基于BIM技术的机电设备安装及管理研究

李彬 ， 续成平 ， 刘吉营

（1.山东博物馆，山东 济南 250014；2.山东建筑大学热能工程学院，山东 济南 250101）

1 BIM技术与机电设备安装

机电设备安装是建筑项目中的重要组成部分，随着功能建筑的不断增多，对机电设备的安装，尤其是大型工程的吊装、组装、试验和技术要求越来越高。机电设备安装涉及范围较广，包含工业、民用和商用项目内各类系统和设备。机电安装工程包含了设备从购买、运送直至设备在建筑内正常运行，因此涵盖范围较广，学科跨度较大，虽然每个项目有其特点，但各项目之间共性也较多。

在施工过程中，从设备的采购、安装、调试、试运行、验收到后期设备的运行管理，越来越多的阶段会涉及到新技术、新材料和新设备等。随着工业规模的不断扩大，安装工程将越来越多，不管是施工项目中的供暖系统、通风系统、电气系统、给排水系统还是消防系统等，都会涉及到机电设备的安装，这就需要不断的更新技术与施工设备来保证设备的正常运行和及时反馈。如在全球最大的深圳国际会展中心的机电安装中，引入Building Information Modeling（BIM）技术，建立完整模型信息将现场所需材料构件提前通过工厂制作，提高了效率，同时通过施工现场机械化操作，减少了大量高空作业。在新冠疫情期间，10天建成的3.4万平方米的武汉火神山医院，利用装配式技术施工，3天时间完成了机电设备的安装和调试，大大缩短了施工工期。

在整个建筑中，电气、暖通和给排水系统为人们的日常需要提供服务，机电设备作为各系统末端为建筑使用者创造安全和舒适的环境。从BIM技术的引入至今，随着科技的进度，BIM技术也渗透到各行各业，其优点也被逐渐显现出来。作为一种趋势，BIM已经得到了社会的普遍认可。将BIM技术应用于机电设备安装和管理，本质是对机电设备的制造、使用和后期运行维护过程的优化。由于BIM技术对整合信息有一致性、完整性和相关性等特点，在机电设备相关信息的传递和辅助管理方面，起到提高设备自动化管理技术的作用。图1为通过BIM制定的详细施工流程。

通过对125名机电设备设施管理人员进行的调查显示，他们中的大多数人认为，应用BIM技术将缩短信息搜索时间，三维可视化在设备管理中非常有用。将施工阶段产生的与机电设备相关的信息传输到整个建筑信息平台最终会提高管理效率，于是有人提出了一个设施管理类和计算机综合设施管理系统的开发框架，该框架为一个初步形成的信息描述标准。此外，美国国家建筑科学研究所已经建立了建筑信息交换系统，对最终信息进行标准化，并将各阶段信息传输到运行维护阶段。

图1 BIM施工流程

2 机电设备安装管理要点

在机电设备安装项目中，往往由于项目中设备与建筑主体布局复杂、项目时间节点较短、对人力物力以及工艺要求较高，需要使用管理技术，在项目进程中应对整个机电设备安装阶段进行管理和优化。文章结合机电设备安装工程的进度，对机电设备在安装中的进度管理、成本管理和安全管理，结合BIM技术，根据实际进度的变化、施工过程中资金的可用性和安装工程人员安全风险因素进行分析说明。

2.1 进度管理

在机电安装过程中，常常会穿插建筑装修，由于各工种之间相互影响，往往会影响安装的效率。为了保证整个机电安装项目可以顺利的进行，施工单位在施工过程中需制定详细且目的性明确的进度管理。在施工计划阶段，应充分利用BIM技术的可视化等虚拟功能来评估不同施工解决方案、规划安装进度和系统作业流程，同时施工单位需要对施工人员进行科学的培训，必须保证每一位人员对于图纸和所需技术都完全掌握。安装过程中任何相关工作都可能影响项目进度，因此必须对时间节点进行严格管控，通过使用3D模型的坐标放样，快速精准的进行验收。此外，利用BIM特点将施工进度及时向上级单位进行汇报。当遇到特殊情况导致设备问题在施工过程中迟迟无法解决，耽误工程进度，则需要及时调整项目进度计划，同时应与上级单位沟通，获取最近工程进度信息，必要时进行窝工索赔。

2.2 成本管理

项目成本是整个项目建造过程中一个检验施工方工作能力和项目管理水平的重要指标。成本管理即在满足项目施工时间节点与施工质量的前提下，采取科学的管理方式方法把施工的成本降到最低。项目成本管理，是为了达到与公司签订的项目责任成本，为实现这一目标，项目部建立项目经理成本控制体系，安排预算人员，负责成本控制和索赔管理。为了实现对成本的控制，项目部要重点做好以下几个方面的工作：首先，公司根据项目现场制定成本方案，对项目成本进行分类，对项目成本进行分解，寻求降低成本的途径和措施，制定详细的目标成本计划进度和目标将成本控制措施落实到表中，并落实岗位责任，同时制定成本控制措施、方法，定期检查并及时改进；此外，根据项目现场情况，建立项目成本收支明细表，分项记录项目成本施工过程中，每月结算一次，并比较、分析和评价项目目标的成本；其次，根据项目部对生产和调度的各种因素进行了细致的规划，力求做到优化配置、合理利用，要尽可能实现实时动态管理，避免因为进度计划不及时或者无组织调度导致盲目停工、工作减速、积压浪费和效率低下。在施工安装过程中，通过施工前BIM技术的整合，减少重置施工与失败成本，节省工期。同时利用BIM技术对整个施工进行全过程模拟，减少机电设备运送成本及部分工序的错误。

2.3 安全管理

随着机电安装工程的规模不断扩大，各种安装工程事故（特别是施工阶段）引起了社会的关注。对于风险的识别，方式较多，一般有专家意见法、头脑风暴法、安全检查法、故障模型及影响分析法等，对于每种方法都有自身的使用条件和适用范围。根据对风险原因分析，大致有操作人员的非法操作、施工人员无证件任命、安全教育和培训的不足和缺乏经验等。

对于安全管理其目的是尽量减少施工过程中风险所带来的损失。应对和控制是安全管理的最终目标，应从风险规避、风险防范、风险转移、风险缓解、风险预留和风险监管的等方面提出机电安装工程在施工过程中存在的风险和应对措施；并从组织、培训、演练、考核和奖惩等方面提出机电安装施工阶段安全管理制度，保证在机电安装工程阶段的高效管理。

对于施工过程中可能产生的风险，除做好日常安全管理外，项目重点从以下几个方面加强安全控制：一是组织建设。项目部应建立包含每位成员的安全管理体系，将书面安全职责落实到每个人，二是安全管理规划。项目部应安排制定安全施工标准，对于厂房、泵房、机房和高低压配电室等，从系统、人员、材料、设备、技术、资金和施工环境条件等方面制定专项应对安全方案和技术措施，确保项目施工按照日常规划和安排顺利进行。在施工规划期，利用BIM技术对整个建筑物造型有初步了解，施工过程中的防护措施提前布置完成，如钢结构材料强度提前计算；软件模拟机具施工吊装情形，检查必要措施，增加施工时安全性。

3 结语

机电设备安装及管理是按目标进行管理，也是单位与单位、部门之间、人与人之间关系协调的过程。机电设备安装项目管理过程中影响因素较多，因此建立高效低耗的项目管理体系，落实各责任岗位，理顺各单位之间和各单位之间的关系，部门之间人与人之间的关系和聘用合格的称职管理人员，特别是在大型机电安装项目中，要避免出现管理时间长和缺乏管理的现象出现。

机电设备安装项目管理人员的能力和水平，也是项目成功的关键，项目经理应加强业务理论和专业学习，提高业务和专业技能，锻炼项目管理人员的工作能力，掌握相关法律法规知识，同时企业应制定专业技术人员和管理人员技能考核制度，对于项目管理中引入的新技术，应该更多的利用和开发。