淺談BIM技術(shù)在設(shè)備管線方面優(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)過程中集成管理的優(yōu)化，從碰撞檢測、設(shè)備管線布置、虛擬施工等方面對項(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；管線綜合；碰撞檢查

0.引言

隨著BIM技術(shù)在我國的發(fā)展和應(yīng)用，BIM在機(jī)電管線綜合應(yīng)用中的優(yōu)勢日益凸顯。為了滿足日益龐大的建筑規(guī)模和復(fù)雜的使用功能，BIM機(jī)電管線對設(shè)計(jì)企業(yè)、施工企業(yè)乃至業(yè)主的要求越來越激烈。

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)營管理。BIM技術(shù)軟件不是一個(gè)簡單的獨(dú)立軟件，也不是一種類似的軟件，而是通過繪圖平臺（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，模型綜合碰撞檢測軟件、成本管理軟件、運(yùn)營管理軟件發(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。

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

工程設(shè)備管線主要有強(qiáng)電、弱電、消防噴淋、綜合布線、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，管線復(fù)雜，預(yù)制構(gòu)件接頭處鋼筋密集錯(cuò)開，如果在施工中發(fā)現(xiàn)各類管道與預(yù)制構(gòu)件重疊碰撞，將給各類管道施工、預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋、吊裝、安裝帶來很大困難。

因此，在施工前，采用BIM技術(shù)對管道密集區(qū)進(jìn)行綜合布置設(shè)計(jì)，對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)場存在的碰撞和沖突，盡快發(fā)現(xiàn)施工過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)場的工作效率。

2.1

管線碰撞檢查優(yōu)化

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

因此，在施工前，采用BIM技術(shù)對管道密集區(qū)進(jìn)行綜合布置設(shè)計(jì)，對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)場存在的碰撞和沖突，盡快發(fā)現(xiàn)施工過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)場的工作效率。

利用BIM軟件平臺的碰撞檢測功能，可以提前發(fā)現(xiàn)圖紙和管線的碰撞問題，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)生的變更申請單，避免后期施工中因圖紙問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程和方法，使現(xiàn)場施工不再僅僅依靠平面圖，提高了意識，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)對各種管道及附件的路徑和尺寸進(jìn)行優(yōu)化，并對管道進(jìn)行綜合平衡設(shè)計(jì)，以減少部分管道的長度和彎頭的數(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，大部分損失將超過定額的11%。通過應(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）

采購數(shù)量優(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)清單的編號采購，然后簡單地進(jìn)行審批。施工材料計(jì)算困難，往往導(dǎo)致采購材料過多、現(xiàn)場材料大量積壓、占用大量資金、工程造價(jià)上升或采購不足等，不能滿足預(yù)定工期要求；就連物資申報(bào)審核也不嚴(yán)格，導(dǎo)致采購錯(cuò)誤，后來又與業(yè)主發(fā)生爭吵，造成了不少經(jīng)濟(jì)損失。通過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、成本和場地布置動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程可視化模擬。按照施工過程可視化模擬結(jié)果，對各管線之間的工程施工邏輯關(guān)系等進(jìn)行施工現(xiàn)場科學(xué)合理規(guī)劃，減少二次搬運(yùn)，杜絕現(xiàn)場返工，特別是室外管線施工反復(fù)開挖，室內(nèi)管線施工反復(fù)搭拆架子問題。

3.結(jié)語

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，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)勢使業(yè)界越來越重視它。

以某工程管道井為例，采用BIM技術(shù)碰撞檢測和三維視景仿真來布置給排水管道、熱水管道、燃?xì)夤艿篮涂諝夤艿?。管道在豎井內(nèi)交叉，造成大量管道重疊；通過調(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。

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