探究BIM技术在大型公共建筑机电安装工程中的应用论文_王莹

探究BIM技术在大型公共建筑机电安装工程中的应用论文_王莹

摘要:BIM(Building Information Modeling,即建筑信息模型)是一个包含建筑物全生命周期相关信息的数据库,以建筑工程项目的各种相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立。本文结合工程实例对BIM技术在大型公共建筑机电安装工程中的应用进行探究。

关键词:BIM技术;大型公共建筑;机电安装工程;

BIM(Building Information Modeling,即建筑信息模型)是一个包含建筑物全生命周期相关信息的数据库,它将建筑从业人员从复杂抽象的图纸和数据中解放出来,以形象的立体模型作为建设工程的信息载体,方便了各专业以及相关人员之间的沟通和交流,贯穿于建设项目全寿命周期,减少了建设项目因为信息过多或者信息丢失带来的损失,提高了建筑从业者的工作效率以及整个建筑业的效率。

1、1BIM概念及特点

建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各种相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。在美国国家BIM标准(NBIMS)中,BIM的定义由三部分组成:(1)BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;(2)BIM是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;(3)在项目的不同阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。它具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特点。

1.2BIM的协调性服务的提出

机电安装工程,尤其是大型公共建筑的安装,在设计时,往往由于“跑冒丢漏”或者各专业设计师之间的沟通衔接不到位,而出现各种专业之间的“打架”问题,也就是常说的碰撞问题,例如暖通、给排水、电气等专业中的管道布置时,恰恰碰上结构专业的梁板;楼层吊顶内各专业管道按照图纸进行安装时,管子摆布好了却无法满足建筑的吊顶标高要求。这种碰撞问题,是由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,及时核对也难免出现的问题,真正施工过程中,,需要做大量的协调工作,找出问题发生的原因及解决办法,做出相应补救措施等进行解决。那么像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗?回答是否定的,笔者在过去的施工过程中,经常协调此类问题,自从将BIM应用于机电安装工程,问题迎刃而解。

1.3BIM的协调性

BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,提供出来,使机电设备的安装工作预先可视化,为室内设计的净空、使用面积等方面提供了有些的参考依据。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞、净空要求等问题,还可以避免现场重复拆改造成的材料及人工浪费,能够保证施工一次成优,合理有序施工,使整个工程的施工质量得到保证,同时缩短工期,为创建优质工程奠定基础。

1.4BIM的可视性和模拟性的统一加大了协调力度

BIM并不是简单模拟设计出的建筑物模型,而是模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。例如施工用的专业安装图纸,只是各个构件的尺寸、标高、位置等在图纸上的采用线条的形式进行的表达,理性思维比较强的施工人员无法想象出建成后的实际情况,因此在施工过程中管道“打架”在所难免,而BIM提供了可视化的思路,让人们将以往表现为线条的构件模拟形成一种三维的立体实物图形,这是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视。从而出具管线预留及排布直观图,通过模型的模拟来提高建筑安装工程的协调性。

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1.5BIM在机电安装工程的优势

1.5.1精确计划,减少浪费

BIM强大的参数化可以使建筑构件直接生成物料清单,在施工前制定精确人材计划,提供有效施工准备计划支持,大大减少了资源的重复采购,为实现限额领料、消耗控制提供技术支持。

1.5.2三维校审,虚拟施工

以往二维管线交叉的地方靠肉眼直接观察、凭空想象,难以全面分析,碰撞无法避免。BIM可以提供多专业叠合的协同模型,建模的过程同时也是一次全面的“三维校审”过程;三维可视化功能再加上时间维度,可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比,同时进行有效协同,参建各方都对机电安装工程的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术三维校核、施工模拟,确定施工方案,进行精细化施工,大大减少了质量问题、安全问题的出现。

1.5.3碰撞检查,减少返工

BIM模型均按真实尺度建模,传统的线条表达予以省略的部分(如管道保温层等)均得以展现,利用BIM的三维技术进行碰撞检查,将所有专业放在同一模型中,对专业协调的结果进行全面检验,专业之间的碰撞、高度方向上的冲突提前预知,优化工程施工方案,减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性,而且优化净空,优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案,进行施工交底,提高施工质量,同时也减少了返工和整改。

1.5.4冲突调用,决策支持

BIM数据库中的数据具有可计量(computable)的特点,BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享,工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等,三维模型可在任意位置剖切大样及轴测图大样,除了传统的图纸表现,再辅以局部剖面及局部轴测图,管线关系一目了然,为领导的决策提供依据。

2.应用BIM 项目概况

西柏坡某公共建筑工程的建设是为了深度挖掘西柏坡红色价值,弥补旅游区住建链条不全的遗憾,更是构筑经济发展引擎,完善城市文化基础设施,大力提升西柏坡形象和品位所提出的重大举措。建设地点为一长约1.5公里的带形用地。展现为“一心、两翼、三湾、四岛”,其功能主要包含综合写字楼、学术交流中心、图书馆、会议中心、展览馆、健身中心、剧院、休闲度假、商业开发等部分。建成后将成为西柏坡重要的城市文化“中轴线”以及市民“城市客厅”。

公共建筑位于广场两侧,主题体验广场在这里形成“一核四轴”的景观布局。功能构成与组织模式立足于办公与市民服务两大基本功能,并向综合性、功能复合性发展。从整体功能布局上看,体验广场西侧布置的商业、酒店、商务办公功能等综合商业功能,可作为文化中心的配套设施,为企业、市民等服务。

2.1项目的复杂性

基于西柏坡大型公共建成后的使用功能及效果,工程机电专业系统多而复杂,其中电气部分的弱电工程涵盖了广播音响系统、电视监控系统、防盗报警系统、出入口控制系统、楼宇对讲系统、电子巡逻系统、电话通信系统、全球定位系统、火灾自动报警与消防联动控制系统、有线电视和卫星接收系统、视频会议系统、综合布线系统、计算机网络系统等;给排水部分包括了生活给水系统、中水系统、雨水回收、生活污废水排水系统、消火栓给水系统、喷淋系统等;通风部分包括了通风空调系统、防排烟系统、正压送风系统。综合性建筑空间的利用要求高。专业管道安装空间有限,既要保证吊顶标高又要保证综合管线施工质量。

结语

机电安装工程是工程建设任务最为繁重、交叉作业最多的阶段之一,但是现在大多数工程安装阶段普遍存在碰撞多、返工多、管线摆布不合理等问题。BIM技术的出现为我们提供了一个新的思路和方法,应当在协调各专业分包单位,避免现场重复拆改造成的材料及人工浪费,保证施工一次成优,合理有序施工上做了探索,BIM的应用使整个工程的施工质量得到保证,缩短了工期,为创建优质工程奠定了基础。

参考文献

[1] 裴以军,彭友元,陈爱东,牛俊乔,蔡春良,孙亮.BIM技术在武汉某项目机电设计中的研究及应用[J].施工技术.2011(21).

[2] 龙文志.建筑业应尽快推行建筑信息模型(BIM)技术[J].建筑技术.2011(01).

[3] 陈继良,张东升.BIM相关技术在上海中心大厦的应用[J].建筑技艺.2011(Z1).

论文作者:王莹

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期

论文发表时间:2018/10/25

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