BIM 技術(shù)在水電站機(jī)電設(shè)備安裝工程施工中的應(yīng)用研究

魏亞壘

（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

機(jī)電安裝施工是水電站工程中滿足各項(xiàng)功能要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接影響工程建設(shè)后各項(xiàng)使用功能能否順利實(shí)現(xiàn)。然而，機(jī)電安裝施工存在很大的復(fù)雜性與系統(tǒng)性，在過去的施工中由于信息流通不及時(shí)、不到位，很容易產(chǎn)生一些問題，影響施工的正常進(jìn)行，或?qū)е率┕べ|(zhì)量不滿足要求。然而，在機(jī)電安裝中引入BIM 技術(shù)能有效避免過去常見問題的發(fā)生，保證機(jī)電安裝質(zhì)量，為之后的運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造良好條件。

一、BIM 技術(shù)概述

（一）BIM 技術(shù)概念

BIM 技術(shù)就是建筑信息模型，通俗來講，是將建筑工程各階段的工程信息輸入模型，可以為實(shí)際施工提供參考，實(shí)現(xiàn)提升建筑質(zhì)量的目的，在三維技術(shù)的協(xié)同下，可以實(shí)現(xiàn)收集工程數(shù)據(jù)來對(duì)施工建筑物進(jìn)行實(shí)物模擬，最后，建立統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)模型。

（二）BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

1.可視性：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙都是平面圖，都是有設(shè)計(jì)人員繪制出來的，但隨著建筑工程規(guī)模的不斷增加，設(shè)計(jì)圖紙涉及的面也越來越廣，相關(guān)人員的工作量也越來越大。這不僅會(huì)拖慢工程設(shè)計(jì)進(jìn)度，還會(huì)使出現(xiàn)紕漏的概率增加。BIM 技術(shù)則可以將工程設(shè)計(jì)方案以圖像形式展現(xiàn)出來，具有可視化的特點(diǎn)，更便于找到設(shè)計(jì)不合理的地方。

2.模擬性：BIM 技術(shù)的一大特點(diǎn)就是具有模擬行，可以通過模型的建立對(duì)整個(gè)機(jī)電安裝工程進(jìn)行模擬，并據(jù)此來驗(yàn)證工程的科學(xué)性和合理性，并判斷出工程設(shè)計(jì)方案是否可行。

3.協(xié)調(diào)性。當(dāng)前大多數(shù)建筑機(jī)電安裝工程的工程量都很大，為了保證工期，需要多個(gè)施工團(tuán)隊(duì)配合施工，但不同施工團(tuán)隊(duì)如何相互配合、共同完成整個(gè)工程是工程管理方比較頭疼的問題。BIM 技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)采集和分析對(duì)施工內(nèi)容和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，對(duì)施工順序進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保障工程管理的協(xié)調(diào)性和施工效率。

4.信息全面性。在整個(gè)機(jī)電安裝工程中，所涉及的數(shù)據(jù)是非常多的，利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一管理。工作人員可以通過信息查詢來實(shí)時(shí)了解工程進(jìn)度、檢查工程質(zhì)量，降低工程建設(shè)中的問題發(fā)生率。

5.周期全面性。機(jī)電安裝工程的環(huán)節(jié)較多，利用BIM 技術(shù)可以進(jìn)行進(jìn)度查詢，了解整個(gè)工程的建設(shè)情況，提升工程質(zhì)量，展現(xiàn)出BIM 技術(shù)的周期全面性。

二、BIM 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）三維信息模擬，促進(jìn)信息暢通傳遞

BIM 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于，具備三維信息模擬功能，能夠?yàn)樾畔鬟f提供一個(gè)暢通的渠道。在數(shù)字信息技術(shù)的支持下，BIM 技術(shù)可以自二維空間轉(zhuǎn)向三維空間，基于甲方、設(shè)計(jì)單位及施工單位這三方得以完成整個(gè)建筑工程建設(shè)，因此必須要確保這3個(gè)單位在工程建設(shè)方面的理解是一致的，以降低彼此之間的矛盾與沖突，促進(jìn)彼此之間默契合作，使工程建設(shè)、機(jī)電安裝工程順利推進(jìn)。但從實(shí)際情況來看，由于信息傳遞方式存在一定差異，所獲取渠道也有所不同，3 個(gè)單位對(duì)于信息數(shù)據(jù)的獲取往往存在一定差異，導(dǎo)致各方之間對(duì)于機(jī)電安裝工程的推進(jìn)階段理解可能存在偏差。而通過BIM 技術(shù)三維模擬功能的有效發(fā)揮，可以數(shù)據(jù)化的方式來將三方信息在模型上反映出來，便于準(zhǔn)確把握和詳細(xì)確認(rèn)各方的建設(shè)需求，信息獲取的時(shí)效性更高，有效防范理解偏差，促進(jìn)工程建設(shè)的有序推進(jìn)和溝通問題的解決。

（二）減少管道線路碰撞，優(yōu)化安裝結(jié)構(gòu)

通過應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠科學(xué)防范管道線路碰撞問題，促進(jìn)機(jī)電安裝結(jié)構(gòu)的逐步優(yōu)化，提升工程建設(shè)質(zhì)量。就BIM 技術(shù)來看，通過其功能的發(fā)揮可真實(shí)化地模擬管道線路空間，把握建筑工程內(nèi)部管線安裝情況，并就定位進(jìn)行模擬，防范空間內(nèi)管道線路交叉的問題出現(xiàn)，降低安裝質(zhì)量問題的出現(xiàn)概率，提高人力、物力、財(cái)力資源利用率，促進(jìn)機(jī)電安裝工程的進(jìn)行。

（三）減少工程成本，加快處理數(shù)據(jù)

在機(jī)電安裝工程中，工程項(xiàng)目整體效益所受預(yù)算的影響較大，因此必須要提高預(yù)算的精準(zhǔn)度，合理計(jì)算工程建設(shè)所需成本。但整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)過程中包含著龐大且復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，成本預(yù)算過程特殊，需要消耗較多的人力財(cái)力。而通過BIM 技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠促進(jìn)這一問題的解決，數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性更高，也能有效控制工程成本。在BIM 技術(shù)的支持下，可以在工程虛擬化條件下呈現(xiàn)出立體建筑，便于結(jié)合實(shí)際需求調(diào)配建筑材料，精準(zhǔn)計(jì)算工程各環(huán)節(jié)的成本，減少不必要的資金損失，保障整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

三、BIM 技術(shù)在水電站機(jī)電設(shè)備安裝工程中的應(yīng)用

將BIM 技術(shù)直接運(yùn)用于水電站機(jī)電安裝工程中的輔機(jī)管路、電纜管路的預(yù)埋、明裝輔機(jī)管路安裝、橋架安裝等施工。充分利用BIM 軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力、能快速地獲取工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的能力、三維可視化能力以及真實(shí)的視覺沖擊能力,提高施工管理效率、提升施工預(yù)算的精度、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的管控以及精細(xì)化管理。

（一）管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)

在安裝機(jī)電設(shè)備過程中需要涉及空調(diào)、給排水、消防、電氣等各種管線，如果設(shè)計(jì)不合理很容易出現(xiàn)管線碰撞的問題，在管線綜合設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠有效地解決這一問題。首先，構(gòu)建BIM 模型，三維模型管線建立后利用檢測(cè)軟件對(duì)施工方案中管線碰撞情況進(jìn)行檢測(cè)，如果存在碰撞、摩擦等不良問題，能夠及時(shí)確認(rèn)位置，并且通過調(diào)整參數(shù)快速改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

（二）物料管理

利用BIM 技術(shù)能夠?qū)⑺形锪戏N類、價(jià)格、數(shù)量等信息統(tǒng)計(jì)到模型當(dāng)中，并且和模型結(jié)構(gòu)相結(jié)合對(duì)機(jī)電工程安裝所需要的成本進(jìn)行精確計(jì)算，這從很大程度上控制了機(jī)電安裝工程造價(jià)，同時(shí)能夠提升項(xiàng)目預(yù)算編制效率。此外，在施工進(jìn)度管理中利用BIM 技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)物料的使用情況、供應(yīng)情況、價(jià)格更新情況等，保證采購(gòu)人員根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整采購(gòu)計(jì)劃，明確材料入場(chǎng)時(shí)間，將物料使用效率提高，保證材料供應(yīng)及時(shí)的同時(shí)避免大量材料堆積到現(xiàn)場(chǎng)影響施工秩序。通過靈活地應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠提升物料管理水平，能夠保證施工進(jìn)度方案的高效落實(shí)。

（三）施工信息交互以及優(yōu)化設(shè)計(jì)

在機(jī)電安裝工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)可以建立群組，各個(gè)部門的成員交流可以充分發(fā)揮電子信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)δＰ妥儎?dòng)情況第一時(shí)間掌握，從而實(shí)現(xiàn)交流機(jī)電工程信息的目的，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部門之間高效地溝通，保證各個(gè)部門或者單位之間更加高效地開展合作。在傳統(tǒng)的機(jī)電安裝方案中常常采用的是平面圖或者立面圖，而BIM技術(shù)的應(yīng)用可以構(gòu)建三維立體模型能夠直觀地展現(xiàn)出機(jī)電安裝過程和結(jié)果，可以通過碰撞檢查確定內(nèi)部是否存在沖突，能夠明確各個(gè)機(jī)電設(shè)備、管線的位置，能夠在三維模型中及時(shí)融合分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電安裝方案的優(yōu)化。

（四）安全施工

通過對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，還將可以為工程施工中安全管理工作的順利開展提供保障。因此在實(shí)際的施工過程中，每一個(gè)不同的施工階段都可能會(huì)存在各種各樣的危險(xiǎn)施工步驟。如果使用BIM 技術(shù)在模型中就可以使用不同的顏色分別對(duì)危險(xiǎn)程度不同的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注。在實(shí)際的施工過程中，施工工作人員通過判斷和了解模型顏色，就可以結(jié)合實(shí)際情況使用合理的防護(hù)措施，進(jìn)而有效地降低安全事故發(fā)生率，避免發(fā)生重大的安全事故。除此之外，還可以將BIM 技術(shù)和施工現(xiàn)場(chǎng)中的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有效融合，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)的施工動(dòng)態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)其中存在問題，可以及時(shí)地對(duì)其進(jìn)行解決和處理。

（五）模型控制

在BIM 平臺(tái)當(dāng)中將相關(guān)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)地錄入能夠保證各個(gè)部門共享相關(guān)數(shù)據(jù)信息，能夠虛擬建模，這和未來信息共享的發(fā)展趨勢(shì)十分契合，有助于將各個(gè)部門和單位之間溝通、協(xié)調(diào)、合作的效率提高。當(dāng)前建筑工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，所用的機(jī)電設(shè)備種類、數(shù)量越來越多，涉及的專業(yè)和部門也越來越多，比如相關(guān)建設(shè)部門、監(jiān)理部門、管理部門、業(yè)主等，都是當(dāng)前建筑工程中需要涉及的人員，各個(gè)部門和單位都希望能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)建筑工程的建設(shè)進(jìn)度，利用BIM 技術(shù)能夠保證各個(gè)部門和人員對(duì)建筑機(jī)電安裝現(xiàn)狀有實(shí)時(shí)的了解，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并且應(yīng)對(duì)機(jī)電安裝過程中存在的不足，提高機(jī)電安裝的質(zhì)量，降低不良問題造成的損失。

（六）二維碼技術(shù)的利用

充分利用二維碼技術(shù)的標(biāo)記和識(shí)別功能，通過二維碼的標(biāo)記，精確確定每根輔機(jī)管路、穿線管的作用及名稱，防止施工過程中因工作疏漏或記錄等原因?qū)е鹿苈贰⒋┚€管名稱錯(cuò)誤，致使返工，影響施工效率。具體如下:

（1）根據(jù)BIM 建模圖形，確認(rèn)圖紙管路數(shù)量、后續(xù)功能作用；

（2）利用二維碼生成器，制定特制二維碼，并將相關(guān)管路名稱及作用輸入代碼之中；

（3）階段性施工完成后，將相對(duì)應(yīng)的二維碼條帶粘貼至管路上，以此為標(biāo)記；

（4）后續(xù)施工開始后，利用二維碼掃描儀，確認(rèn)相應(yīng)二維碼內(nèi)容，并以此為依據(jù)進(jìn)行后續(xù)施工工作。

四、總結(jié)

綜上所述，機(jī)電安裝是水電站工程重要內(nèi)容，在機(jī)電安裝施工中引入BIM 技術(shù)，能解決過去施工中面臨的很多問題，并實(shí)現(xiàn)3D 建模、碰撞檢查和預(yù)留預(yù)埋等新功能，保證機(jī)電安裝質(zhì)量，并能有效縮短工期，節(jié)約施工成本。因此，為適應(yīng)現(xiàn)階段工程建設(shè)對(duì)機(jī)電安裝施工提出的要求，必須在施工中不斷引入BIM 技術(shù)，解決技術(shù)上的難題，提高施工技術(shù)水平。