BIM技术在某大厦机电安装工程中的应用研究

发表时间:2021/9/3   来源:《建筑实践》2021年第40卷第11期   作者:敬艳容
[导读] BIM技术可以有效的解决机电安装工程的上述弊端,
        敬艳容
        四川成都  610000
        摘要:BIM技术可以有效的解决机电安装工程的上述弊端,也是建筑行业极力推广的技术,它为机电安装工程的施工带来了一次重大的变革,利用三维可视化模型运用到机电安装工程项目中,可以有效的调动工程参与各方的积极性,并对工程项目全寿命周期进行有效监督。
        本文结合BIM技术在某大厦机电安装工程中的应用实例,简要概述了应用BIM技术所产生的经济效益。进一步提高施工企业的管理水平,从而提高施工企业自身的行业竞争力,做强自己的企业品牌为企业自身创造更大的经济效益。
关键词:BIM技术;大厦;机电安装工程;
1工程概况   
        本项目为某金融大厦,建筑占地面积为427000 m2,建筑总面积为544715 m2(当中商业建筑所占面积约112000 m2,甲级写字楼建筑面积约为202000m2,准甲级写字楼50000  m2,酒店面积44000 m2,公寓面积21000m2,其中公寓住宅用5321户。整个建筑一共有四栋,当中有两栋是办公楼,另外两栋分别是公寓和酒店。
本工程运用BIM技术,实施相应的辅助施工管理,其电气、暖通及给排水等诸多专业包含各类施工信息,这些信息在施工时需进行合理的录入及整理,同时还要实施机电综合管线辅助深化设计,全面实现工程的规范化管理。机电工程BIM应用由模型建立及优化、辅助深化设计、工程进度及施工方案工艺模拟等诸多方面进行全面的运用,并对机电工程的整个施工过程进行详细的记录。在机电工程施工过程当中有效运用BIM技术对深化设计、工程进度、协调配合、施工工艺以及施工组织等进行科学的模拟管理,全面实现工程项目管理从3D转变为4D模式达到可视化目的,提升工程管理工作的整体效率,为本工程生命周期内的相应管理供应机电施工管理时期的各类数字化信息。
2项目应用BIM技术的必要性和可行性
2.1 项目应用BIM技术的必要性  
将某金融大厦工程施工阶段采取总承包施工管理的模式,其中机电安装工程作为总承包方的专业分包由笔者所在单位实施。按照与总承包方签订的合同,机电安装工程的施工承包范围包括:强电系统、给排水系统及暖通空调系统的设备、材料供应与安装,同时需对机电综合管线排布(包括承包范围外的消防系统管线)及各设备机房、管井等部位进行优化设计。
本工程机电系统设计标准高,专业系统齐全(空调水、空调风、通风及防排烟、采暖、给水、排水、强电、弱电等)且较复杂,各类机电管线众多,尤其是地下室部分、设备机房及电气、管道竖井。同时,办公楼、酒店及商业区域的交付标准均为精装修,机电管线标高较为严格,机电末端布局与精装修的统一要求高。鉴于此,在项目前期策划中,将机电深化设计作为工程实施的一项重要工作,主要内容包括绘制机电管线综合排布图、综合布置断面图、设备机房大样图、竖井大样图、三维管线图等多种深化图纸,确保在管线施工前完成相应的综合管线协调设计工作,解决可能存在的管线碰撞问题。由于机电安装工程体量大、工期紧且质量标准要求高,所以工程前期的机电深化设计工作会非常关键和紧迫,结合BIM的特点以及其在机电管线专业协同及碰撞解决的优势。
2.2 项目应用BIM技术的可行性  
之前,BIM技术己在我们公司多个项目的设计阶段或施工阶段得以应用,譬如长沙梅溪湖艺术中心项目的BIM设计、湖南日报大厦的全生命周期BIM应用等。但针对机电安装工程施工阶段应用BIM技术还未涉及,直到长沙滨江金融大厦项目中标。

一方面项目具有机电系统齐全、管线错综复杂的特点,另一方面业主方提出机电三维管线设计的要求,同时结合公司近几年的BIM技术应用经验和软件资源Autodesk Revit系列软件,Magi CAD Autodesk Navisvvorks等,最终确定在该项目机电安装工程应用BIM技术进行探索研究。
3. BIM机电模型的建立与完善
3.1 质量管理
对不同专业角度下的模型信息进行采集整理,对可视化下的模型数据进行碰撞检测,以便获得在项目施工前的设计阶段不容易发现的冲突问题,尽早的提出解决方案,调整图纸中不合适的地方,节省了返工量和经济损耗的基础上,为项目工程的整体施工质量提供稳定支撑和保障。所谓管线综合的优化设计,就是根据上述碰撞检测为依据,针对发生冲突的位置,对设计图纸进行优化设计,解决碰撞问题,实现专业间的协调问题,满足机电安装工程的功能最优化。并尽量提高建筑物的净高。具体步骤:机电专业模型进行碰撞检测,碰撞点的管线分布重新配置,重新检查碰撞,再次协调解决剩余碰撞问题。地下室机房改变了基础的排布和走廊上管道的分布,管材、风管得到有效节约,增加了地下室机房走廊的检修空间,水泵集中布置便于管理。通过管线优化,将主管道走到梁空中,支管走到造型的跌级中,成功保证了展厅有效控制标高。
3.2 机电工程建造过程模拟及资源成本控制管理
工程量的计算对整个工程的开展有至关重要的作用,但传统方法对工程量的计算容易受到人们主观意识的影响,而利用BIM技术可以较为方便的完成对工程量的计算,利用三维建模的功能可以完成对任何复杂构件的工程量计算。
工程量的自动计算主要是体现在造价管理层面,BIM技术的运行价值也在工程量的统计和核对之中有所体现。BEM模型可以通过生成的实际工程数据来对二维工程量报表进行对比,以此来深入挖掘出其数据的偏差。追究其根本原因所在:首先是因为二维图纸计算过程中会将立面面积忽视,其次则是由于很多连接不同类别二维图纸的项目工作会被重新纳入到计量范畴之内,还有线性长度在二维图纸中通常只计算投影长度等等。这一系列的外部影响因素使得项目工程的精准化水平受到严重影响,当利用BIM数据统计对这些偏差进行修正后,整个工程项目费用大大节支,与此同时还可以充分保证造价数据的精准性。
3.3 进度控制
本项目的突出优势就在于BIM技术在进度管理中的便利和高效,让项目工程管理人员可以直观清晰的了解到施工状况。与此同时,建筑施工需要有相对周详的规划,不仅考虑到施工个体职工的实际效率还要对主要的施工流程进行完善和调整。借助BIM技术可以为施工规划做补充,让整体规划的可行性显著提升,通过模拟楼层的实际施工状况来确保施工效率和质量,在规定时间内完成合同要求,长沙滨江金融大厦的动画模拟如图所示。从此可以看出,实时了解不同时期和不同楼此的施工进度信息十分关键,无论是整体项目工程的施工进度调整,还是对一些细致化的工作内容进行对比和预判都有显著参考价值。
对于上述的碰撞检测结果,现场BIM设计工程师根据这些碰撞部位管线特点和功能要求,结合避让原则和施工管理经验对碰撞冲突进行了逐一调整,优化管线模型,进而为现场实际安装提供准确可靠的图纸依据,减少了在施工过程中出现大量变更导致拆改的可能性,提高了施工工效。
4.结束语
本文结合BIM技术在某大厦机电安装工程中的应用实例,简要概述了应用BIM技术所产生的经济效益。进一步提高施工企业的管理水平,从而提高施工企业自身的行业竞争力,做强自己的企业品牌为企业自身创造更大的经济效益。
参考文献
[1]李世杰. 基于关键链的工程进度4D模拟研究[D].西安科技大学,2020.
[2]许晓强. 基于“BIM+AR”技术在建筑全寿命周期的应用研究[D].河南大学,2020.
[3]侯筱婷,李昌华,来炳恒.虚拟施工关键技术研究[J].机械科学与技术,2011,30(07): 1196-1201+1206.
[4]李艳梅,肖玉敏.BIM技术在建筑设计中的应用探讨[J].中华建设,2021,4(07):134-135.
作者:敬艳容,身份证号:511321198901155460。
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