傅英栋
摘要：近年来，随着BIM技术被逐渐重视，其应用方式也逐渐多元化，目前BIM技术在工程施工过程中已经呈现出了多方面的助力，其应用已愈加广泛。本论文以某工程消防系统施工项目为例，施工过程中改变了传统的施工方式，采用BIM建模、预制施工、现场组装的先进施工工艺，通过BIM建模预施工技术排除了整个施工过程中的难点，并大幅度提高了施工效率，同时适当降低了施工成本。本文研究成果可为相关机电安装施工技术与研究提供一定参考。
关键词：BIM施工; 预制化施工; 消防施工
消防施工一直以来存在较多施工难点，其中涉及给排水、暖通、电气多个专业，在施工的过程中极易发生管线碰撞、专业冲突等问题。采用BIM技术预制化施工后，通过事先建立信息模型，模拟装配过程，预排除专业碰撞，之后在BIM模型进行预装，对施工现场出现的未知问题进行逐一预排除，对每个部件进行编号梳理，最后实际进场施工。
1 BIM技术简介
BIM的全拼是Building？Information？Modeling，即：建筑信息模型。BIM即建筑信息的数字化表达，其技术摆脱了传统的2D建筑信息，以3D模型为基础，并通过精准建模赋值了多种建筑工程项目信息。BIM技术可以有效解决从工程设计、施工、管理、拆除的全生命周期管理，并能够有效解决分布式、异构式工程数据间的一致性、协调性问题，在整个工程的周期内有效提高工程效率，并降低工程成本。
2 BIM技术在施工过程中的应用
2.1 工程概况
本工程项目为某商店类公共建筑，其总建筑面积为118075m2，地上19层，建筑高度87.9m，工程造价2789.6万元。该建筑内设置有湿式自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、室内消火栓系统和自动定位射流灭火系统等消防设施设备。
在实际施工过程中，发现施工图纸多处同其他专业产生冲突碰撞，若采用传统方式绕过碰撞点，则易发生不符合相应设计规范的情形。同时该建筑多个机房存在复杂管线综合问题，采用传统施工方式易产生施工工期长，工程效率低的弊端。为了有效解决多专业碰撞问题及在一定程度上缩短施工工期，强化工程效率，经过同建设单位、其他施工单位协调，决定采用BIM技术进行预制化施工。
2.2 BIM预制化施工流程
2.3 根据设计图纸进行BIM模型的建模
通过各专业CAD二维图纸进行三维BIM建模，模型完成后，通过内置碰撞工具对给排水、暖通、电气、消防等专业进行综合碰撞测试，通过碰撞测试后，可以有效排除施工过程中的碰撞点，解决实际施工中的不稳定因素。
本工程中通过BIM内置碰撞测试后，测得设计图纸中存在16项碰撞问题，如湿式自动喷水灭火系统配水支管直接穿越风机盘管、消防水泵出水管碰撞风道等问题点，若按原图施工，将会延长约20日工期进行技术更改，大幅降低工程效率。
2.4 搭建BIM实施平台
由于BIM模型涉及工程建模、工程进度、工程造价、虚拟实境等多个施工环节，一套完整的BIM模型不仅应包含详尽的项目信息，还应包含相应的工程进度信息，工程造价信息和工程动态展示信息，下表1为BIM实施平台的基本架构。
2.4 模型碰撞
碰撞测试工序主要分为六个阶段：各专业模型提交;主模型负责方审核;统合各专业模型，调整项目中心点及高程;进行碰撞检查并输出结果，制作碰撞测试报告;根据输出的报告优化BIM模型;重复上述五个阶段，直至BIM模型最终成型。
在生成一轮碰撞测试报告后，应将具体碰撞点进行收集整理，并同相应的设计单位、施工单位进行集中讨论，在修改设计方案后在BIM模型上进行相应更改，并重新运行碰撞测试，直到完全通过碰撞测试。
在所有碰撞点都通过修改后，将修改意见汇总并修改BIM建模，对原有BIM模型进行优化，输出无碰撞问题的优化模型，并基于该模型进行BIM预制化施工基础准备。
2.5 BIM模型的细化、拆分和编码
在BIM模型完全通过碰撞测试并经过优化后，将已建立的模型进行部件拆分，将所有部件都形成单独个体，并逐一进行二维码编号。之后划分主要路径，根据主路线整理部件，为预制施工做准备。
编号原则如下：如编码为01G-DF125-01，其中01代表主管道中的第一条管道，G代表其性质为供水管，DF代表该部件为蝶阀，125代表其规格为DN125，末尾01代表该阀件为该条主管道的第一个部件。
3 BIM预制化施工
3.1 资料准备
在正式采购、安装前，先收集整理并深化安装件、工效、工序、逻辑关系等基础数据，并编制检验工序功效的指导文件;在此基础上，将原有的BIM模型进行细化（精细化建模）。装配工序的指导文件应包括：安装顺序及质量控制点;设备就位及固定工序;墙体预埋孔洞处理;管线综合支吊架安装处理;管道及阀门、软接、水系统连通安装;挂设备、阀门标识牌、设备使用说明;调试及验收工序。
3.2 通过BIM软件算量，制作明细表2
3.3 技术交底
该工程的难点在于现场管道情况复杂，机房空间狭小，管线综合实际安装难度大，隐蔽工程较多。依托BIM模型导入fuzor系统后，可形成三维动画的虚拟实境漫游模型，通过该模型可以进行技术交底，其表现形式深入浅出，通俗易懂，极大地提高了技术交底效率。
3.4 现场安装
将明细表交付工厂后，所有配件经过材料质量、管道连接焊缝、支架设置方式及承重、水压测试、阀门测试后进场，并根据BIM模型进行现场安装。
3.5 施工进度动态管理
在施工过程中，由专人结合现场情况调整BIM模型，随时查询、添加或更改相应的项目动态信息，结合Microsoft Project等软件，可将施工进度进行动态呈现，便于项目管理人员随时控制施工进度，及时发现问题，并根据施工现状优化施工方案。
4 BIM技术实现预制化加工的优势
4.1 管线优化排布
通过建模技术和碰撞测试，在实际施工前消除碰撞点，解决"错、漏、碰、缺"等常见问题。同时可通过BIM技术调整管线走向、支吊架位置、阀门位置等综合信息，在工程实际施工前大量排除问题，使实际施工更趋于简易和稳定。
4.2 保证施工质量
预制化施工具有不受施工现场限制的显着特点，在指定的地点进行标准化、简易化施工，不受场地面积，交叉施工，天气照明等因素的干扰和制约，可以完整地掌握施工过程，并极有效地提高施工速度、精度，在一定程度上整体提升工艺水平。
4.3 提高工效并降低成本
采用BIM技术可以有效地进行建筑工程全过程管理，在前期可精确地分析成本，并可通过BIM建模迅速有效地计算工程量。在具体施工过程中可通过解决碰撞问题、材料精确采购、工厂预制等技术手段降低施工成本，现场安装时可通过BIM建模进行技术交底，并指导安装人员各类技术细节，大幅度提高施工效率。
4.4 有利施工管理
由于采取预制加工技术，减少了大量的现场施工不稳定因素，诸如现场施工安全生产管理、噪音管理、夜间施工管理、环境污染管理、建筑垃圾管理等。同时，预制技术减少现场机具的敷设和使用，大大降低了现场架设临时机具的风险性。通过预制化技术作为前置工序，使整个施工过程有序、透明、简洁，大幅度提高了施工管理效率。
5 结论与展望
消防施工工程一直以来在机电安装工程中难度较高，其涉及给排水、暖通、电气等多个横向专业，极易在施工过程中同其他专业发生摩擦。按照传统施工方法（如在风管下方加设喷头、改变自动喷水灭火系统配水支管位置、改变消火栓栓口位置等变通方式），不仅耗时费力，且极易造成协调后的施工成果不符合相应规范要求。
目前随着BIM技术的逐渐成熟，通过一系列的预施工，预处理技术，可以在开始施工前有效地避免多专业相互干扰的弊端，且借助BIM技术的3D化、可视化特点，在技术交底、复杂工序上有着传统CAD图纸无法实现的优势。通过不断的项目实践和验证，BIM技术势必将对整个安装行业造成极大的推动作用，并不断颠覆传统的安装施工方式方法。
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