中建安装集团有限公司 江苏省南京市 210000
摘要：项目施工过程中,为了满足运行管理要求以及机电设备的安装要求,将BIM技术应用于机电设备的安装和运行管理中,对机电设备的施工的相关数据进行集成管理,并实现4D可视化的施工模拟。
关键词；BIM；机场航站楼；机电设备安装；
工程将BIM技术应用在机电工程深化设计中，优化和完善机电工程系统设计，很好地解决上述问题，提高施工管理质量，节约成本，缩短工期。
一、BIM的应用
项目针对机场机电设备安装和运行管理的实际需求，首次将先进的BIM和4D技术应用于机场机电安装及运行管理中，开发并应用基于BIM的昆明新机场机电设备安装4D管理系统（4D-BIM系统）。通过建立基于BIM的机电设备4D信息模型，支持机电设备安装和运行的数据共享和集成管理，实现机场航站楼机电设备安装工程施工进度的4D动态管理以及施工过程模拟的4D可视化，为机电设备安装、运行及管理提供科学的信息化管理手段。在该项目中BIM具体包括BIM建模、BIM在施工管理中应用和BIM在运维信息管理中应用三个方面。另外，鉴于机电设备安装工程庞大、复杂、局部区域设备集中等特点，本项目创造性提出基于BIM的多层次4D模型，，包括宏观4D模型、微观4D模型、系统示意图模型和轴线模型四个层次。不同层次的4D信息模型是根据不同需求从整体BIM中提取的4D模型，用于实现不同层次的4D施工模拟和管理。其中，宏观4D模型由简化的整体3D模型和整体进度关联形成，支持整个机电设备安装工程的宏观4D施工模拟。其3D模型应在施工图设计时建立，并可采用三维轴线表示小尺寸管道（轴线模型），支持基于轴线的管道渲染。微观4D模型由局部、详细的3D模型及相应的详细进度计划组成，用于展现机电设备集中部位的管道及设备布置状况和施工过程，支持动态的施工管理。
二、构建BIM模型
本项目根据机电设备安装的特点(工程庞大、复杂且局部区域设备集中等) ,创造性的提出构建多层次4D模型,这些模型是以BIM为基础的,此多层次的模型由宏观、微观4D模型、系统示意图模型以及轴线模型组成。由于需求不同,所以4D模型从BIM中提取出来后呈现不同的层次,采取不同的模拟与管理方法对其进行施工。其中,简化的整体3D模型与整体进度关联形成了宏观的4D模型。在设计施工图时,建立3D模型,小尺寸管道(轴线模型)的代表为三维轴线。局部比较详细的3D模型及相应的详细进度计划组成了微观4D模型,机电设备集中部位的管道及设备布置的状况在施工过程中的展现可以借助此模型实现。某一机电系统的示意图几何模型与其整体进度计划关联形成了系统示意图模型,单个机电设备系统的整体布局以及设备的逻辑关系得到很好的展现。(1)构建宏观建筑模型。其构件主要包括墙、楼板、门窗、楼梯等,是展示机电设备布局的主要参考依据。(2)宏观机电设备系统模型。此模型主要包括室内给排水系统、供电干线、通风空调等,室内给排水模型的构件较多,如污水和废水排水管、生活热水给水管和回水管、集水坑以及排污泵等。(3)精细模型。局部的详细模型较多,如值机岛、罗盘箱、走廊顶部等。其中,值机岛模型的构件有30多类,如钢结构、风管与消防水管、桥架与线槽、地板与配电柜、水炮与摄像机等。
三、管理多层次的4D模型施工
1.模拟宏观4D施工。实现同步模拟排水系统宏观4D模型和系统示意图4D模型的方法是采用多层次4D技术,3D视图不能帮助MEP系统逻辑结构的缺点得到弥补。在模拟过程中,4D施工过程的展示可以应用3D视图中的颜色和可见性得以实现,各部分的当前施工状态可以用不同的颜色标识在MEP系统示意图中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.模拟值机岛精细4D施工。航站楼中机电系统最复杂和最集中的区域就是值机岛的机电体系,其包括的专业比较多,其中涉及的单位也较多,如装饰装修、土建与机电总包、消防与弱电总包以及行李总包。在实际的施工工作中,比较具有挑战性的工作包括多专业的交叉作业、有限的操作空间以及保护成品工作等,除此之外,施工方没有达成一致的进度计划。在BIM的应用中,4D系统是各单位负责人操作的平台,分析施工方案中存在的工作冲突以及工序出现搭接不合理等情况,协商与调整进度计划的工作可以在现场进行。此问题是由进行4D模拟时发现的,各施工单位正在施工的构件被用对比比较鲜明的颜色进行表示。最终合理的值机岛施工进度计划经过反复的模拟、交流与优化得以形成,此过程包括67个工序。为了满足工期要求,需要实现专业的同步施工,所以各施工单位对实际工作过程可能出现的冲突或者问题通过微观4D施工过程进行模拟,并制定相应的解决方案。施工时,为了保证施工能够正常进行,施工人员根据微观4D模型对施工过程合理安排,防止出现施工冲突或者破坏成品等情况。其中,6个施工单位正在施工的构件分别用6种不同的颜色表示,同时各阶段施工中需要注意的问题也别标出。
3.管理宏观4D施工。利用4D模型对比计划进度与实际进度,对当前的工作进展状况进行分析,对落后的任务进行了解,并采取措施加以控制。同时进度进展状况可以用图形来展现,绿色、蓝色、黄色分别表示提取完成、按时完成、滞后完成。用户可以利用这种方式很容易的掌握整体工作的进展状况,对滞后区域快速掌握,并重点监控。用户可以对任意选中施工单元的前置任务的完成情况、计划开始时间与结束时间、负责单位以及注意事项等信息进行查询。然后可以过滤前置任务并导出Excel报表。用户可以利用进度变更分析功能分析如果某一任务发生延后,其他任务或整体进度会受到怎样的影响。
四、机场机电设备运营对BIM的应用分析
1.物业信息应用机场航站楼。系统中维护房间、柜台、商铺等的分配和物业数据是比较方便的,并且各种数据的统计和分析工作可以以用户的需求为依据,为了便于用户存储各种文档,可以将用户需要的Excel表导出。在系统中,整个机场的情况用地图显示,机场的整体布局是否合理、房间的使用与分配是否符合需求用户都能够直观地了解,机场的整体运营情况可以通过统计和分析各种数据得到展示。
2.机电信息应用新机场航站楼。各个专业的管道布线都可以在机电信息管理系统中直观地展现出来,同时还可以清楚的展现各专业的上下级逻辑关系,因此维修工人可以快速、方便对整个机电的逻辑关系和管道布线进行查看,并可以做出正确的判断。运营中,某个配电间可能会出现故障,此配电间的上级要断电,此时必须明确此配电间的上级,同时搞清楚哪些区域或者设备会受到断电的影响,机场的正常运营是否会受到影响,或者必须清楚配电间上级到配电间的桥架走向,以利于维修。不仅各级别的上下级关系可以在系统中查找到,还可以明确相互之间的桥架走向。
3.库存信息应用新机场航站楼。不仅机场航站区内的仓库位置可以利用库存信息管理系统很容查找到,而且所需物品所在的仓库及物品的数量都可以利用该系统查找到,因此,用户可以快速的查找到自己需要的物品信息。
4.流程信息应用新机场航站楼。旅客从值机岛到登机口的路径信息的查询可以通过系统输入旅客所在位置,及其登机口编号,并且还能查到值机岛与登机口的距离以及旅客步行的时间,因此旅客可以以这些信息为依据,判断是否具备充足的登机时间。
总之，BIM技术作为三维信息化建模深化设计的工具，较好地解决了在实际施工之前对机电管线综合和碰撞检测，其三维可视化功能可直观有效地指导机电管线安装，有效地实现了各专业之间的协调配合，降低了成本投入与资源浪费。
参考文献：
[1]王萍.基于BIM的全寿命周期造价管理信息系统架构研究.2017.
[2]林秋波，浅谈机场机电安装工程的BIM技术应用.2017.
论文作者:吴志锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/27
标签：模型论文; 机电论文; 系统论文; 进度论文; 机电设备论文; 机场论文; 轴线论文; 《防护工程》2018年第33期论文;