BIM技术在机电安装工程中的应用

汪宝丹

中交机电工程局有限公司

BIM技术在机电安装工程中的应用

汪宝丹

中交机电工程局有限公司

在传统的机电施工管理中，需要耗费大量的人力、物力和财力，这种管理方式的管理效率较低，所耗费的管理成本较高，不利于机电工程建设事业的发展。随着BIM技术应用的不断发展，技术在建筑机电安装工程中的座用越来越受到施工企业的重视，BIM又称建筑信息模型，是建立建筑信息模型的技术，在施工指导、成本控制和现场管理等方面的应用绘安装给施工企业带来显著的效果。

BIM技术；机电安装工程；应用

1. BIM技术在机电施工中的应用优势

在机电施工中应用BIM技术具有很大的优势，利用网络技术将平面图纸转化为立体模型，整个项目施工将会以更直观的方式表现出来；因为模型上标注有建筑工程项目的各项数据信息，在对机电施工进行管理的时候更加方便、高效；利用三维模型可以模拟出施工过程中的各种情况，也可以根据需要对机电施工方案进行调整，整个管理过程变得更加全面。

1.1 直观性

BIM技术的核心是将建筑工程项目转化为三维模型，在模型中将建筑空间中的管线布局、设备分布、预留洞口等各项实际工程信息展现出来，使传统的静态平面设计图变为具有动态特点的三维模型，整个建筑工程项目的构造一目了然，机电施工的各个环节也都可以直接在模型中体现出来，赋予构建模型不同材质，将机电施工的各个环节清楚的划分开来，使得整个施工更加直观。

1.2 高效性

因为三维模型可以对机电施工进行全方位的模拟，在完成一项模拟之后只需将添加的部件删去即可，不会对整个建筑工程项目造成影响，可以继续模拟其他施工环节，整个过程更加方便、高效。通过模拟能够快速找出影响施工的不利因素，进而制定改进措施，避免实际施工中遇到相似情况；同时还能在模型构建上标注各类数据信息，为施工的进行提供可靠依据；利用三维模型还能得不同角度的平面图纸，使得机电施工的参考资料变得更加丰富。

1.3 全面性

利用BIM所构建完成的三维建筑工程项目模型会包含所有数据信息，能够为机电施工提供更加全面、可靠的数据，除了机电管线布局情况以及整体结构组成之外，还根据工程项目需要和实际施工情况，可以在模型中适当添加额外的部件，对实际施工情况进行模拟，判断添加的部件对整体机电施工的影响，然后根据具体影响对原定的施工方案进行适当调整，赋予了机电施工全面性的特点。

2.机电工程中BIM技术应用技巧

2.1 技术提升结果可视化

对BIM技术的应用能够实现技术方面的提升，主要体现在其相对于传统二维图纸的应用优势方面，通过二维图纸向三维模型的转化，BIM技术使得工作人员对于工程能够一目了然，结构立体化，层次明显。另外，通过对这一技术的应用，工程开始逐渐倾向于可视化，同时对于成本的估算也会更加快速，这在过去也是无法达到的。另外，在BIM技术下，设计院的设计结果不仅能够被收纳与采集，同时还能够被核对，一旦发现设计院的设计过程存在问题，就必须要将其反应给有关管理以及设计部门，提醒其去对设计过程进行更改，这极大程度的实现了技术方面的提升。

2.2 实现机电工程虚拟化

BIM技术的一大显著优势在于其能够实现协同工作。在机电工程设计中，存在误差以及问题等是不可避免的。此时，如果所应用的是传统的二维图纸，就必须要对图纸进行全面核查、校对以及系统的更改，才能使工程能够继续进行，相对于传统的二维图纸而言，BIM技术可以实现对工程的全面监控。部件设计与总体结构可以联动、关系密切，在工程需要更改时，能够更加及时、更加快速的实现更改过程。

2.3 设计中统筹协调，优化管理机电工程施工

对于各单位以及各部门之间的配合程度要求很高。通常情况下，在施工过程中，不仅需要施工部门与管理部门的配合，同时还需要设计院能够加强与工程之间的联系，在传统的施工过程下，各部门之间往往缺乏联系，这会导致每个部门各自为战，各自按照自己的想法去对工程进行设计，这是工程出现误差以及问题的主要原因。BIM技术应用时，需要各部门之间的配合才能完成，这是实现三维模型设计的基础。在这一前提下，设计部门之间的联系便得到了加强，对于技术、部件、结构及基础材料都得到认可，对工程施工的顺利完成具有重要价值，同时也极大程度的实现了工程的统筹管理。

3.实例分析

中关村高端医疗器械产业园(一期)项目，位于大兴生物医药产业基地三期中部，本工程共计16栋单体建筑及1#、2#地下车库，分别为1#-9#标准化生产厂房、10#-13#小型生产车间、14#研发用房及集体宿舍、15#办公及服务用房、16#实验室及产业服务用房，总的建筑面积约为18.5万平方米。其中16#实验室及产业服务用房地上最高10层，建筑高度为44.7m。本工程规模大，包括机电各个专业工程，专业多，机电管线复杂，为提高该工程施工管理水平，控制施工成本，降低施工能源消耗与污染排放，打造绿色施工，项目采用BIM技术应用于项目管理全过程。

3.1 深化设计、虚拟建造、技术交底

在机电安装正式开工前，项目部各专业技术人员开始对各专业图纸进行深化设计，创建了BIM模型，在模型建立时，给所有构件都赋予完整的参数，如尺寸、规格、型号、材质等。根据项目进度和各专业要求，综合各专业图纸，进行碰撞检查，生成碰撞报告，根据报告对设计进行优化，再生成三维管线综合图、各专业二维施工图。经过优化的模型制作成动画，对管理人员和工人进行非常直观的技术交底，与建设各方进行可视化的交流，提高了工作效率和质量。

3.2 物资设备管理

针对本工程不同施工阶段和状态，通过模型可以按不同区段、不同专业等各个维度自动生成物资设备统计表，对本工程物资和设备进行采购与调用进行管理。工程技术人员可根据物资设备统计表及工程进度制订精确的材料需求计划，再交给材料部门进行采购。为控制材料管理，项目采用限额领料制度，由系统生成限额领料单，施工人员根据限额领料单到材料仓库领用材料。

3.3 成本管理

通过系统对工程量进行自动算量，可精确计算出工程成本。通过BIM技术，管道均通过预制场预制加工完成，减少了现场人工操作过程，加快施工效率，节省劳动力，并由于工厂化制作减少了工程材料的损耗，达到节约成本的目的。

3.4 施工管理

把BIM模型和进度计划数据集成，让业主及参建各方能利用三维的直观优势，可以按月、按周、按天看到项目的施工进度并根据现场情况进行实时调整，分析不同施工方案的优劣，从而得到最佳施工方案。

把BIM模型和施工方案利用虚拟环境作数据集成，我们便可以在虚拟环境中作施工仿真，对项目的重点或难点部分进行全面的可建性、可施工性模拟以及安全、施工空间、对环境影响等等分析，优化施工安装方案。

3.5 管线综合深化设计

建筑工程项目设计阶段，建筑、结构、幕墙及机电安装等不同专业的设计工作往往是独立进行的。在施工进行前，施工单位需要对各专业设计图纸进行深化设计，确保各专业之间不发生碰撞，满足净高等使用要求。传统的二维管线综合深化设计通常将设计院提供的各个专业进行叠加，然后人工对照建筑、结构等专业将机电管线优化调整。这种效率低，剖立面图需要逐个绘制很难避免碰撞，特别是在大型建筑管线复杂区域、设备机房内的设备管线布置，往往二维深化设计图纸无法达到顶期效果。普遍存在因管线碰撞而返工的情形，造成材料浪费、拖延工期、增加建造成本的现象。

采用BIM技术，将建设工程项目的建筑、结构、幕墙、机电等多专业物理和功能特性统一在模型里，利用BIM技术碰撞检查软件对机电安装管线进行碰撞检测，净高分析，确保满足建筑物使用要求。

应用BIM技术进行机电安装管线综合深化设计，提高管线深化效率，有效避免因碰撞而返工的现象。对于地下室、设备机房、走廊、管道井等管线复杂繁多区域采用BIM技术进行管线综合深化设计效果尤为明显，有效避免传统管线综合深化设计错、碰、漏、缺的弊端，减少施工中的返工，节约成本，缩短工期，降低风险，提高工程质量。

3.6 运维与模拟

BIM技术在机电安装运维与模拟的应用主要体现在地下室车库车辆行走模拟、车流量模拟、设备机房设备操作及维护空间合理性检测、设备吊装模拟、设备信息管理与后期应用等。

采用BIM技术对设备吊装方案进行分析和模拟，可以直观地了解整个吊装过程，清晰地把握吊装过程的重难点，选出最优吊装方案，合理安排施工计划，确保设备准确安全完成吊装。

地下室车库综合管线深化设计往往是整个项目机电管线相对复杂的区域，特别是机械停车位和主通道区域的管线最低净高要求，影响车辆的通行，是管线综合深化设计的重难点。为确保停车位及车辆通道净高满足要求，采用BIM技术模拟车辆实际行走路径，及时发现不合理地方。

机电设备机房内管线众多，不仅需要满足机房内净高和美观的要求，还需要考虑设备操作及维修需要的空间，如果施工过程不对此类问题全面考虑，势必造成返工现象。通过BIM技术模拟设备日常操作及维护，可以有效避免此间题的发生。

3.7 项目实施效果及效益

通过BIM技术在机电安装碰撞检查、深化设计、技术交底、物资设备管理、成本管理的应用，提高了项目管理水平，降低施工成本，减少能源消耗，营造绿色施工，为本工程机电后期运维提供了模型。同时，通过该课题的实施，将设计错误解决，避免了返工成本；利用BIM三维模型，计算出精确的材料需用计划，避免材料浪费；通过仿真施工模拟，优化施工进程，降低施工成本；通过可视化的三维模型，与建设相关方沟通便捷，提高工作效率；建立了较完整的机电安装工程构件库。

综上，利用BIM技术构建的三维模型能够对现场施工进行指导，保证了机电施工的顺利进行，对推动我国机电工程建设事业的发展具有重要作用。

[1]杨勇.BIM技术在机电安装工程中的综合运用[J].中国高新技术企业，2015，23：55-56.

[2]李文胜.浅论BIM技术在机电安装工程中的应用[J].技术与市场，2015，09：70+72.