BIM在設(shè)備管線優(yōu)化應(yīng)用

工程設(shè)備管線主要包括強電、弱電、消防噴淋、綜合布線、給水、中水、污廢水排放、燃?xì)夤?yīng)、通風(fēng)空調(diào)、防排煙和采暖供熱等，這些管線錯綜復(fù)雜，各預(yù)制構(gòu)件搭接處鋼筋密集交錯，如果在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預(yù)制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞，將給施工現(xiàn)場的各種管線施工、預(yù)埋和現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件吊裝、制安帶來極大的困難。

因此，在施工前，采用BIM技術(shù)對管道密集區(qū)域進行綜合排布設(shè)計，虛擬各種施工條件下的管線布設(shè)、預(yù)制聯(lián)接件吊裝的模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的碰撞和沖突，盡早發(fā)現(xiàn)施工過程中可能存在的碰撞和沖突，有利于減少設(shè)計變更，提高施工現(xiàn)場的工作效率。

1.1 管線碰撞檢查優(yōu)化

碰撞檢查是指在電腦中提前預(yù)警工程項目中各不同專業(yè)(結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架等)在空間上的碰撞沖突。工程管線種類多、各專業(yè)管線相互交叉，施工過程中很難完成緊密配合，相互協(xié)調(diào)。利用BIM軟件平臺的碰撞檢測功能，根據(jù)各專業(yè)管線發(fā)生沖突時，有壓管讓無壓管，小管線讓大管線，施工容易的避讓施工難度大的，再考慮管材厚度、管道坡度、較小間距以及安裝操作與檢修空間，較后結(jié)合實際綜合布置避讓原則，完成結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線圖紙之間的碰撞檢查，加快各專業(yè)人員對圖紙問題解決效率。

利用BIM軟件平臺碰撞檢測功能，預(yù)先發(fā)現(xiàn)圖紙管線碰撞沖突問題，及時反饋給設(shè)計單位，進行施工方案優(yōu)化等，減少由此產(chǎn)生的變更申請單，避免后期施工因圖紙問題帶來的停工以及返工，不僅提高施工質(zhì)量，確保施工工期，還節(jié)約大量的施工和管理成本，也為現(xiàn)場施工及總承包管理打好基礎(chǔ)，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。再結(jié)合BIM技術(shù)的可視化對施工管理人員及施工人員進行施工過程與方法模擬現(xiàn)場三維交底，使現(xiàn)場施工不再僅僅依靠平面圖紙，提高認(rèn)知度，避免因理解不當(dāng)而造成的返工現(xiàn)象，加快施工速度，提高現(xiàn)場工作效率。

1.2 管材及附件管控優(yōu)化

(1)設(shè)計優(yōu)化。工程設(shè)備管線利用BIM技術(shù)對各類管材及附件等的路徑與尺寸進行優(yōu)化和管線綜合平衡設(shè)計，減少部分管線的長度和彎頭數(shù)量，找出較短路徑、較優(yōu)尺寸，做預(yù)留孔洞或管線預(yù)埋。據(jù)統(tǒng)計，因節(jié)省材料需用量而降低成本可達(dá)項目總造價的3%以上，有效降低材料成本，實現(xiàn)降本增效目的。以暖通風(fēng)管的鋼板制作與安裝為例，按常規(guī)的制作與安裝方法，損耗量多數(shù)都會超過定額所規(guī)定的11%，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，大大減少廢料，項目損耗率不足4%。同時，優(yōu)化施工工序與工藝，還可提高施工效率，減少返工。

(2)采購數(shù)量優(yōu)化。當(dāng)前，絕大多數(shù)施工項目管材及附件一般是根據(jù)投標(biāo)清單數(shù)量，再進行簡單審核審批進行采購，很難做到對施工用料的計算，經(jīng)常造成采購材料過剩，大量材料現(xiàn)場積壓、占用大量資金、工程成本上揚，或者采購不足，等工待料，無法滿足預(yù)訂工期要求;甚至材料申報審核不嚴(yán)造成錯誤采購，較后與業(yè)主扯皮，造成大量資金損失。而借助BIM模型審核，確保材料申報準(zhǔn)確，降低材料采購數(shù)量誤差。結(jié)合施工程序及形象工程進度周密安排材料采購計劃，不僅能保工期與施工的連續(xù)性，而且能用好用活流動資金、降低庫存、減少材料二次搬運。

(3)下料優(yōu)化。傳統(tǒng)管材下料按照二維平面圖核算，平面圖與實際安裝會有較大差別，導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確。下料偏大則會造成建設(shè)費用和能源浪費，下料偏小則會造成系統(tǒng)不能正常工作。運用BIM技術(shù)后，在繪制好的設(shè)備管線模型中，讓BIM軟件自動完成復(fù)雜的計算工作，從而為管材參數(shù)的尺寸和選型提供正確依據(jù)。項目核算員、材料員、施工員等管理人員按施工規(guī)范要求，結(jié)合BIM三維模型向施工班組進行技術(shù)交底，將BIM模型中用料意圖灌輸給班組，用BIM三維圖、CAD圖紙或者表格下料單等書面形式做好用料交底，防止班組“長料短用、整料零用”，做到物盡其用，減少浪費及邊角料，把材料消耗降到較低限度。

(4)領(lǐng)料優(yōu)化。根據(jù)安裝工程管材及附件特點，嚴(yán)格按照設(shè)計施工圖及BIM設(shè)備管線模型，控制材料及使用數(shù)量，做到規(guī)格、型號、數(shù)量、參數(shù)完全準(zhǔn)確。施工員根據(jù)工程實際進度，方便的提取施工區(qū)段管材及附件用量，在下達(dá)施工任務(wù)書中，附上完成該項施工任務(wù)的限額領(lǐng)料單，作為材料員發(fā)料控制依據(jù)，實行對各班組限額發(fā)料，防止錯發(fā)、多發(fā)、漏發(fā)等無計劃用料，從源頭上做到材料的“有的放矢”，減少施工班組對材料的浪費。

1.3人工與機械施工優(yōu)化

BIM技術(shù)可根據(jù)管線施工工序、進度、成本、質(zhì)量以及人力、機械、材料等施工信息，實現(xiàn)建設(shè)項目施工階段工程進度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置動態(tài)集成管理及施工過程可視化模擬。按照施工過程可視化模擬結(jié)果，對各管線之間的工程施工邏輯關(guān)系等進行施工現(xiàn)場科學(xué)合理規(guī)劃，減少二次搬運，杜絕現(xiàn)場返工，特別是室外管線施工反復(fù)開挖，室內(nèi)管線施工反復(fù)搭拆架子問題。

(1)借助BIM技術(shù)現(xiàn)場施工過程模擬結(jié)果，將管材及附件擺放至指定位置，避免材料堆場影響施工導(dǎo)致材料二次搬運;其次運用BIM準(zhǔn)確提取各區(qū)段管材及附件消耗量，施工人員根據(jù)此量將備用管材及附件搬運至用料區(qū)段，避免多運、漏運、錯運，造成二次搬運。據(jù)核算，大型超高層，管材及附的垂直運輸成本占到總?cè)斯こ杀镜?0%左右，現(xiàn)場材料二次搬運成本占到材料運輸成本的20%左右。

(2)運用BIM技術(shù)進行管線綜合深化，首先由于它的可視化糾錯能力直觀、真實，這使施工過程中可能發(fā)生的問題，提前到設(shè)計階段來處理，避免因各管材設(shè)備與土建結(jié)構(gòu)的交叉沖突而導(dǎo)致返工;其次是運用BIM技術(shù)完成預(yù)留孔洞定位圖，避免因孔洞預(yù)留不準(zhǔn)而導(dǎo)致的二次開孔、返工問題;較后是運用BIM技術(shù)進行凈高復(fù)合，避免因管線標(biāo)高不符合吊頂標(biāo)高要求而導(dǎo)致各管線安裝返工。通過調(diào)整優(yōu)化出圖，科學(xué)安排施工順序，合理組織管線交叉施工，使各項工作有序展開，既保工程進度，又節(jié)省開支和降低工程成本。

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