BIM技術(shù)在設(shè)備管線方面的優(yōu)化，看完就明白了！

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM）。BIM是在原有CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種多維模型信息集成技術(shù)。通過(guò)應(yīng)用BIM模式創(chuàng)新，充分整合并利用工程項(xiàng)目全生命周期所涉及到的信息，不僅能夠縮短工程所需時(shí)間、節(jié)約資源成本，同時(shí)還可以幫助所有工程參與者提高決策效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)信息模型與工程施工管理行為完美組合。

1、BIM技術(shù)軟件與應(yīng)用價(jià)值

1.1 BIM技術(shù)軟件概述

BIM技術(shù)軟件涉及領(lǐng)域比較廣，包含物從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)管理整個(gè)生命周期。BIM技術(shù)軟件不是一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立軟件，也不是一類(lèi)相似軟件，而是由多個(gè)不同功能的系列軟件通過(guò)繪圖平臺(tái)（圖形引擎）軟件及接口轉(zhuǎn)化軟件組合而成；并且能完成每種功能的軟件也不是只有一個(gè)產(chǎn)品。

BIM軟件技術(shù)所包含的軟件種類(lèi)主要有BIM核心建模軟件、BIM方案設(shè)計(jì)軟件、和BIM接口的幾何造型軟件、可持續(xù)分析軟件、機(jī)電分析軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、可視化軟件、模型檢查軟件、深化設(shè)計(jì)軟件、模型綜合碰撞檢查軟件、造價(jià)管理軟件、運(yùn)營(yíng)管理軟件、發(fā)布審核軟件等，每一種軟件包含有多個(gè)產(chǎn)品。

1.2 BIM技術(shù)軟件應(yīng)用價(jià)值

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，業(yè)也進(jìn)入快速發(fā)展期，大規(guī)模城市化進(jìn)程為新建帶來(lái)前所未有需求。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)復(fù)雜性越來(lái)越大，而設(shè)計(jì)周期短、工期緊張的情況下，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方式面臨多重困難。而服務(wù)于業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等整個(gè)生命周期的BIM技術(shù)軟件可為項(xiàng)目各參與方提供交流順暢、協(xié)同工作的平臺(tái)。

BIM技術(shù)對(duì)避免失誤、提高工程質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期等已做出極大貢獻(xiàn)，其優(yōu)勢(shì)作用讓行業(yè)對(duì)其愈加重視。應(yīng)用BIM技術(shù)在各個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行碰撞檢查，不但能徹底消除硬、軟碰撞，完善工程設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低在施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的問(wèn)題，還能做到優(yōu)化空間效果。

在BIM技術(shù)的幫助下，我們可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段協(xié)同設(shè)計(jì)，施工階段建造全程一體化和運(yùn)營(yíng)階段對(duì)物智能化維護(hù)和設(shè)施管理，同時(shí)從根本上將業(yè)主、施工單位與運(yùn)營(yíng)方之間的隔閡和界限打破，實(shí)現(xiàn)BIM在建造行業(yè)全生命周期的應(yīng)用價(jià)值。

2、BIM技術(shù)在設(shè)備管線優(yōu)化應(yīng)用

工程設(shè)備管線主要包括強(qiáng)電、弱電、消防噴淋、綜合布線、給水、中水、污廢水排放、燃?xì)夤?yīng)、通風(fēng)空調(diào)、防排煙和采暖供熱等，這些管線錯(cuò)綜復(fù)雜，各預(yù)制構(gòu)件搭接處鋼筋密集交錯(cuò)，如果在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預(yù)制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞，將給施工現(xiàn)場(chǎng)的各種管線施工、預(yù)埋和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件吊裝、制安帶來(lái)極大的困難。

因此，在施工前，采用BIM技術(shù)對(duì)管道密集區(qū)域進(jìn)行綜合排布設(shè)計(jì)，虛擬各種施工條件下的管線布設(shè)、預(yù)制聯(lián)接件吊裝的模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的碰撞和沖突，盡早發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中可能存在的碰撞和沖突，有利于減少設(shè)計(jì)變更，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的工作效率。

2.1 管線碰撞檢查優(yōu)化

碰撞檢查是指在電腦中提前預(yù)警工程項(xiàng)目中各不同專(zhuān)業(yè)（結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架等）在空間上的碰撞沖突。工程管線種類(lèi)多、各專(zhuān)業(yè)管線相互交叉，施工過(guò)程中很難完成緊密配合，相互協(xié)調(diào)。利用BIM軟件平臺(tái)的碰撞檢測(cè)功能，根據(jù)各專(zhuān)業(yè)管線發(fā)生沖突時(shí)，有壓管讓無(wú)壓管，小管線讓大管線，施工容易的避讓施工難度大的，再考慮管材厚度、管道坡度、較小間距以及安裝操作與檢修空間，較后結(jié)合實(shí)際綜合布置避讓原則，完成結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線圖紙之間的碰撞檢查，加快各專(zhuān)業(yè)人員對(duì)圖紙問(wèn)題解決效率。

利用BIM軟件平臺(tái)碰撞檢測(cè)功能，預(yù)先發(fā)現(xiàn)圖紙管線碰撞沖突問(wèn)題，及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位，進(jìn)行施工方案優(yōu)化等，減少由此產(chǎn)生的變更申請(qǐng)單，避免后期施工因圖紙問(wèn)題帶來(lái)的停工以及返工，不僅提高施工質(zhì)量，確保施工工期，還節(jié)約大量的施工和管理成本，也為現(xiàn)場(chǎng)施工及總承包管理打好基礎(chǔ)，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。再結(jié)合BIM技術(shù)的可視化對(duì)施工管理人員及施工人員進(jìn)行施工過(guò)程與方法模擬現(xiàn)場(chǎng)三維交底，使現(xiàn)場(chǎng)施工不再僅僅依靠平面圖紙，提高認(rèn)知度，避免因理解不當(dāng)而造成的返工現(xiàn)象，加快施工速度，提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率。

2.2 管材及附件管控優(yōu)化

（1）設(shè)計(jì)優(yōu)化。工程設(shè)備管線利用BIM技術(shù)對(duì)各類(lèi)管材及附件等的路徑與尺寸進(jìn)行優(yōu)化和管線綜合平衡設(shè)計(jì)，減少部分管線的長(zhǎng)度和彎頭數(shù)量，找出較短路徑、較優(yōu)尺寸，做預(yù)留孔洞或管線預(yù)埋。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因節(jié)省材料需用量而降低成本可達(dá)項(xiàng)目總造價(jià)的3%以上，有效降低材料成本，實(shí)現(xiàn)降本增效目的。以暖通風(fēng)管的鋼板制作與安裝為例，按常規(guī)的制作與安裝方法，損耗量多數(shù)都會(huì)超過(guò)定額所規(guī)定的11%，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，大大減少?gòu)U料，項(xiàng)目損耗率不足4%。同時(shí)，優(yōu)化施工工序與工藝，還可提高施工效率，減少返工。

（2）采購(gòu)數(shù)量?jī)?yōu)化。當(dāng)前，絕大多數(shù)施工項(xiàng)目管材及附件一般是根據(jù)投標(biāo)清單數(shù)量，再進(jìn)行簡(jiǎn)單審核審批進(jìn)行采購(gòu)，很難做到對(duì)施工用料的計(jì)算，經(jīng)常造成采購(gòu)材料過(guò)剩，大量材料現(xiàn)場(chǎng)積壓、占用大量資金、工程成本上揚(yáng)，或者采購(gòu)不足，等工待料，無(wú)法滿(mǎn)足預(yù)訂工期要求；甚至材料申報(bào)審核不嚴(yán)造成錯(cuò)誤采購(gòu)，較后與業(yè)主扯皮，造成大量資金損失。而借助BIM模型審核，確保材料申報(bào)準(zhǔn)確，降低材料采購(gòu)數(shù)量誤差。結(jié)合施工程序及形象工程進(jìn)度周密安排材料采購(gòu)計(jì)劃，不僅能保工期與施工的連續(xù)性，而且能用好用活流動(dòng)資金、降低庫(kù)存、減少材料二次搬運(yùn)。

（3）下料優(yōu)化。傳統(tǒng)管材下料按照二維平面圖核算，平面圖與實(shí)際安裝會(huì)有較大差別，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。下料偏大則會(huì)造成建設(shè)費(fèi)用和能源浪費(fèi)，下料偏小則會(huì)造成系統(tǒng)不能正常工作。運(yùn)用BIM技術(shù)后，在繪制好的設(shè)備管線模型中，讓BIM軟件自動(dòng)完成復(fù)雜的計(jì)算工作，從而為管材參數(shù)的尺寸和選型提供正確依據(jù)。項(xiàng)目核算員、材料員、施工員等管理人員按施工規(guī)范要求，結(jié)合BIM三維模型向施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，將BIM模型中用料意圖灌輸給班組，用BIM三維圖、CAD圖紙或者表格下料單等書(shū)面形式做好用料交底，防止班組“長(zhǎng)料短用、整料零用”，做到物盡其用，減少浪費(fèi)及邊角料，把材料消耗降到較低限度。

（4）領(lǐng)料優(yōu)化。根據(jù)安裝工程管材及附件特點(diǎn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖及BIM設(shè)備管線模型，控制材料及使用數(shù)量，做到規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、參數(shù)完全準(zhǔn)確。施工員根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)度，方便的提取施工區(qū)段管材及附件用量，在下達(dá)施工任務(wù)書(shū)中，附上完成該項(xiàng)施工任務(wù)的限額領(lǐng)料單，作為材料員發(fā)料控制依據(jù)，實(shí)行對(duì)各班組限額發(fā)料，防止錯(cuò)發(fā)、多發(fā)、漏發(fā)等無(wú)計(jì)劃用料，從源頭上做到材料的“有的放矢”，減少施工班組對(duì)材料的浪費(fèi)。

2.3人工與機(jī)械施工優(yōu)化

BIM技術(shù)可根據(jù)管線施工工序、進(jìn)度、成本、質(zhì)量以及人力、機(jī)械、材料等施工信息，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目施工階段工程進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場(chǎng)地布置動(dòng)態(tài)集成管理及施工過(guò)程可視化模擬。按照施工過(guò)程可視化模擬結(jié)果，對(duì)各管線之間的工程施工邏輯關(guān)系等進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)合理規(guī)劃，減少二次搬運(yùn)，杜絕現(xiàn)場(chǎng)返工，特別是室外管線施工反復(fù)開(kāi)挖，室內(nèi)管線施工反復(fù)搭拆架子問(wèn)題。

（1）借助BIM技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程模擬結(jié)果，將管材及附件擺放至指定位置，避免材料堆場(chǎng)影響施工導(dǎo)致材料二次搬運(yùn)；其次運(yùn)用BIM準(zhǔn)確提取各區(qū)段管材及附件消耗量，施工人員根據(jù)此量將備用管材及附件搬運(yùn)至用料區(qū)段，避免多運(yùn)、漏運(yùn)、錯(cuò)運(yùn)，造成二次搬運(yùn)。據(jù)核算，大型超高層，管材及附的垂直運(yùn)輸成本占到總?cè)斯こ杀镜?0%左右，現(xiàn)場(chǎng)材料二次搬運(yùn)成本占到材料運(yùn)輸成本的20%左右。

（2）運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合深化，首先由于它的可視化糾錯(cuò)能力直觀、真實(shí)，這使施工過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題，提前到設(shè)計(jì)階段來(lái)處理，避免因各管材設(shè)備與土建結(jié)構(gòu)的交叉沖突而導(dǎo)致返工；其次是運(yùn)用BIM技術(shù)完成預(yù)留孔洞定位圖，避免因孔洞預(yù)留不準(zhǔn)而導(dǎo)致的二次開(kāi)孔、返工問(wèn)題；較后是運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行凈高復(fù)合，避免因管線標(biāo)高不符合吊頂標(biāo)高要求而導(dǎo)致各管線安裝返工。通過(guò)調(diào)整優(yōu)化出圖，科學(xué)安排施工順序，合理組織管線交叉施工，使各項(xiàng)工作有序展開(kāi)，既保工程進(jìn)度，又節(jié)省開(kāi)支和降低工程成本。

3.結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)是信息化技術(shù)建筑業(yè)的直接應(yīng)用，服務(wù)于建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等整個(gè)生命周期。BIM技術(shù)為項(xiàng)目各參與方提供交流、協(xié)同工作的平臺(tái)，為避免失誤、提高工程質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期等做出極大貢獻(xiàn)，其巨大優(yōu)勢(shì)作用讓行業(yè)對(duì)其愈加重視。

應(yīng)用BIM技術(shù)在設(shè)備管線的各個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)之間進(jìn)行碰撞檢查，不但能徹底消除硬、軟碰撞，完善工程設(shè)計(jì)，進(jìn)而大大降低在施工階段因錯(cuò)誤造成的損失和返工問(wèn)題，還可做到既優(yōu)化空間又便于使用和維修。

譬如應(yīng)用BIM技術(shù)碰撞檢測(cè)和三維可視化模擬等功能對(duì)某工程管道井中給排水水管、熱水管、燃?xì)夤芎惋L(fēng)管等設(shè)備管線進(jìn)行排布，各管線在豎井內(nèi)位置交叉，產(chǎn)生大量管路跨越搭接；通過(guò)調(diào)整各設(shè)備管線安裝位置，減少管路跨越搭接，優(yōu)化設(shè)備管線路徑，既節(jié)約材料，又使整體布局合理美觀，同時(shí)還可預(yù)留足夠的檢查維修空間。

（編輯：奚雅青）