淺談BIM技術(shù)在設(shè)備管線(xiàn)方面優(yōu)化的應(yīng)用價(jià)值

龔家浩

60190221

《BIM導(dǎo)論》課程論文，指導(dǎo)老師黃素清

摘要

BIM技術(shù)在機(jī)電工程管道中的應(yīng)用更為復(fù)雜。BIM技術(shù)可用于機(jī)電管道的碰撞檢測(cè)和綜合布置，實(shí)現(xiàn)管道走向、安裝高度和布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，方便工程安裝，實(shí)現(xiàn)空間的最大利用。基于BIM技術(shù)的應(yīng)用，分析了設(shè)計(jì)過(guò)程中集成管理的優(yōu)化，從碰撞檢測(cè)、設(shè)備管線(xiàn)布置、虛擬施工等方面對(duì)項(xiàng)目建模進(jìn)行了分析和優(yōu)化。，以保證管道維護(hù)空間和建筑物的整體凈需求。

關(guān)鍵詞：BIM；管線(xiàn)綜合；碰撞檢查

0.引言

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用，BIM在機(jī)電管線(xiàn)綜合應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)日益凸顯。為了滿(mǎn)足日益龐大的建筑規(guī)模和復(fù)雜的使用功能，BIM機(jī)電管線(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)企業(yè)、施工企業(yè)乃至業(yè)主的要求越來(lái)越激烈。

BIM技術(shù)的可視性使設(shè)計(jì)人員能夠在虛擬三維環(huán)境中直接瀏覽管道安裝效果，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中的碰撞沖突，及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，避免施工階段出現(xiàn)的錯(cuò)、漏、缺問(wèn)題，大大提高了管道的綜合設(shè)計(jì)能力，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1．BIM技術(shù)主要特點(diǎn)

1.1、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)軟件涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，包括整個(gè)生命周期的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理。BIM技術(shù)軟件不是一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立軟件，也不是一種類(lèi)似的軟件，而是通過(guò)繪圖平臺(tái)（圖形引擎）軟件和接口轉(zhuǎn)換軟件將多個(gè)具有不同功能的系列軟件組合而成；而能夠完成每一項(xiàng)功能的軟件不僅僅是一個(gè)產(chǎn)品。

BIM軟件技術(shù)主要包括BIM核心建模軟件、BIM方案設(shè)計(jì)軟件、帶BIM接口的幾何建模軟件、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、模型校核軟件、深化設(shè)計(jì)軟件，模型綜合碰撞檢測(cè)軟件、成本管理軟件、運(yùn)營(yíng)管理軟件發(fā)布審核軟件，每個(gè)軟件包含多個(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)的快速發(fā)展，建筑業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。大規(guī)模的城市化進(jìn)程帶來(lái)了前所未有的新建需求。隨著工程設(shè)計(jì)的日益復(fù)雜，設(shè)計(jì)周期短，工期緊，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法面臨著多重困難。BIM技術(shù)軟件服務(wù)于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期，可以為所有項(xiàng)目參與者提供一個(gè)順暢溝通和協(xié)同工作的平臺(tái)。

2.BIM技術(shù)在設(shè)備管線(xiàn)優(yōu)化中的應(yīng)用

工程設(shè)備管線(xiàn)主要有強(qiáng)電、弱電、消防噴淋、綜合布線(xiàn)、給水、中水、污水及廢水排放、供氣、通風(fēng)空調(diào)、防排煙及采暖等，管線(xiàn)復(fù)雜，預(yù)制構(gòu)件接頭處鋼筋密集錯(cuò)開(kāi)，如果在施工中發(fā)現(xiàn)各類(lèi)管道與預(yù)制構(gòu)件重疊碰撞，將給各類(lèi)管道施工、預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋、吊裝、安裝帶來(lái)很大困難。

因此，在施工前，采用BIM技術(shù)對(duì)管道密集區(qū)進(jìn)行綜合布置設(shè)計(jì)，對(duì)各種施工條件下的管道布置和預(yù)制接頭吊裝進(jìn)行虛擬仿真。提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的碰撞和沖突，盡快發(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(xiàn)碰撞檢查優(yōu)化

如果在施工中發(fā)現(xiàn)各類(lèi)管道與預(yù)制構(gòu)件重疊碰撞，將給各類(lèi)管道施工、預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋、吊裝、安裝帶來(lái)很大困難。

因此，在施工前，采用BIM技術(shù)對(duì)管道密集區(qū)進(jìn)行綜合布置設(shè)計(jì)，對(duì)各種施工條件下的管道布置和預(yù)制接頭吊裝進(jìn)行虛擬仿真。提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的碰撞和沖突，盡快發(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。

利用BIM軟件平臺(tái)的碰撞檢測(cè)功能，可以提前發(fā)現(xiàn)圖紙和管線(xiàn)的碰撞問(wèn)題，及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位，進(jìn)行施工方案優(yōu)化，減少由此產(chǎn)生的變更申請(qǐng)單，避免后期施工中因圖紙問(wèn)題引起的停工和返工，不僅提高了施工質(zhì)量，保證了施工工期，而且節(jié)省了大量的施工和管理費(fèi)用，也為現(xiàn)場(chǎng)施工和總承包管理打下了良好的基礎(chǔ)。創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合BIM技術(shù)的可視化，模擬施工管理人員和施工人員的施工過(guò)程和方法，使現(xiàn)場(chǎng)施工不再僅僅依靠平面圖，提高了意識(shí)，避免了因理解不當(dāng)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。利用BIM技術(shù)對(duì)各種管道及附件的路徑和尺寸進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)管道進(jìn)行綜合平衡設(shè)計(jì)，以減少部分管道的長(zhǎng)度和彎頭的數(shù)量，找出較短的路徑和較好的尺寸，預(yù)留孔洞或預(yù)埋管道。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于節(jié)約材料消耗而降低的成本可達(dá)到工程總成本的3%以上，有效降低材料成本，達(dá)到降低成本、提高效率的目的。以暖通管道用鋼板的生產(chǎn)安裝為例，按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)安裝方式，大部分損失將超過(guò)定額的11%。通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，可以大大減少浪費(fèi)，工程損失率小于4%。同時(shí)，優(yōu)化施工工藝和技術(shù)也可以提高施工效率，減少返工。

（2）

采購(gòu)數(shù)量?jī)?yōu)化。目前，絕大多數(shù)建設(shè)工程管道及配件一般都是按照招標(biāo)清單的編號(hào)采購(gòu)，然后簡(jiǎn)單地進(jìn)行審批。施工材料計(jì)算困難，往往導(dǎo)致采購(gòu)材料過(guò)多、現(xiàn)場(chǎng)材料大量積壓、占用大量資金、工程造價(jià)上升或采購(gòu)不足等，不能滿(mǎn)足預(yù)定工期要求；就連物資申報(bào)審核也不嚴(yán)格，導(dǎo)致采購(gòu)錯(cuò)誤，后來(lái)又與業(yè)主發(fā)生爭(zhēng)吵，造成了不少經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)BIM模型審核，保證了物料申報(bào)的準(zhǔn)確性，減少了物料采購(gòu)數(shù)量的誤差。結(jié)合施工程序和形象工程進(jìn)度，精心安排材料采購(gòu)計(jì)劃，既能保證工期和施工的連續(xù)性，又能充分利用周轉(zhuǎn)資金，減少庫(kù)存，減少材料的二次搬運(yùn)。

2.3人工與機(jī)械施工優(yōu)化

BIM技術(shù)可根據(jù)管線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)施工反復(fù)開(kāi)挖，室內(nèi)管線(xiàn)施工反復(fù)搭拆架子問(wèn)題。

3.結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)是信息技術(shù)在建筑行業(yè)的直接應(yīng)用，服務(wù)于建筑工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的全生命周期。BIM技術(shù)為項(xiàng)目的所有參與者提供了一個(gè)交流和合作的平臺(tái)，為避免失誤、提高工程質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期等做出了巨大貢獻(xiàn)，其巨大的優(yōu)勢(shì)使業(yè)界越來(lái)越重視它。

以某工程管道井為例，采用BIM技術(shù)碰撞檢測(cè)和三維視景仿真來(lái)布置給排水管道、熱水管道、燃?xì)夤艿篮涂諝夤艿馈９艿涝谪Q井內(nèi)交叉，造成大量管道重疊；通過(guò)調(diào)整各設(shè)備管道的安裝位置，減少管道交叉重疊，優(yōu)化設(shè)備管道路徑，既節(jié)約了材料，又使整體布局合理美觀，同時(shí)可以預(yù)留足夠的檢修空間。

參考文獻(xiàn)：

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