(xiàng)目實(shí)施過程進(jìn)行動態(tài)變化展示，從而優(yōu)化、加快項(xiàng)目交付進(jìn)度。信息管理方面：BIM有利于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成員之間更高效的信息共享，進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施過程的動態(tài)模擬，提高項(xiàng)目管理績效。

5 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，新管理技術(shù)、理念的進(jìn)步，BIM技術(shù)在建筑的各個領(lǐng)域得以更為廣泛的應(yīng)用，在一定程度上推動著我國工程技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和改進(jìn)，促使中國建筑技術(shù)創(chuàng)新更上一層樓。