关于BIM在地铁机电施工中的应用的探讨

关于BIM在地铁机电施工中的应用的探讨

夏明军

夏明军

中建安装工程有限公司广东广州510000

【摘要】文章介绍了BIM技术在地铁项目机电安装工程中应用的必要性和可行性，以具体的地铁机电工程BIM应用案例，阐述了BIM技术在地铁项目机电安装工程中应用的思路和具体效果，为推动BIM技术在我国地铁项目机电安装工程中更深层次的应用具有重要参考价值。

【关键词】BIM；地铁；机电；施工

前言

BIM是指建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

1.工程概括

广州市轨道交通六号线二期（长湴至香雪段）工程范围包括金峰站、暹岗站、苏元站及相应区间的下列工程项目：低压配电与照明系统、给排水及消防系统、通风空调系统、火灾自动报警系统、环境与设备监控系统、门禁系统、气体自动灭火系、装修工程、地面恢复及市政道路接驳施工、车站地盘及公共区装修协调管理等。

本工程BIM建模专业多、体量大，建模专业包含：通风空调、给排水及消防、气体灭火、低压配电及照明、BAS、FAS、装修专业（设备区装修、公共区装修）、钢结构及屋面、屏蔽门、自动扶梯、无机房电梯、楼梯升降机、广告灯箱、导向、自动售检票、通信、信号、供电、轨道等；

本工程需利用BIM技术进行施工全过程的虚拟建造（4D），以天、周、月、季度等颗粒度对可视化施工组织设计进行细分，保证施工组织设计的精细化及可执行性；

2.BIM应用在地铁机电施工中的优势

地铁项目是一项涉及面很广的社会系统工程，对施工单位的总体素质要求高。在本工程施工中，我们采用BIM技术，结合完善的工程管理模式，在计划编制、组织机构、技术应用、施工机具、劳动力安排、质量监控、资金使用和成本控制等方面通过科学管理，精心组织，周密安排，优化资源搭配，采用有力措施确保本工程的施工，提前完成关键工期和总工期，确保得到最优的施工技术，最合理的工程造价，最短的施工工期，最好的工程质量和最高的社会效益。

3.BIM在地铁机电施工中的应用

3.1BIM可视化

本工程需利用BIM技术对工程管理的各个方面进行可视化、数字化管理，包含前期准备、安全、物资、进度、质量、设计变更、调试、投资、工程验收、资料归档等工程的各个方面。例如近几年建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性，然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视。

在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。BIM就是利用计算机进行虚拟建造，提前发现施工中会遇到的问题，为施工寻求最合理的方案。通过BIM技术制作车站空间结构三维模型，可以提前“透视”车站每一个细节，车站的空间结构、管线布局都能进行毫米级的精准定位，从而能够更加合理、高效地安排施工，同时也为将来的维护管理提供充足的空间。

3.2BIM模拟性

本工程需利用BIM技术进行施工全过程的虚拟建造（4D），以天、周、月、季度等颗粒度对可视化施工组织设计进行细分，保证施工组织设计的精细化及可执行性。模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

3.3BIM优化性

事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约：信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。基于BIM的优化可以做下面的工作：

3.3.1项目方案优化，把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

3.3.2特殊项目的设计优化，地铁车站工程的机电系统多，接点多，各系统的配合紧密，因此调试工作量相当巨大，调试质量要求高。

3.4BIM技术的进度控制

地铁机电施工进度受到施工方案、人材机等资源调配、天气情况、人员素质和项目管理水平等多种因素的动态影响，使得建设工程难以按期完工，4D虚拟建造技术的出现，为解决施工进度动态化管理提供了一个良好的技术支撑和应用平台。通过BIM直观的掌控项目施工进度，基于BIM模型以及工程量清单完成工程进度计划的编制，对工程进度实际值和计划值进行比较，早期预警工程误期，动态控制整个项目的风险。实现了不同施工方案的灵活比较，发现影响工期的潜在风险。当设计变更时，BIM也能迅速更新工程工期。

3.5BIM对材料设备及施工信息管理

地铁车站工程具有专门的设计规范，受环境和高度安全性要求的影响，对地铁车站和隧道内所使用的材料设备质量要求非常严格，其质量远远高于一般常用材料设备，其采购难度较大，要求施工单位非常熟悉地铁工程所使用的材料设备，才能少走弯路，确保工期。本工程要求主要设备材料及各专业主要施工信息，需按招标文件制定的规则利用二维码技术进行录入读取，并实现实物与BIM模型信息相互映射。编码及信息录入量大。

另外，地铁工程具有专门的管理模式，对关键设备及材料大部分采用甲供或甲控的模式，甲供和甲控材料设备的采购要求施工单位和建设单位严密配合，确保材料设备数量不多不少，进场时间不早不晚。

4.结语

由此可见，在地铁工程中，通过BIM技术能够使地铁机电施工更在合理，加强设计协调性和施工可行性。因此，我们需要更加了解掌握BIM技术的运用，将传统的二维图纸转变为三维可视化信息模型，全方位的展示建筑构件的特性，更好的传递设计的意图，减少施工中的误解。

参考文献：

[1]赵昂.BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探[D].重庆大学，2013.（43）：25-26

[2]朱江.BIM在铁路设计中的应用初探[J].铁道工程学报，2013（10）.12-13

[3]张春霞.BIM技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究[J].建筑经济，2011（9）：22