BIM技术在机电工程中的应用与分析

发表时间:2020/11/20   来源:《工程管理前沿》2020年第23期   作者:李孟斐
[导读] 人类社会已经进入信息时代,人类的建筑史也由手工绘图时代、

        李孟斐
        中建三局第三建设工程有限责任公司 天津
        摘要:人类社会已经进入信息时代,人类的建筑史也由手工绘图时代、CAD绘图时代进入了BIM信息化时代,随着BIM技术在工程施工各个领域的发展,BIM技术呈现出信息化、多元化、精细化的特点,而BIM技术应用最广泛的领域无疑是建筑工程领域,而在建筑工程中BIM技术应用的重要阵地就是建筑机电安装。伴随着5G技术的应用,BIM技术也会有更广泛的应用。而BIM技术在建筑机电工程的应用有优势,也有不足之处。就BIM技术在实际机电工程应用中展现出的优势与不足做进一步分析和研究。
        关键词:BIM技术;机电安装工程;优势与不足
        引言:
        自2005年Autodesk进入中国推广BIM软件,到现在政府扶持、业内推广,各种BIM大赛层出不穷,BIM技术遍地开花,BIM技术已经渗透到建筑机电工程各个专业,而机电工程具有专业种类多、施工周期长、交叉作业多等特点,传统的施工方式存在大量的拆改和返工,造成人力、材料、能源浪费情况严重,也增加了施工单位的成本,而BIM技术的应用带来了解决这些问题的新思路、新方法,高质量的BIM技术应用确实解决了机电工程预留预埋的不准确、管线综合排布的碰撞、设计图纸的遗漏、缺失、不完善等问题;却也凸显出了一些缺点与不足。
        1.人才投入多,资金投入大;BIM技术的优势之一,是可以将复杂的2D管线3D可视化,直观的进行排布与碰撞调整工作。对于体量大、管线复杂、机电管线排布空间小、精装要求高的机电工程项目,可以天然的发挥BIM技术的优势;针对体量小、管线排布空间充足的机电工程项目,运用BIM技术可能会存在人力成本增加大于BIM技术带来的成本降低。所以一般采用BIM技术的多为大中型公建、商业、工业厂房项目,而大体量机电工程项目运用BIM技术,需要大量的BIM技术人才,包含各专业的BIM建模人员、BIM技术综合应用人员,而该部分人员也必须要参与到项目相对专业的施工中来,才能保证BIM技术真正的从3D模型延伸到实际工程施工中来,而实际施工的专业技术工人也需要掌握识读3D模型,并将模型转化至实际生产的能力,但现在从事机电施工的工人年龄分布、受教育水平等,限制了识读BIM模型的水平。由此可见,BIM技术在实际工程中的应用会存在投入人才数量多、投入资金大的缺点。
        现在的BIM技术相当于90年代的CAD,即新技术、新方法。现阶段让所有的施工管理人员去掌握并应用BIM技术并不现实,但在政府部门、BIM软件开发行业的推广下,设计单位已经开始提供BIM基础模型,建设单位在招投标阶段也提出了应用BIM技术指导施工的要求,施工单位的重点项目也开始使用BIM技术。依托现状,为解决人才投入多,资金投入大的情况,有远见的施工单位开始进行持续的有规划的BIM技术培训工作,将短时间的大规模投入变成分期分批的小规模投入,化解企业资金压力;同时进行企业内BIM技术互助交流,减少了聘请专业讲师团队的资金投入;另外一些紧跟时代、紧跟市场人力需求的大学,也已经开设了BIM相关的专业课、选修课,企业直接招聘掌握BIM技术的大学生,也进一步降低了员工培训的资金投入。针对暂时不具有BIM技术落实的施工单位,可以选择专业的BIM技术服务公司,但由于现阶段市场上的BIM技术服务单位良莠不齐,施工单位又不具有将BIM模型转化落实的能力,导致很多单位的BIM模型只能停留在“观赏”阶段,造成投入了资金却无法应用的局面,难以享受到BIM技术带来的红利。
        2.综合排布协调、协同难度大;采用BIM技术的机电工程项目往往存在专业种类多、管线错综复杂、分包单位多、各分包BIM技术人才参差不齐等问题。根据实际项目BIM技术应用经验,不同的项目采用的承包形式不同,有总承包模式、总承包管理模式。其中,针对总承包模式有以下情形:1、总承包单位主持进行BIM技术应用;2、总承包管理下的机电分包主持进行BIM技术应用。

总承包单位进行BIM技术应用综合排布协调与协同较为容易,而总承包单位管理下的机电分包主持进行BIM技术应用会存在协调其他平行分包单位难度大(总承包模式下,消防、弱电、园林、幕墙、精装、市政电力等单位往往与机电单位同为平行分包,且均有交叉)。在没有合同约束、业主与总承包单位的大力支持下,单纯的由机电单位去协调其他平行分包,难度非常大;不同分包单位BIM标准不同,BIM技术平台及软件版本不同,BIM技术应用深度和侧重点不同,在综合排布和管线碰撞修改过程中,选择什么专业进行管线路由调整、翻弯等调整往往会存在分歧,会导致单纯由机电单位主持的BIM技术应用存在协同难度大的特点。总承包管理模式同样也存在如上问题。
        针对以上问题,从建设单位角度要求应用BIM技术的,建议设置机电总承包单位,即所有机电相关的单位均为机电总承包单位的管理,可以有效的减少沟通、协调难度,同时建设单位进行机电总承包单位BIM应用的监管,确保BIM技术有效落实;从总承包单位角度要求应用BIM技术的,若可以设置总的机电分包也可以减少沟通和协调难度,若无法设置总的机电分包,便需由总承包单位设置专门的BIM技术应用管理部门,沟通、协调、管理各个机电专业分包;仅仅是由机电安装单位(不含消防、弱电、电梯、泛光等专业分包)进行BIM技术应用的,建议寻求建设、总承包单位的支持,否则,BIM技术落实将存在重重困难,甚至做成“四不像”。
        3.BIM技术由模型转化至实体难点多;机电BIM技术由模型转化至实体有如下几种情况:①、机电模型综合排布根据图纸超前进行(在土建、机电施工前),在机电施工中调整校正,这种情况可能会存在土建工作内容变更、施工偏差导致综合排布后的机电管线的大规模调整、或根据土建实际施工状况,持续周期较长的纠偏调整;②、机电模型综合排布跟随进行(在土建施工过程中,实测实量后,完善相应土建及机电模型),优点是:整体BIM模型与现场贴合较好,持续性调整较少;缺点是:BIM建模综合排布持续时间长、工作量大、人力需求量大、测量精度低、成本投入较高。③、机电模型综合排布延后进行(在土建主体结构施工完成后,利用扫描仪根据现场实际状况完善土建及机电模型),优点是:整体BIM模型与现场实际情况完全一致,所见即所得;缺点是:BIM模型综合排布时间长、建模人员需求量大、成本投入高。
        现阶段各个施工单位基本全部采用第一种情况,即在施工准备阶段把建筑结构模型及机电模型完成,并做好机电专业的综合排布及优化。这种由模型转化为实体一般会存在以下问题:
        (1)前期投入较大的人力和资金成本后,后期各个专业仍需要有BIM技术的人员进行修正,很多企业只重视前期的建模及排布优化工作,形成一定的成果后,缺少后期施工过程中的模型维护及落实人员,虎头蛇尾,并没有形成BIM技术带来的实际生产效益,对BIM的推广产生了抵抗心理。
        (2)前期成果形成后,一部分企业为了进行BIM新技术的探索,也安排了专业的BIM人员进驻现场,希望通过专业人员的带动和培训,带领项目专业施工管理人员实现BIM技术成果的转化,然而对于机电施工企业,现场管理人员有限,各个专业的工长在繁重的现场管理工作的同时无法兼顾BIM技术成果的落实,而专业的BIM技术人员往往是聘请的BIM技术服务单位的人员或项目管理团队里职位较低的管理人员,无法将任务发布给专业工长、传递给工人,导致BIM技术在转化为实体过程中困难重重。
        面对以上的问题和困难,我们的施工企业需要从项目组织管理机构上进行调整,依托最新的BIM技术、基于BIM技术的一些新的管理方式,去建立、探索新的管理模式,而不是组建一个在项目管理机构之外的单独的BIM管理机构,这样既存在管理职权的冲突,也存在项目组织机构过于庞大,人力投入大的情况。
        结语:
        新的技术必将带来新的挑战、新的变革,伴随着5G技术的发展,万物互联时代的到来,建筑行业必将存在新的变革,不管是新的机电设备加入5G模块实现云端实时监控与管理,还是新的机电安装机械、技术的发展,都是难得的机遇与挑战,期待施工企业在BIM技术应用上的探索与追求,将机电施工行业带到新的更高的领域。
参考文献:
[1]门丽君.BIM技术在建筑领域的发展现状及前景.山西工程技术学院
[2]关汝勇.谈BIM技术在建筑机电安装中的应用.山西一建集团有限公司
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