BIM技术在设备管线安装中的应用

BIM技术在设备管线安装中的应用

黄谭宣雷章亮何正

中国对外建设有限公司广西分公司

摘要：现代建筑空间复杂，建筑信息化的发展不断前进，功能的要求不断提升。建筑内设备管线日趋复杂，建筑装饰造型、效果不断革新，如何协调设备管线之间以及设备管线与建筑、结构和装饰之间的排布一直困扰着设计师和施工企业。随着建筑信息化模型技术的发展，这一过程可以依托计算机完成。这一技术的应用使得管道安装之前可以先进行模拟施工，大大减少施工期间管线协调工作，避免管道的大量返工，极大程度的降低了施工成本。本文主要分析BIM技术在设备管道安装中的应用，以及BIM技术在设备管道安装中的应用的现状及前景。

关键词：建筑信息化模型管线协调模拟施工

一、引言

伴随着BIM理念在建筑行业内不断地被认知、认可，其作用在建筑领域日益显现，BIM技术的出现，在施工阶段为施工企业的发展带来深远的影响，一是设计效果可视化，二是模型效果检验，三是四维效果的模拟和施工的监控。因此BIM为我们展现了二维图纸所不能给予的视觉效果和认知角度，同时它为有效控制施工安排，减少返工，控制成本。创造绿色环保以及低碳施工等方面提供了有力的支持。

二、BIM技术在设备管线协调中的应用

1.设备管线碰撞检查

碰撞检查是指在施工前预先发现安装工程中不同部分、不同专业之间的冲突和干扰。因为硬碰撞给施工带来的影响很大，因此安装工程中的碰撞检查以硬碰撞为主。在安装工程中出现较多的碰撞为管道之间的碰撞、管道与桥架、管道与设备、管道与建筑、管道与结构以及管道与装修吊顶之间的碰撞。利用BIM软件对各专业管线进行碰撞检查，根据碰撞检查情况，不断调整管线的空间布局，以达到最合理的综合排布效果。

2.管线综合设计

机电安装工程项目越大，其设备、管线也就越多，施工难度也就越大，利用BIM技术的专业软件，可以实现机电专业根据工程的具体情况，对管线进行科学合理的布置，醒目在开工的初始阶段，各专业技术人员在进行图纸深化设计时，同步创建BIM三维模型，同时根据项目进度和各专业要求，综合各专业图纸进行碰撞检查，形成碰撞审核报告，根据审核报告对设计再进行优化，生成三维管线综合设计方案，合理进行机电管线综合排布，有效安排施工工序，有利于规避施工工序混乱引起的工序冲突、返工等问题。此外，还可以利用BIM技术开展漫游检查，可对整个楼层最终完成的管道布置进行漫游，展现机电管线整体效果，展示机电管线及设备的空间关系及支架形式，给人身临其境的感受。

机电安装施工行业在实际施工过程中，如何实时的与土建、装修专业进行配合，合理的利用安装控件，一直是困扰行业的一个难点。采用BIM技术的专业软件，机电安装施工行业可以在项目开始阶段，进行机电专业深化设计，结合实际情况，进行管线综合布置，合理利用空间，解决管线碰撞，在综合过程中满足各种国家规范的要求，满足系统使用要求，尽量避免多余管件，减小系统阻力，考虑预留足够的检修空间，考虑实际管件的采购及制作，考虑支吊架的制作及安装。

3.三维可视化交底及指导施工

通过BIM软件优化后，整个项目的设计情况已实现三维可视，针对管道及设备布置复杂的地方，要采用三维图纸或视频进行交底，指导现场按照设计进行施工。首先使用三维模型的可视化功能，能够直观的把模型和实际的工程相比较，发现其项目中实际与理论的差距以及不合理性，既直接又方便；其次，可以通过与三维模型的比较，使得业主对建筑相关联的功能性以及施工的过程得到进一步的了解和评估，可以尽早的提出意见，这样可以及时的对可能发生的情况作出修正，利用BIM的可视化功能，就能和好的解决这一问题。

此外，在三维模型技术交底时，需要将现场的工人组织起来，对需要进行施工的地方做三维技术交底，这样做的目的就是为了防止施工人员与现场工程师针对蓝图的理解不同而导致施工中的偏差现象。通过使用来做三维模型的可视化的技术交底时，可以在不同的角度以及不同的方位的变化中观察，使得现场工人直观地了解施工中要求的管线的走向，并且对管线在避让以及交叉时的方案有一个透彻以及清晰的认识，然后再与每一段的管线所带的相关的参数进行配合施工，这样做既杜绝了排布错误问题导致的返工，又提高了施工工作的效率。

4.系统平衡校核

作为业主方，并不关心的不是管线如何排布，而是关心使用效果是否能够达到设计标准，与此相关的便是系统安装完成后如何调试？原有设计选择的产品参数是否能够满足要求？因此，机电安装施工行业如果通过三维机电深化设计得到BIM模型，就能较好的去回答业主的这些问题，BIM模型是一个真实系统在电脑中的虚拟反应，管道、设备、部件均包含完整的数据信息，有了这样一个虚拟模型，就可以进行系统数据校核；校核原始设计所选设备的参数是否满足使用要求；校核系统最不利环路；计算阀门开度。

5.管材及附件管控优化

建筑工程设备管线利用BIM技术对各类管材及附件等的路径与尺寸进行优化和管线综合平衡设计，减少部分管线的长度和弯头数量，找出最短路径、最优尺寸，做精确预留孔洞或管线预埋。安装企业借助BIM模型审核，确保材料申报准确，降低材料采购数量误差。结合施工进度周密安排材料进场计划，既保证工期与施工的连续性、又减少材料二次搬运、积压和浪费。同时，通过BIM技术的应用使得施工管理人员能够根据三维管线整合布置合理下料，可以使得施工班组领料精确。以通风空调风管的镀锌板材制作与安装为例，通过应用BIM技术可以减少损耗量达7%左右，优化施工工序与工艺，提高施工效率，减少返工。6.施工模拟及进度控制

将BIM模型与建筑信息相结合，即可实现四维模拟。通过它不仅可以直观的体现施工的界面、顺序，从而使总承包与各专业施工之间的施工协调变得清晰明了；而且通过四维施工模拟与施工组织方案的结合，能够使设备材料进场，劳动力配置，机械排版等各项工作的安排变得最为有效、经济。设备吊装方案及一些重要的施工步骤，现在都可以用四维模拟的方式很明确地向业主、审批方展示出来。在施工质量与进度控制方面，BIM也有其独特的魅力，在施工过程中，还可以将BIM与数码设备相结合，实现数字化的监控模式，更有效的管理施工现场，监控施工质量，这种模式使现场管理人员不用花费大量的时间进行现场巡视监控，而是腾出更多的精力用于对现场实际情况的提前预控和重要部位、关键产品的严格把关等准备工作。着不仅提高了工作效率，减少了管理人员数量，还可以帮助管理人员尽早发现并防止质量问题的发生。同时，工程项目的远程管理成为可能，项目各参与方的负责人都能在第一时间了解现场的实际情况。

三、BIM技术的现状及发展趋势

从2009年以来，国内机电安装行业的BIM应用，已经在快速发展，给类似机电安装施工单位，都不同程度的意识到了BIM技术带来的冲击。但是，目前国内的BIM应用，主要还是停留在较低的层面，多数应用主要还停留在项目的投标过程，其次是简单的碰撞检测操作。随着更为专业的机电BIM深化设计软件的普及及施工单位对BIM应用认识的加深及投入的加大，依据设计院电子版图纸，结合项目实际情况，快速完成机电专业三维深化设计，进行管线综合，生成大量指导实际施工的深化设计图纸，依据模型进行工程量统计等深入的BIM应用正在逐步扩大。

四、结语

BIM技术在欧美等发达国家已普遍应用，在我国还处于探索阶段。随着BIM在我国越来越多的工程项目中应用，会有越来越多的业内人士发现BIM的价值，从而不断推官BIM技术并从中受益，使建筑在全生命周期各个阶段都能做到可是化、参数化、智能化和最大效益化，让BIM技术成为建筑业可持续发展的强力助推器。

参考文献

[1]刘学成，基于BIM的建筑设备管线协调，北京林业大学自动化系，10083.

[2]赵家敏，基于BIM技术的建筑设备管线优化，云南开放大学，650223.