淺析BIM 技術在管線安裝施工管理中的簡單應用

嚴 強 何志軍

（中交第四公路工程局有限公司 100000）

0 引言

在工程建設后期，各種專業機械設備和管道的安裝，如給排水工程，通風空調工程，電氣工程，智能化工程等，占據了大部分的安裝和施工內容。又由于各專業管線多，排布空間受限制，導致機電管線安裝施工中常有碰撞，而沒有事先制定排布方案，經常導致返工，造成較大經濟損失和人力資源損失，預先制定合理方案便有利于安裝工程保時保質完成，而 BIM 技術能使得我們能夠較為輕松地進行管線排布，進行優化并指導實際施工，實現安裝施工過程中各方面的優化管理。

1 BIM 技術介紹

目前的建筑設計依然以二維設計為主，而BIM 模型是依據2D 成型圖紙進行建模，再根據3D 模型生成2D 圖紙以指導施工。BIM 軟件提供了二維和三維的工作環境，可直接在軟件內進行建筑設計。并且在創建構建對象之前明確定義所有對象分類，并且還可以設置對象的詳細信息。便于在后期任一階段都可以直接使用建筑對象的信息。

2 機電管線排布現狀

隨著建筑業的不斷發展，建筑的功能越來越全面，相關的使用要求，美學要求和實用要求也在不斷提高。而要滿足這些各使用需求，各種設備的數量也隨之不斷增加，各專業管線在走廊，地下室等密集排布處存在較多管線沖突，以往的管線排布方法在數量多、管徑大時顯得力不從心，對管線排布人員具有較高要求且存在較高難度，管線標高、結構等的碰撞數量在施工進行過程中不斷增加且更加不易處理。而機電各專業主干管線安裝所占管線安裝份額高達60%以上，深入優化集中機電管線排布方案對提高施工效率，減少碰撞損失具有重要意義。

3 利用BIM 技術進行管線綜合排布的碰撞檢查及優化

建筑及機電BIM 模型建立完成后，利用BIM 技術進行綜合管線深化理論上可實現零碰撞。在revit 軟件中對已完成BIM 模型執行管線碰撞檢測，通過選擇不同項目類別、專業系統，可得到相應系統間的碰撞檢查結果，revit 軟件中的碰撞檢查結果可根據碰撞點構件ID 直接查找碰撞點模型在圖中位置，并可在軟件中直接進行修改。

利用NavisWorks 同樣可以進行碰撞檢查，且相較于revit 中各專業管線間的碰撞檢查，因其數據量輕等特點，其不僅能夠實現各專業機電管線間的碰撞，執行MEP(機電)模型與AR＆ST(建筑結構)模型間的碰撞檢查也更加輕松方便，而且能夠通過調整碰撞類型，公差及碰撞形式得到更加精確的碰撞結果，碰撞結果能夠直接得到碰撞數量并導出碰撞結果以及通過ID 進行精確定位以便與修改并且能夠得出3D 碰撞視圖，直觀感受碰撞形式，方便后期調整和優化管線布局方案。

圖 碰撞檢查

由軟件運行碰撞檢查得出的碰撞檢查結論可以得出大部分的標高性碰撞、路由性碰撞、制作工藝性碰撞等碰撞類型，但由于執行碰撞檢查時所設置的公差等因素的影響或是由于模型制作時模塊間的屬性設置，可能出現系統不能識別的碰撞或是微碰撞，部分區域結構建筑的特殊性常會導致機電管線與建筑結構間出現不合理或影響美觀、實用的不可預見性碰撞。利用軟件的虛擬漫游功能實現沉浸式體驗，以直接觀感判斷是否出現碰撞或安裝完成后是否影響使用和美觀，能夠進一步減少預見性及不可預見性碰撞問題，做到提前優化，減少施工時可能發生的碰撞問題，以達到高效施工，節約材料和人力的目的。

4 管線碰撞的優化

在獲得碰撞點的數據后，通過軟件定位查找確定碰撞點位置，隨后依據管線綜合排布原則，有壓管讓無壓管、小管徑讓大管徑、易彎曲的讓不易彎曲、臨時性讓永久性、工程量小讓工程量大、新建讓現有、檢修次數少讓檢修次數多和不方便的，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，結合實際進行管線位置調整或局部節點避讓以達到優化管線排布的效果。

5 施工中的BIM 技術應用

針對實際施工現場仍以二維圖紙的現狀，可以利用BIM 可出圖的特點導出二維施工圖紙以指導現場實際施工，但由于模型的標注方法的影響，管線與相應鄰墻的間距常標注為墻中心線（及軸線）到管線的距離，而現場施工時參照點往往依據墻面到管線的距離，雖然可以用圖中所標注距離減去墻體1/2 厚度得到管線距墻距離，但由于部分墻體厚度不同，導致按照找此種方法可能使管線安裝后與圖紙標注位置出現較大偏差，故在導出圖紙前，可以將標注適當調整。導出的圖紙直接能夠得到相應管線的標高及位置，借以3D 視圖查看相應位置的管線排布情況，確定合理的施工順序，按順序將各專業管線以安裝優先級按數字從小到大進行標記，施工時交與各專業施工隊伍導出的標記順序后的各專業圖紙，施工時按照現場安裝情況以排定施工順序進行施工，以達到各專業施工互不影響，減少施工碰撞。復雜節點直接由BIM 導出的節點剖面圖配合由3D 視圖形成圖片進行技術交底，嚴格按照優化后的管線排布位置進行施工，實現指導復雜節點管線施工零碰撞，零返工。

目前管線施工中，給排水專業中管材一般為標準管材，在現場施工時根據現場安裝需要對管材進行加工和連接；通風與空調工程除風機、風閥等定型設備外，風管一般為現場制作，隨后進行組合安裝，相對來講，給排水專業及通風與空調專業在現場施工時容易調整，不至于對實際施工的進度等產生較大影響，而電氣工程中的電纜橋架一般為定制產品，將參數提供給生產廠家做好成品后運至施工現場直接進行安裝，而如果沒有對管線進行優化，在安裝過程中遇到需要電纜橋架避讓時，要與生產廠家進行溝通制作，往往會耗費大量的人力物力，而通過優化后的BIM 模型對定制橋架的參數、數量以及特殊點的過彎橋架準確控制，實現現場材料的精細化管理，能起到提高經濟效益，提高施工效率的作用。

在NavisWorks 中使用TimeLiner，可以將Microsoft Project 等軟件編制的進度計劃導入或是直接在NavisWorks 中選中對象編制進度計劃：以已編制完成的統一總進度計劃為指導，按專業進行編排各自進度計劃，使用模型中的對象附著于進度計劃中的任務來創建四維模擬，這使我們能夠看到進度在模型上的效果，將計劃日期與實際工作日期進行比較，采用循環模式模擬現場施工來預測可能的偏差，做到提早預警并針對問題制定糾偏措施。通過這種方式，能夠積極簡便的探尋施工中影響施工進度的因素并采取措施。

6 在造價管理中的應用

施工階段的造價管理目標是將工程項目造價控制在計劃投資額范圍內，定期對實際發生的造價值和目標值進行對比，及時采取措施糾正偏差。而工程量計算是造價管理預算編制的基礎，而revit 軟件自帶自動算量功能，相較于一般的手工在組件中加入它所包含的工項名稱，于還未建置的實體組件中加入其工項尺寸及參數。模型制作完成后，利用revit 軟件中的明細表功能，篩選需要進行計算的工項，隨后加入計算公式，計算已篩選的工項數量，反復建立篩選不同工項的明細表，當所有需要計算的工項計算完后，在各張不同明細表中選取同一工項的數量進行匯總后便可得到較為準確的工程量。自模型建立完成時便可自動生成具體數據，減少統計工程量與實際工程量的偏差。

圖 revit 算量

7 結語

算量和二維軟件算量，基于BIM 軟件的算量方法能夠提升算量的客觀性和效率，其最大優勢在于工程量的統計與核算上，三維模型的建立使得以往算量中模糊不清的豎向工程量變得清晰和便于計算，其算量方法為：在BIM 模型組件制作時，

本文僅針對安裝工程中的管線施工過程對BIM 技術的簡單應用進行簡要闡述，基于BIM 技術所帶來的施工技術革新逐漸在施工中得以運用，但以BIM 技術實現現場實際生產進度實時反饋的5D 技術受平臺，硬件等的限制，在實際生產中應用還存在一些問題，相信利用好可簡單實現的BIM 技術在建筑行業所帶來的技術創新能夠使我們的建設過程更加順暢、擁有更高的效率及經濟效益。