中建安装：BIM+技术推动安装工程智能化发展

文 / 相咸高 黄益平 徐艳红 丁 卫

BIM作为建筑业新兴技术的代表，能够应用于工程项目规划、勘察、设计、施工、运维等各阶段，实现建筑全生命期各参与方在同一多维建筑信息模型基础上的数据共享，为产业链贯通提供技术保障，经过十多年的发展，已经成为建筑业转型升级、提质创效的重要工具和手段。

BIM+技术助推智能化安装提质增效

北京第一高楼“中国尊”

对民用高层建筑特别是超高层建筑而言，提升建筑品质、扩增价值空间、保障施工阶段消防安全一直是建筑人和投资人共同的追求，也是项目管理的重要环节和技术难点。而且，随着社会的发展和进步，将会越来越受到关注。针对这一目标，我们利用BIM+技术优势做了有效的探索和尝试，并在中国尊项目上实施。中建安装作为该项目的机电总承包单位，率先对BIM管理进行了理论创新，组织编写了机电总承包BIM实施导则，标化了BIM管理流程和技术标准，并就BIM+技术展开深入应用，全力助推智能化安装提质增效进程，主要体现在以下三个方面：

1．BIM+3D激光扫描提升建筑品质

针对机电安装对土建结构复核精度不高产生的误差等问题，通过创新应用BIM+3D激光扫描测量技术，快速、大量地采集现场点位信息，生成精确的点云数据，将现场实际情况与BIM模型做对比分析，提早发现施工偏差，及时协调机电各专业之间的管理，真正做到安装现场与图纸模型一致，大幅度提升了建筑品质，如图1所示。

图1 BIM+3D激光扫描流程图

2．BIM创造价值空间

为响应业主扩增价值空间的需求，在功能优化的前提下，利用BIM+技术对窗台风机盘管选型和管道路由进行优化，通过工厂化预制和装配化安装实现了窗台系统一体化，此举将普通的窗台板宽度由一般的500mm缩减至288mm，为大厦新增可使用面积达4770m2。此外，利用BIM+技术，将倾斜管井内的部分管道优化至直管井，在不改变原设计的前提下，增加了可使用面积达3150m2，且大幅节省了管道、阀门等材料，创造出显著的经济效益。

3．BIM保障超高层施工安全

如何保障超高层施工中消防安全一直是一道行业难题，多年来，中建安装在广州电视塔、上海环球金融中心等超高层项目中不断探讨研究“永临结合”这一超高层施工消防安全的解决方案。中国尊项目正是借助BIM+技术应用，提前确定出管道安装位置，使临时消防水管道和正式管道合理结合，有效避免了由于后期大量拆改消防管道带来的安全隐患和材料浪费。这套世界首创的全球超500米高层建筑“永临结合”消防系统，确保了无论在施工任何阶段，任何角落，都有足够的水源和消防装备可以应急救火，首次实现了“永久/临时”消防的无缝对接与科学转换，节约了大量工期和成本，为超高层建筑的施工作出了又一创新示范。

BIM+技术创新推进安装工程智能化和工业化

通过研究发现，BIM+技术可以从源头上解决模块切割与集成问题，从而创建了基于BIM+技术的预制装配化标准管理体系，如图2所示，将安装工程智能化与工业化高效结合起来，整体提升了安装工业化水平。

基于BIM+技术的预制装配化标准管理体系的运行，成功解决了安装工程智能化和工业化发展进程中的几个关键性难题。

图2 基于BIM+技术的预制装配化标准管理体系

1．智能化定尺切割

借用计算机领域“堆栈”的概念，创建了管道切割余料数据库，利用智能化定尺切割插件自动完成管线定尺切割，并形成材料下料单，交付厂家根据下料单尺寸进行管线生产，如图3所示。

图3 智能化定尺切割工作流程

相较于手动管线切割方式，管线切割前优先调用数据库内剩余管线，降低了材料损耗；剩余管线根据添加时间进行排序，每次管线切割优先调用最后添加管线，以确保就近管线能够被优先调用，减少材料二次倒运。管线切割后对管线完成实时添加连接件和编码，确保了管线切割的精准性，提高管段使用的便捷性。

2．支吊架自动布置

支吊架是管线安装的基础，布置得合理、准确与否决定了现场能否根据管线综合排布结果进行施工，直接影响到管线施工的质量。支吊架种类繁多，绝大部分综合支吊架并无图集可寻，目前通常做法是根据深化设计图纸简单计算，往往造成很大的材料浪费，或者因为强度不够，出现安装质量问题。为此基于BIM平台自主开发了支吊架自动布置系统，将支吊架的计算、选型、布置和统计出图功能集于一体，实现了支吊架的快速计算选型布置。通过支吊架自动布置系统在西安地铁等多个项目中应用，相比于传统方式至少节约布置时间85%以上。

3．正等轴测图（ISO）跨领域创新应用

机电安装工程施工中，平面图数据交错复杂，信息量大，图面表达不直观，而石化工程常用的正等轴测图通过三维可测量的表达方式，将图面信息更直观地展现给施工人员，便于作业人员的读图与预制加工。而机电工程中常规的BIM软件无法绘制准确的正等轴测图。为了解决这一难题，我们通过创建企业族库、自主开发相应的软件工具等方法，在机电安装工程中，成功地将石化工程中的正等轴测图引入到BIM软件中。生成的轴测图，相较于传统机电工程平剖图更易读、图纸表达更精准、出图效率更高、管线预加工兼容性强、图纸管理更加方便。

4．BIM+二维码技术实现物资全周期管理

安装工程材料种类繁多，易发生代用错用现象，尤其是化工项目具有易燃、易爆、高温、高压、腐蚀等特点，必须采用合金钢、耐热钢等特殊材料，其规格型号多达14万种，用错材料可能会造成毁灭性的质量安全事故。中建安装在多个地铁及化工项目中，以BIM+二维码技术为载体，初步实现了物资的动态全周期管理，解决了现场物料跟踪困难的问题，确保项目进度按期完成。它既为项目管理提质增效，也为业主后期运营的物资库管理提供了数据支撑。

5．创建BIM焊接管理平台

石化工程与民用机电安装工程具有不同的特点，质量标准和管控要求差别较大。比如石化工程管道材质繁多，除了常规的碳钢、不锈钢，还有耐高温合金钢、高耐腐蚀材料等等（如双相钢、蒙乃尔合金钢，钛材、哈氏合金等）；焊接工艺种类复杂（有手工焊、自动焊、气保焊、埋弧焊、下向焊等）；焊接质量要求极高，射线等无损检测焊接一次合格率甚至达到97%以上。因此针对石化工程的特点难点，为了解决“焊接信息数据量庞大，信息动态更新不及时，焊工管理与焊接质量控制难度大”等问题，中建安装在长期的工程实践中，自主开发了BIM焊接管理平台，具有焊接信息数据库管理、二维码信息动态更新和焊接质量可追溯等优点。在此基础上，创新研发并实践了BIM+焊接管理技术，如图4所示。

图4 BIM焊接管理平台工作流程

随着物联网强大的信息互联互通、用户触达和智能控制处理等功能应用，BIM在工程建造及运营的深度应用必将进一步强化。我们将持续发挥中建安装的专业技术优势，探索BIM+物联网等新技术的结合，开展在设备远程控制、内部空间设施可视化、照明及消防系统管理、隐蔽工程管理、能源运行管理、安保管理和应急管理等领域的智慧应用，将静态的BIM数据模型提升为动态数据监测系统，建立业务管理闭环，实现PDCA动态升级更新，实现工程项目投资策划、勘察设计、施工和运维各阶段基于BIM的信息传递和信息共享。中建安装将积极依托BIM+技术在项目管理中的深度应用，借助云平台、大数据等新兴技术，从智慧建造、智慧建筑，到智慧小镇的实施，最终拓展到智慧城市的建设，引领行业发展的新方向。