BIM技術在制冷機房施工中的應用

于科 李永明 鄧波 邵娜 李蕾

摘要：本研究基于BIM可視化和參數化兩大特點，以施工具體需求為導向，通過對BIM技術在機電安裝工程中制冷機房施工中的應用過程的探究，致力于探索以BIM技術提升制冷機房施工的效率和質量的方式方法。

關鍵詞：BIM;制冷機房; 施工方案優化 ; 預制加工

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A

0 引言

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為基礎，進行建筑模型的建立，在建筑工程整個生命周期中，對建筑工程項目進行管理。 BIM給施工企業的發展帶來的影響，主要歸納為三點，一是設計效果可視化，二是模型效果檢驗，三是四維效果的模擬和施工的監控。

在利用專業軟件為工程建立了三維信息模型后， 我們會得到項目建成后的效果作為虛擬的建筑，因此BIM為我們展現了二維圖紙所不能給予的視覺效果和認知角度，同時它為有效控制施工安排，減少返工，控制成本，創造綠色環保以及低碳施工等方面提供了有力的支持。

由于制冷機房設備種類繁多，設備重量大，管線排布錯綜復雜。而且制冷機房通常施工工期較短，對施工質量和安裝后的現場視覺效果有極高要求，所以在機電安裝工程中，制冷機房的安裝施工常常是工程施工的重難點之一。本研究從BIM可視化和參數化兩大特點出發，以施工具體需求為導向，致力于探索以BIM技術提升制冷機房施工的效率和質量的方式方法。

1、BIM應用技術路線

由于設計院出具的施工圖對于管線的空間位置多不詳細，并且由于現場實際情況的多變，二維的平面圖紙無法詳實的表述設計意圖，滿足實際施工的需求，所以利用BIM的三維可視化，首先要解決的就是管線設備排布方案的優化。其二在三維可視化的基礎之上，依靠BIM參數化的精確性，將設計意圖，施工方案意圖無損的傳遞給現場操作人員。在這一過程中，要盡可能的減少信息在傳遞過程中的錯失，提升準確信息的重復利用率，并且通過該形式改變操作人員獲取工程信息的方式，以降低人為因素對施工過程的影響和具體操作的難度，提升施工效率，隨之帶來降低成本，提升工程質量的效果。

2、應用過程

2.1BIM模型的構建

BIM模型的構建是整個應用過程的基礎，高精度的BIM模型和準確齊全的工程信息應用效果好壞的保障，所以模型構建開始之前首先編制制冷機房BIM構建節點計劃并收集建模使用得圖紙，實際選用的各設備、配件的品牌、型號、參數、尺寸，校核現場基礎澆筑情況。

根據收集到的信息定制各種設備、配件族，定制設備族，重點要考慮設備的尺寸，接管位置，配件族則偏重于考慮其長度尺寸和高度尺寸，以確保構建的BIM模型對預制加工和現場組裝有足夠的指導意義。

然后，各專業BIM工程師依據設計院提供的圖紙，構建土建、管線、設備BIM模型。并完成各專業模型鏈接組裝。模型包括：（1）精確的土建結構模型（梁柱位置，基礎尺寸）。（2）制冷機組及相關設備、管線系統及附屬閥門附件。（3）所用通過制冷機房的機電管線系統。

2.2方案優化

制冷機房的施工方案要綜合考慮管線排布對系統影響、業主對觀感的需求和施工過程中的可操作性，將各方面的因素以3D化的模型語言表述出來?？梢詫追N考慮因素有所側重的方案集中進行比較，以模型為基礎，業主方、設計方、監理方、施工管理人員和現場操作人員一起進行交流討論，在施工前對施工方案進行充分的論證和分析，并取得各方的認可。

以BIM模型為溝通媒介開展方案的討論，把抽象的語言轉變為具象的模型，極大的提高了溝通的效率，進而加快了可行的優化方案的產生，也極大提高優化方案的質量。另外，在對多個優化方案進行比較時，具象的模型可以使方案觀感效果一目了然

對于優化后的模型進行軟碰撞檢查。即根據規范要求設定各機電系統管線間距，機電系統與土建結構的間距，安照該設定進行碰撞檢查。進一步檢測施工方案的可行性，由于建筑、結構和設備水暖電之間共享同一模型信息，檢查和解決各專業的矛盾以及同專業間存在的沖突更加直觀和容易。

2.3BIM施工圖及三維技術交底的應用

施工方案通過后，依據BIM模型生成精確的BIM施工圖紙。BIM圖紙中要包括平面圖、剖面圖，精確的尺寸信息和操作說明，并且剖面圖配有對應三維效果模型圖，便于施工操作人員理解優化施工方案意圖

結合BIM模型，三維效果圖，漫游效果視頻及BIM施工圖紙。對施工操作人員進行施工技術交底。施工過程中，現場操作人員手中不僅有傳統的二維圖紙，還配置三維效果圖紙。并于施工現場張貼相對部位的三維效果圖供工人參考。通過這種方式，降低了對操作人員空間想象能力和施工經驗的要求，部分不會讀圖的操作人員也能夠準確的理解設計意圖進行施工。通過實際案例檢驗，BIM圖紙的采用，可以減少現場所需技工人數，很多部位不需要技工進行解釋指揮，焊工根據效果圖就可以直接操作施工。

2.4預制加工

預制加工過程的輸入是安裝的設計圖紙，輸出是預制成型管段配件，交付安裝現場進行組裝。由設計院提供的圖紙不能提供管段圖等，存在分段不理、相關標識欠缺等不足，不能滿足現代化管道預制的需要。所以在施工開始前，對管段，管件，支吊架重新繪制圖紙，用于預制加工，可以減少重復勞動、提高工作效率、確保工作一致性和工作同步性。

在revit構建的BIM模型的基礎上，使用Inventor軟件制作預制加工圖，對管段，管件，支吊架進行預制加工。施工現場只需要將進行焊接安裝，極大的提高施工效率，在縮短工期方面成效顯著。

3、應用總結

首先，設計方在設計時，更多的考慮是功能性，所以導致在實際施工中，施工人員需要花上很多時間理解設計意圖，根據實際情況重新排布，反復討論考慮排布方案，對于比較復雜的情況即使如此還要在施工過程中，邊干邊改。無論是對成本，施工進度的控制都造成了一定的麻煩。不同專業、不同系統之間的錯漏缺失，更是嚴重影響到施工設計和成本。雖然，施工人員會對施工前進行管線深化設計并解決大量的問題。但是二維圖紙往往不能全面反映個體、各專業、各系統之間的問題；同時由于二維設計的離散行為的不可預見性，也將使項目人員疏漏掉一些管線碰撞的問題，因此可以在深化設計時，利用BIM的可視化功能進行管線的施工模擬、碰撞檢測，在第一時間盡量減少現場的施工問題和返工現象，以最實際的方式體現降本增效，踐行低碳施工的理念。

其次，通過BIM模型，進行排布優化，參會的討論者，可以非常清晰、準確的表述各方的意見，相互理解對方的想法。并可以通過模型的演示，檢驗意見的實際效果。完全解決了溝通障礙，極大的提高了各專業之間協調的效率。

第四，運用BIM導出的數據可以極大程度地減少預制架構的現場測繪工作量，同時有效提高了構件場外預制加工的準確性和速度，使原本粗放性、分散性的施工模式變為集成化、模塊化的現場施工模式，從而很好地解決了現場加工場地狹小、加工質量難以控制等等問題， 為提高工作效率、 降低工作成本起到了關鍵作用。依據現有項目實踐情況比較，采用BIM技術后，制冷機房安裝人工費約節約39%，機電各專業管材費10%，二次拆改費15%，設備及閥門的安裝費10%。整個機房的總造價較傳統施工工藝減少10%。

參考文獻

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