BIM技术在建筑安装工程中的运用

吴英武，周家明，陈卫

（重庆工业设备安装集团有限公司，重庆 401120）

BIM技术在建筑安装工程中的运用

吴英武，周家明，陈卫

（重庆工业设备安装集团有限公司，重庆 401120）

重庆市渝州宾馆改建工程利用BIM技术进行管线碰撞检查及管线综合优化排布，并就BIM技术在安装工程中的细部精细化施工运用进行总结，对BIM技术在施工阶段的应用及设计效果可视化、模型效果检验、三维效果的模拟和施工的监控进行了阐述，包括碰撞检测、管线空间优化、综合支架的设置、批量预制化、流水化作业、管线布置和成品标识等内容进行了总结。

BIM技术应用；安装工程；管线空间优化；细部精细化施工；流水化作业

1 工程简介

图1 重庆渝州宾馆（会务区）

重庆市渝州宾馆改建工程（图1）位于重庆市渝中区渝州路，东邻大坪中心区，西南与高新技术开发区接壤，南靠奥林匹克体育运动中心，是重庆市对外重要的政治、经济接待窗口。工程由商务区和会务区组成，其中商务区由客房区和大堂区组成，会务区由宴会中心、会议中心、运动中心组成；工程总建筑面积106500m2，商务区地下1层，地上5层；会务区地下局部3层，地上2层；建筑物总高度为28m，结构类型为钢筋混凝土框架结构。

该工程安装内容有给排水安装、消防喷淋安装、通风空调安装、火灾自动报警安装、配电动力照明安装、防雷接地智能化系统安装、室外综合管网安装等系统工程。由于工程安装设备、管线较密集 (安装主要设备917台、管线106180m、桥架11600m、电缆46000m、电线368000m、电梯42台)，楼层管线相互交叉，管线标高及水平位置的控制难度较大，错综复杂，施工难度大，为了保证创优顺利进行，现场采用了BIM建模技术进行综合布置分析和调整。

2 BIM建模应用

2.1 BIM在施工阶段的应用

一是设计效果可视化，二是模型效果检验，三是三维效果的模拟和施工的监控。

BIM建模技术对建设工程项目的一个重大变革就是可视化。可视化技术是能将线条式的构件形成一种三维的、仿真的并且可以实时交互的立体图形，建设工程项目的设计、招投标、建造、营运过程中的沟通协调都可以在这个图形中进行[1]。利用专业软件为工程建立了BIM三维模型后，我们得到项目虚拟建成后的效果，为我们展现了二维图纸所不能给予的三维视觉效果和认知角度；并利用BIM模型的可视性进行三维立体施工规划，可以更轻松、准确地进行施工布置策划，解决二维施工场地布置中难以避免的问题；通过对建筑、结构、机电专业的协同，通过相关文件进行机电专业的管线综合布置和净高分析，从而有效提高使用空间，提高安装成功率，避免返工浪费，有效控制成本。

2.2 BIM模型运用具体操作工艺

目前，国内设计人员缺乏现场实际施工经验，各类半成品、产品、构件实际尺寸参数在设计时仅能初略表示，甚至概念化表达，各类管线均为贴梁安装。在实际施工过程中各类管线纵横交错，交叉极多；通过BIM建模技术能将所有专业半成品、产品、构件实际尺寸参数融合到同一模型中，对专业协调的结果进行全面检验，专业之间的冲突、高度方向上的防碰撞是检查重点，且各类管线在BIM模型里面进行综合排布，从而确保现场施工质量并避免返工。

机电管线使用revit软件进行BIM建模，风管及管道保温层等均得以展现，从而将一些深层次的问题暴露出来。如根据施工图提供的设施、设备型号对各类机房BIM模型进行施工深化，并对机房内部管线排布、设备布局、设备运输、设备基础等进行协调设计优化使得其满足施工安装、维护等要求；并根据各系统管线设置避让原则建模布置：小管让大管，有压管让无压管，无保温管让保温管，电气管线在风管上方，电管、水管分井布置，强电、弱电分槽、分井布置等原则设置，并分系统进行BIM模型建立（图2），避免了管道与管道间碰撞的发生，提高了建筑的观感质量，为业主创造了较高的建筑空间和净高要求。

2.3 BIM模型实际运用

2.3.1 碰撞检测

BIM建模技术均可进行管线碰撞的检测，可全面检测管线之间、管线与建筑之间的所有碰撞问题（图3）。在重庆渝州宾馆改建工程中共发现并修改各种碰撞12036处，均在施工前予以解决处理；规避了施工过程中的返工、修改、工期延误、工程成本增加等损失，同时也减少了班组与项目部因返工费用的扯皮事件发生。以往我们说做设计可能考虑的比较周到，但是实际仍会有一些地方因考虑不周而疏漏，而不同专业、不同系统之间的疏漏缺失将严重影响到工程的设计和施工成本，该工程因疏漏而造成的预算人工费减少3700个工日，材料费减少80万。

2.3.2 管线空间优化

渝州宾馆吊顶要求高，吊顶内安装空间相对狭小。吊顶内有装饰龙骨，消火栓、喷淋、空调、直饮水管道，防排烟、送排风、空调风管和强弱电的桥架及其对应的支吊架、保温隔热层等。故对机电管线的走向及管线排布要求都较高，结合各专业管线的布置走向，在平面综合布置的基础上进行空间管线的布置，其中必须考虑到设备安装和管道连接的各方面要求，在尽可能净空高度和便于维修保养的前提下，完成各类综合管线的布置和调整，通过三维BIM的应用并结合工程的实际情况以指导现场施工，提高了综合管线施工合格率。

2.3.3 模拟指导施工

采用软件可视化图像进行班组的施工技术交底，有利于作业人员形象地理解施工作业要求，并且可以指导班组按照三维图的标高进行施工，先施工的队伍按图纸提前进行避让,以缩短施工的工期。在施工过程中如发现实际现场状况与图纸有偏差时应及时与项目部沟通，由项目部通过软件进行系统性、全面性、综合性调整，从而避免返工损失。

2.3.4 综合支架的设置

在工程中通过BIM软件综合排布，将各类管线主干管排布在综合管架上，大量采用综合支架以节约钢材的损耗量，既美观又便于后续使用维修。

2.3.5 批量预制化

通过BIM建模模型的综合运用，班组可以大批量采用预制化生产工艺进行风管、喷淋等管道的地面预制工作，以减少施工现场高空作业和交叉作业时间，保证了施工安全，减少了安全事故的发生；同时预制化施工因采用流水化作业、标准化生产，管道的加工、组对、焊接、涂饰等工作均在地面完成，极大地降低建造误差，从而提高了施工质量；同时班组作业人员可进行专业化、系统化分工，固定人员作固定工序工作，提高了生产效率。

2.3.6 流水化作业

通过BIM建模技术提高了生产效率，降低了成本，达到了预制化、专业化、批量化施工要求。在工程施工过程中由于工期较紧，施工开始后各专业需同时进行，由于上道施工管线可能无法先行施工完成就要进行下道工序施工，因此只有通过BIM建模技术以达到各专业同步施工要求，并同时满足各管道的标高、位置要求，以规避位置重叠、交叉所带来的返工损失。

3 细部精细化施工

3.1 预埋套管

穿楼板或墙的管道应按规范要求设置预埋套管。根据BIM建模技术对管道进行综合排布，确定预埋套管的规格、数量及安装位置；且套管型号、材质应符合设计及规范要求，预埋套管的尺寸应考虑是否有保温等特殊要求，且预埋套管中心应与管道同心。预埋套管的高度应符合规范要求，安装在楼板内的套管其顶部应高出装饰地面20mm；安装在卫生间及厨房内的套管，其顶部应高出装饰地面50mm；同部位有多根管道时，其套管高出装饰地面的高度应保持一致。管道安装完毕后，管道与套管之间应及时采用不燃材料进行封堵密实（图4）。

3.2 管道排布安装

管道安装应平直牢固，间距符合设计及规范要求，支架布置合理，标识醒目清晰（图5）。

3.3 防雷处理

避雷带支架安装位置准确、均匀、固定牢固，避雷带弯曲半径应正确、顺畅，弯曲部支架设置距离不大于0.5m。避雷带采用Φ12镀锌圆钢，搭接焊缝长度不小于72mm，且应双面施焊，当避雷带跨越变形缝时应设置补偿装置。

3.4 成品标识

过程标识是管理的痕迹，成品标识是产品的包装。

管道的标识便于检查和日后施工时辨别，便于甲方、监理确认。在管道、风管上标识介质种类、流向，且箭头方向与介质流向一致（图6），方便业主的后期运行与维护。

图4 管道套管处理

图5 管线布置

图6 管道标识

4 结语

BIM建模技术的运用，目前我们还只是处于应用起步阶段，仅仅停留在管线综合排布、防碰撞检查、虚拟施工指导等初级方面，下一步我们将BIM技术应用于工程材料管控、进度计划、质量管理、安全管理、技术方案优化、成本过程控制、结算及资金回收等方面，并继续应用于新技术、新工艺等施工方面，不断探索、总结、拓展和改革创新要求，达到更高的质量要求，创造更高的利用价值。

[1]徐友全，张世洋.BIM技术在山东省会文化艺术中心大剧院双曲面壳体龙骨定位中的应用[J].施工技术，2014（3）：55-58.

Application of BIM Technology in Construction and Installation Work

For the reconstruction project of Chongqing Yuzhou Hotel,the BIM technology is adopted to carry out the collision check and the overall layout optimization of the pipelines.In this paper,the detailed fine construction of the BIM technology in installation work is presented,and the application and design effect visualization,the model effect check,the simulation of three-dimensional effects and the monitoring on construction are elaborated,including collision check,pipeline space optimization,the layout of comprehensive support,batch prefabrication,streamline operation,pipeline layout,product marking,etc.

application of BIM technology;installation work;pipeline space optimization;detailed fine construction;streamline operation

TU8

A

1671-9107（2017）11-0056-02

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.11.056

2017-04-21

吴英武（1961-），男，江苏南通人，本科，高级工程师，总工程师，主要从事建筑技术、质量管理工作。

责任编辑：孙苏，李红