文 / 相咸高 黃益平 徐艷紅 丁 衛(wèi)

BIM作為建筑業(yè)新興技術(shù)的代表，能夠應(yīng)用于工程項(xiàng)目規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段，實(shí)現(xiàn)建筑全生命期各參與方在同一多維建筑信息模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)共享，為產(chǎn)業(yè)鏈貫通提供技術(shù)保障，經(jīng)過十多年的發(fā)展，已經(jīng)成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)創(chuàng)效的重要工具和手段。

BIM+技術(shù)助推智能化安裝提質(zhì)增效

北京第一高樓“中國尊”

對(duì)民用高層建筑特別是超高層建筑而言，提升建筑品質(zhì)、擴(kuò)增價(jià)值空間、保障施工階段消防安全一直是建筑人和投資人共同的追求，也是項(xiàng)目管理的重要環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)。而且，隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，將會(huì)越來越受到關(guān)注。針對(duì)這一目標(biāo)，我們利用BIM+技術(shù)優(yōu)勢做了有效的探索和嘗試，并在中國尊項(xiàng)目上實(shí)施。中建安裝作為該項(xiàng)目的機(jī)電總承包單位，率先對(duì)BIM管理進(jìn)行了理論創(chuàng)新，組織編寫了機(jī)電總承包BIM實(shí)施導(dǎo)則，標(biāo)化了BIM管理流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并就BIM+技術(shù)展開深入應(yīng)用，全力助推智能化安裝提質(zhì)增效進(jìn)程，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1．BIM+3D激光掃描提升建筑品質(zhì)

針對(duì)機(jī)電安裝對(duì)土建結(jié)構(gòu)復(fù)核精度不高產(chǎn)生的誤差等問題，通過創(chuàng)新應(yīng)用BIM+3D激光掃描測量技術(shù)，快速、大量地采集現(xiàn)場點(diǎn)位信息，生成精確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將現(xiàn)場實(shí)際情況與BIM模型做對(duì)比分析，提早發(fā)現(xiàn)施工偏差，及時(shí)協(xié)調(diào)機(jī)電各專業(yè)之間的管理，真正做到安裝現(xiàn)場與圖紙模型一致，大幅度提升了建筑品質(zhì)，如圖1所示。

圖1 BIM+3D激光掃描流程圖

2．BIM創(chuàng)造價(jià)值空間

為響應(yīng)業(yè)主擴(kuò)增價(jià)值空間的需求，在功能優(yōu)化的前提下，利用BIM+技術(shù)對(duì)窗臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管選型和管道路由進(jìn)行優(yōu)化，通過工廠化預(yù)制和裝配化安裝實(shí)現(xiàn)了窗臺(tái)系統(tǒng)一體化，此舉將普通的窗臺(tái)板寬度由一般的500mm縮減至288mm，為大廈新增可使用面積達(dá)4770m2。此外，利用BIM+技術(shù)，將傾斜管井內(nèi)的部分管道優(yōu)化至直管井，在不改變?cè)O(shè)計(jì)的前提下，增加了可使用面積達(dá)3150m2，且大幅節(jié)省了管道、閥門等材料，創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3．BIM保障超高層施工安全

如何保障超高層施工中消防安全一直是一道行業(yè)難題，多年來，中建安裝在廣州電視塔、上海環(huán)球金融中心等超高層項(xiàng)目中不斷探討研究“永臨結(jié)合”這一超高層施工消防安全的解決方案。中國尊項(xiàng)目正是借助BIM+技術(shù)應(yīng)用，提前確定出管道安裝位置，使臨時(shí)消防水管道和正式管道合理結(jié)合，有效避免了由于后期大量拆改消防管道帶來的安全隱患和材料浪費(fèi)。這套世界首創(chuàng)的全球超500米高層建筑“永臨結(jié)合”消防系統(tǒng)，確保了無論在施工任何階段，任何角落，都有足夠的水源和消防裝備可以應(yīng)急救火，首次實(shí)現(xiàn)了“永久/臨時(shí)”消防的無縫對(duì)接與科學(xué)轉(zhuǎn)換，節(jié)約了大量工期和成本，為超高層建筑的施工作出了又一創(chuàng)新示范。

BIM+技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)安裝工程智能化和工業(yè)化

通過研究發(fā)現(xiàn)，BIM+技術(shù)可以從源頭上解決模塊切割與集成問題，從而創(chuàng)建了基于BIM+技術(shù)的預(yù)制裝配化標(biāo)準(zhǔn)管理體系，如圖2所示，將安裝工程智能化與工業(yè)化高效結(jié)合起來，整體提升了安裝工業(yè)化水平。

基于BIM+技術(shù)的預(yù)制裝配化標(biāo)準(zhǔn)管理體系的運(yùn)行，成功解決了安裝工程智能化和工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中的幾個(gè)關(guān)鍵性難題。

圖2 基于BIM+技術(shù)的預(yù)制裝配化標(biāo)準(zhǔn)管理體系

1．智能化定尺切割

借用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域“堆?！钡母拍?，創(chuàng)建了管道切割余料數(shù)據(jù)庫，利用智能化定尺切割插件自動(dòng)完成管線定尺切割，并形成材料下料單，交付廠家根據(jù)下料單尺寸進(jìn)行管線生產(chǎn)，如圖3所示。

圖3 智能化定尺切割工作流程

相較于手動(dòng)管線切割方式，管線切割前優(yōu)先調(diào)用數(shù)據(jù)庫內(nèi)剩余管線，降低了材料損耗；剩余管線根據(jù)添加時(shí)間進(jìn)行排序，每次管線切割優(yōu)先調(diào)用最后添加管線，以確保就近管線能夠被優(yōu)先調(diào)用，減少材料二次倒運(yùn)。管線切割后對(duì)管線完成實(shí)時(shí)添加連接件和編碼，確保了管線切割的精準(zhǔn)性，提高管段使用的便捷性。

2．支吊架自動(dòng)布置

支吊架是管線安裝的基礎(chǔ)，布置得合理、準(zhǔn)確與否決定了現(xiàn)場能否根據(jù)管線綜合排布結(jié)果進(jìn)行施工，直接影響到管線施工的質(zhì)量。支吊架種類繁多，絕大部分綜合支吊架并無圖集可尋，目前通常做法是根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖紙簡單計(jì)算，往往造成很大的材料浪費(fèi)，或者因?yàn)閺?qiáng)度不夠，出現(xiàn)安裝質(zhì)量問題。為此基于BIM平臺(tái)自主開發(fā)了支吊架自動(dòng)布置系統(tǒng)，將支吊架的計(jì)算、選型、布置和統(tǒng)計(jì)出圖功能集于一體，實(shí)現(xiàn)了支吊架的快速計(jì)算選型布置。通過支吊架自動(dòng)布置系統(tǒng)在西安地鐵等多個(gè)項(xiàng)目中應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)方式至少節(jié)約布置時(shí)間85%以上。

3．正等軸測圖（ISO）跨領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用

機(jī)電安裝工程施工中，平面圖數(shù)據(jù)交錯(cuò)復(fù)雜，信息量大，圖面表達(dá)不直觀，而石化工程常用的正等軸測圖通過三維可測量的表達(dá)方式，將圖面信息更直觀地展現(xiàn)給施工人員，便于作業(yè)人員的讀圖與預(yù)制加工。而機(jī)電工程中常規(guī)的BIM軟件無法繪制準(zhǔn)確的正等軸測圖。為了解決這一難題，我們通過創(chuàng)建企業(yè)族庫、自主開發(fā)相應(yīng)的軟件工具等方法，在機(jī)電安裝工程中，成功地將石化工程中的正等軸測圖引入到BIM軟件中。生成的軸測圖，相較于傳統(tǒng)機(jī)電工程平剖圖更易讀、圖紙表達(dá)更精準(zhǔn)、出圖效率更高、管線預(yù)加工兼容性強(qiáng)、圖紙管理更加方便。

4．BIM+二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)物資全周期管理

安裝工程材料種類繁多，易發(fā)生代用錯(cuò)用現(xiàn)象，尤其是化工項(xiàng)目具有易燃、易爆、高溫、高壓、腐蝕等特點(diǎn)，必須采用合金鋼、耐熱鋼等特殊材料，其規(guī)格型號(hào)多達(dá)14萬種，用錯(cuò)材料可能會(huì)造成毀滅性的質(zhì)量安全事故。中建安裝在多個(gè)地鐵及化工項(xiàng)目中，以BIM+二維碼技術(shù)為載體，初步實(shí)現(xiàn)了物資的動(dòng)態(tài)全周期管理，解決了現(xiàn)場物料跟蹤困難的問題，確保項(xiàng)目進(jìn)度按期完成。它既為項(xiàng)目管理提質(zhì)增效，也為業(yè)主后期運(yùn)營的物資庫管理提供了數(shù)據(jù)支撐。

5．創(chuàng)建BIM焊接管理平臺(tái)

石化工程與民用機(jī)電安裝工程具有不同的特點(diǎn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和管控要求差別較大。比如石化工程管道材質(zhì)繁多，除了常規(guī)的碳鋼、不銹鋼，還有耐高溫合金鋼、高耐腐蝕材料等等（如雙相鋼、蒙乃爾合金鋼，鈦材、哈氏合金等）；焊接工藝種類復(fù)雜（有手工焊、自動(dòng)焊、氣保焊、埋弧焊、下向焊等）；焊接質(zhì)量要求極高，射線等無損檢測焊接一次合格率甚至達(dá)到97%以上。因此針對(duì)石化工程的特點(diǎn)難點(diǎn)，為了解決“焊接信息數(shù)據(jù)量龐大，信息動(dòng)態(tài)更新不及時(shí)，焊工管理與焊接質(zhì)量控制難度大”等問題，中建安裝在長期的工程實(shí)踐中，自主開發(fā)了BIM焊接管理平臺(tái)，具有焊接信息數(shù)據(jù)庫管理、二維碼信息動(dòng)態(tài)更新和焊接質(zhì)量可追溯等優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研發(fā)并實(shí)踐了BIM+焊接管理技術(shù)，如圖4所示。

圖4 BIM焊接管理平臺(tái)工作流程

隨著物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)大的信息互聯(lián)互通、用戶觸達(dá)和智能控制處理等功能應(yīng)用，BIM在工程建造及運(yùn)營的深度應(yīng)用必將進(jìn)一步強(qiáng)化。我們將持續(xù)發(fā)揮中建安裝的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，探索BIM+物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的結(jié)合，開展在設(shè)備遠(yuǎn)程控制、內(nèi)部空間設(shè)施可視化、照明及消防系統(tǒng)管理、隱蔽工程管理、能源運(yùn)行管理、安保管理和應(yīng)急管理等領(lǐng)域的智慧應(yīng)用，將靜態(tài)的BIM數(shù)據(jù)模型提升為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，建立業(yè)務(wù)管理閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)PDCA動(dòng)態(tài)升級(jí)更新，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目投資策劃、勘察設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維各階段基于BIM的信息傳遞和信息共享。中建安裝將積極依托BIM+技術(shù)在項(xiàng)目管理中的深度應(yīng)用，借助云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，從智慧建造、智慧建筑，到智慧小鎮(zhèn)的實(shí)施，最終拓展到智慧城市的建設(shè)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的新方向。