浅谈BIM技术在设备管线方面优化的应用价值

浅谈BIM技术在设备管线方面优化的应用价值

龚家浩

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《BIM导论》课程论文，指导老师黄素清

摘要

BIM技术在机电工程管道中的应用更为复杂。BIM技术可用于机电管道的碰撞检测和综合布置，实现管道走向、安装高度和布置的优化设计，方便工程安装，实现空间的最大利用。基于BIM技术的应用，分析了设计过程中集成管理的优化，从碰撞检测、设备管线布置、虚拟施工等方面对项目建模进行了分析和优化。，以保证管道维护空间和建筑物的整体净需求。

关键词：BIM；管线综合；碰撞检查

0.引言

随着BIM技术在我国的发展和应用，BIM在机电管线综合应用中的优势日益凸显。为了满足日益庞大的建筑规模和复杂的使用功能，BIM机电管线对设计企业、施工企业乃至业主的要求越来越激烈。

BIM技术的可视性使设计人员能够在虚拟三维环境中直接浏览管道安装效果，发现传统二维设计中的碰撞冲突，及时优化设计方案，避免施工阶段出现的错、漏、缺问题，大大提高了管道的综合设计能力，提高了设计质量。

1．BIM技术主要特点

1.1、BIM技术软件与应用价值

1.1

BIM技术软件概述

BIM技术软件涵盖了广泛的领域，包括整个生命周期的规划设计、施工和运营管理。BIM技术软件不是一个简单的独立软件，也不是一种类似的软件，而是通过绘图平台（图形引擎）软件和接口转换软件将多个具有不同功能的系列软件组合而成；而能够完成每一项功能的软件不仅仅是一个产品。

BIM软件技术主要包括BIM核心建模软件、BIM方案设计软件、带BIM接口的几何建模软件、可持续分析软件、机电分析软件、结构分析软件、可视化软件、模型校核软件、深化设计软件，模型综合碰撞检测软件、成本管理软件、运营管理软件发布审核软件，每个软件包含多个产品。

1.2

BIM技术软件应用价值

随着我国经济的快速发展，建筑业进入了快速发展时期。大规模的城市化进程带来了前所未有的新建需求。随着工程设计的日益复杂，设计周期短，工期紧，传统的计算机辅助设计方法面临着多重困难。BIM技术软件服务于项目设计、施工、运行和维护的全生命周期，可以为所有项目参与者提供一个顺畅沟通和协同工作的平台。

2.BIM技术在设备管线优化中的应用

工程设备管线主要有强电、弱电、消防喷淋、综合布线、给水、中水、污水及废水排放、供气、通风空调、防排烟及采暖等，管线复杂，预制构件接头处钢筋密集错开，如果在施工中发现各类管道与预制构件重叠碰撞，将给各类管道施工、预制构件的预埋、吊装、安装带来很大困难。

因此，在施工前，采用BIM技术对管道密集区进行综合布置设计，对各种施工条件下的管道布置和预制接头吊装进行虚拟仿真。提前发现施工现场存在的碰撞和冲突，尽快发现施工过程中可能存在的碰撞和冲突，有利于减少设计变更，提高施工现场的工作效率。

2.1

管线碰撞检查优化

如果在施工中发现各类管道与预制构件重叠碰撞，将给各类管道施工、预制构件的预埋、吊装、安装带来很大困难。

因此，在施工前，采用BIM技术对管道密集区进行综合布置设计，对各种施工条件下的管道布置和预制接头吊装进行虚拟仿真。提前发现施工现场存在的碰撞和冲突，尽快发现施工过程中可能存在的碰撞和冲突，有利于减少设计变更，提高施工现场的工作效率。

利用BIM软件平台的碰撞检测功能，可以提前发现图纸和管线的碰撞问题，及时反馈给设计单位，进行施工方案优化，减少由此产生的变更申请单，避免后期施工中因图纸问题引起的停工和返工，不仅提高了施工质量，保证了施工工期，而且节省了大量的施工和管理费用，也为现场施工和总承包管理打下了良好的基础。创造了可观的经济效益。结合BIM技术的可视化，模拟施工管理人员和施工人员的施工过程和方法，使现场施工不再仅仅依靠平面图，提高了意识，避免了因理解不当造成的返工现象，加快施工速度，提高现场工作效率。

2.2

管材及附件管控优化

（1）

设计优化。利用BIM技术对各种管道及附件的路径和尺寸进行优化，并对管道进行综合平衡设计，以减少部分管道的长度和弯头的数量，找出较短的路径和较好的尺寸，预留孔洞或预埋管道。据统计，由于节约材料消耗而降低的成本可达到工程总成本的3%以上，有效降低材料成本，达到降低成本、提高效率的目的。以暖通管道用钢板的生产安装为例，按照传统的生产安装方式，大部分损失将超过定额的11%。通过应用BIM技术，可以大大减少浪费，工程损失率小于4%。同时，优化施工工艺和技术也可以提高施工效率，减少返工。

（2）

采购数量优化。目前，绝大多数建设工程管道及配件一般都是按照招标清单的编号采购，然后简单地进行审批。施工材料计算困难，往往导致采购材料过多、现场材料大量积压、占用大量资金、工程造价上升或采购不足等，不能满足预定工期要求；就连物资申报审核也不严格，导致采购错误，后来又与业主发生争吵，造成了不少经济损失。通过BIM模型审核，保证了物料申报的准确性，减少了物料采购数量的误差。结合施工程序和形象工程进度，精心安排材料采购计划，既能保证工期和施工的连续性，又能充分利用周转资金，减少库存，减少材料的二次搬运。

2.3人工与机械施工优化

BIM技术可根据管线施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料等施工信息，实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置动态集成管理及施工过程可视化模拟。按照施工过程可视化模拟结果，对各管线之间的工程施工逻辑关系等进行施工现场科学合理规划，减少二次搬运，杜绝现场返工，特别是室外管线施工反复开挖，室内管线施工反复搭拆架子问题。

3.结语

BIM技术是信息技术在建筑行业的直接应用，服务于建筑工程设计、施工、运营和维护的全生命周期。BIM技术为项目的所有参与者提供了一个交流和合作的平台，为避免失误、提高工程质量、节约成本、缩短工期等做出了巨大贡献，其巨大的优势使业界越来越重视它。

以某工程管道井为例，采用BIM技术碰撞检测和三维视景仿真来布置给排水管道、热水管道、燃气管道和空气管道。管道在竖井内交叉，造成大量管道重叠；通过调整各设备管道的安装位置，减少管道交叉重叠，优化设备管道路径，既节约了材料，又使整体布局合理美观，同时可以预留足够的检修空间。

参考文献：

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