BIM 技术在机电安装精益建造中的应用

袁波宏，张建霞

(中建三局安装工程有限公司西北分公司，西安 710000)

1 引言

与传统的建筑管理理论相比，精益建造【1~4】强调全生命周期减少多余工序、减少工作面闲置、减少资源浪费、提高一次成优率、追求达到“零浪费”“零库存”“零缺陷”“零事故”“零返工”“零窝工”的目标，而建筑机电安装工程作为整个建筑物的血液工程，直接影响着建筑使用功能的发挥及人们使用舒适度的体验，同时，建筑机电安装工程的优劣也间接地影响了建筑使用周期的长短。本文结合幸福林带项目工程的PPP+EPC特点，探索研究了利用BIM 技术在机电安装中从精益深化【5~7】、精益质量、精益计划、精益商务4 大板块助力精益建造的工程应用措施。

2 精益深化

2.1 大体量地库深化设计

2.1.1 密肋梁结构区域机电管线深化

本项目总长5.8km，为条状性地下空间项目。地下2 层为车库区域，机电管线包括给排水管道、消防管道、自喷管道、防排烟风管、弱电桥架、强电桥架等。

由于地下1 层商业招商未确定，为节省框架梁结构净高，在结构设计初期，设计为可承受均布荷载的密肋梁结构，便于后期业态调整。

但这种结构肋间间距小，无法给予管道利用梁窝翻弯的空间，深化设计之初便需要对交叉管线预留合适的翻弯空间。同时，密肋梁区域柱子上方均设置了低于肋底的柱帽，为便于支吊架布置，需全段考虑，提前避让。

同时，密肋梁区域结构板厚100mm，不允许锚固管线支吊架，密肋梁区域管线支吊架均需布置肋底，需提前对所有联合支架做精细布置。

2.1.2 自喷末端深化

因本项目涉及框架梁区域、密肋梁区域、成排管线等情况，经过对GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》7.1.6 和7.2.1 等条文的研究，对相关部位细部做法提前考虑：

1）框架梁区域自喷头溅水盘距板底75~150mm, 统一按100mm 考虑；

2）密肋梁区域自喷头溅水盘距肋底25mm；

3）宽度大于1 200mm 的成排管线下部增设喷头。

2.1.3 排烟口调整与复核

因本项目设计要求车库排烟口设于风管上表面且距顶板距离0.4m，当风口与肋底/梁冲突难以满足条件时需要移动风口/风管避开梁底。

风口移动后需对调整完的风口进行校核，查看是否满足规范要求。

通过为排烟风口增加可控的排烟半径来复核排烟口的布置是否满足规范，同时可以根据需要关闭其显示。

2.1.4 净高方案解决

由于本项目总长5.8km，地形起伏变化，结构多处标高变化和建筑不一致。BIM 深化设计，提前发现净高不满足的地方并提出解决方案提前与设计沟通解决，避免了后期不必要的拆改。

2.1.5 避让防火卷帘

预先对经过防火卷帘处的管线进行标高核查，标高难以满足时对管线进行移位调整，满足防火卷帘处的标高要求。

2.1.6 货运通道优选

本项目设计提出的货运通道标高要求为2 700mm，根据设计院给出的货运通道利用BIM 提前复核，对于不满足的线路根据BIM 模型提出新的建议。

2.2 地下空间商业深化设计

2.2.1 与地铁接口协调

本项目地下空间一侧为地铁工程，涉及多处地铁出入口与地下空间相连通。且地铁工程管线与地下空间管线相连接，更需要提前利用BIM 技术对标高等进行核查。

2.2.2 与室外空间协调

本工程全段绿建二星，地下空间多处设计导光管，机电管线深化过程中需认真核查，避开此处，以免影响导光管效果。管线设计安装空间与中庭冲突，提前与设计沟通更改至室内。

2.3 施工大样图编码

本工程为条状性。各段距离长达二三百米。结构施工为分区域施工，且设计变更较多。为满足现场机电管线施工进度且减少深化修改量，深化工作也是分区域进行。这就需要制定一套较为完备的施工大样图编码系统。

2.4 支架受力分析

因本工程大部分区域为密肋梁区域，支架选型需要更加谨慎，深化时结合图集、工艺手册对支架进行选型，然后通过Magicad 支吊架受力分析软件对支吊架进行校核。

2.5 二次砌体预留洞图

为进一步满足绿建二星的施工要求，项目采取二次砌体洞口提前预留的方式，减少建筑垃圾，避免施工粉尘，节省二次砌体材料。根据BIM 技术在管线综合排布的基础上出具二次砌体预留洞图。

2.6 风机房深化设计

针对样板段的风机房进行深化，根据产品样册建立族库；根据风机大小对风机房进行排布，并出具消声静压箱加工图纸、设备基础图纸等。

2.7 智慧机房深化设计

智慧机房是基于预制化机房之后的一个补充和升级，致力于解放人力，实现制冷机房的无人值守及智慧化管理。本项目共有机房10 个，全面应用装配式机房施工技术。

3 精益质量

3.1 方案模拟

3.1.1 下空间管线排布

利用BIM 技术对地下室管线进行综合排布，在满足净高和功能的前提下确保管线安装美观度。

3.1.2 下空间细部做法

利用BIM 技术对排烟口、喷淋头、风机房等细部做法进行了方案模拟，以精确指导现场施工。

3.1.3 管廊预埋槽、套管、钢板预埋

针对管廊预埋槽安装、管廊套管预埋、钢板预埋进行方案模拟，以确保方案的可行性和最优化。

3.2 深化方案评审与交底

利用BIM 可视化将深化方案向劳务进行交底，并不定期组织深化方案评审、交底和复核。

3.3 现场管控

为了确保项目管理人员、劳务带班更便捷地查看模型、核查现场，项目利用EBIM 平台实现模型的轻量化查看、现场问题与模型的实时定点绑定，并记录在册，明确解决问题的责任人，实现问题的有效和高效解决。

4 精益计划

4.1 进度计划

为更好地实现精益建造，合理安排工期，避免抢工和窝工，项目进度实施N+模式，做到了及时合理的工序穿插。

4.2 深化计划

为满足项目施工进度，应结合现场土建各段各板块工作面提供时间，制定详尽的深化设计计划，并随着土建进度进行实时动态调整。

4.3 材料计划

为确保材料零库存、零浪费，根据安装进度计划对BIM 进行区域精细划分，在模型里建立共享参数“区域”，给管线模型赋予“区域”值，按“区域”对管线进行工程量统计。

确保材料计划按区域统计、按区域下单、按区域进场。

5 精益商务

5.1 工程量计算

BIM 技术利用软件算量的统计优势，可以将工程量分散成点也可以分区汇总，为商务结算及相关数据统计做好统计学支持。

除此之外，项目利用鸿业Space 支吊架功能对项目所有联合支架进行布置，并利用软件的支吊架统计功能对所有联合支架的型钢进行工程量统计。

5.2 分包精确算量

为精确把控现场工程量，实现分包按月精确报量，利用BIM 技术能够聚点成面的统计优势，同样对分包月度完成管线添加“安装时间”共享参数。建立“安装时间”管线明细表，每月随参数赋值，明细表自动更新，实现工程量根据现场施工进度按月度统计，并动态调整。

6 结语

本项目利用BIM 技术助力精益建造，有效地提升了机电工程的设计效率、安装及施工水平。企业在利用BIM 技术在机电安装精益建造中，不仅要体现在建设施工阶段，更要体现在全生命周期。在实际施工阶段，应用BIM 技术对建设全过程进行模拟，实行全方位管理，实现合理性和科学性。BIM 只是一种管理工具和信息化手段，实施的关键是要与企业本身的管理相结合，企业高层需要果断决策，业务部门需要不懈坚持，思维观念与行为方式需要改变。