基于BIM技术的机电安装工程精细化控制应用实践

（天津城市建设管理职业技术学院，天津 300134）

0 引言

BIM技术是近年来兴起的建筑业信息化管理新技术，目前在国内得到了蓬勃发展，尤其是在机电安装工程领域，将BIM技术科学合理的应用其中，可以实现项目的精细化管理，在工程实践中取得了良好的应用效果，得到了业内人士的普遍关注。

1 机电安装工程的特点

1.1 工程涉及的范围广

机电安装工程涉及面广，施工周期长，施工作业空间范围大，因此在机电安装工程开工前，施工人员需要全面地掌握施工现场情况。而且在机电安装工程的施工中，经常要与土建、装饰装修专业施工人员协调，做好管线预留预埋、设备基础预制等准备工作。

1.2 施工工序复杂，作业人员密集

机电安装工程的施工工序复杂，手工作业多，交叉作业人员密集，且施工条件要求较高。在机电安装工程施工过程中，需要各个工序之间合理衔接，不同工种的作业人员密切配合，以确保工程质量达标。

1.3 施工技术要求高

机电安装工程的技术要求较高，需要作业人员熟悉施工流程、技术要求及验收规范，严格遵守操作要求，合理使用施工机具、设备，保证操作人员的人身安全和工程质量。

1.4 专业涵盖面广

机电安装工程不仅包含了常见的给排水工程、采暖工程、电气照明工程、供配电工程、通风空调工程等，也包含了综合布线、多表远传系统、有线电视系统、楼宇安全防范系统、计算机网络系统等建筑智能化系统设备安装工程。因此，我们需要专业技能突出、管理水平高超的项目人员来加强精细化管理，保证每个施工节点管控到位、质量达标，保质保量地完成整个项目。

2 BIM技术概述

BIM技术是建筑信息模型的简称，是将工程信息和建筑数据整合在同一个模型里，贯穿于建设项目的规划、设计、施工、运维等各个阶段，用以提高建设效率并实现质量目标。在收集建模所需建筑数据的同时，模拟工程信息，使用三维数字技术快速处理，将数据直接转换成图形，取代了传统的二维CAD图纸，使机电安装工程的各处细节都能够清楚地显示出来，有效解决了一些复杂机电安装工程的设计难题。利用BIM技术可以设计并模拟各类型工程，通过全面分析设计数据，从中选出最佳方案，大大提高了设计的效率和质量。

3 BIM技术在机电安装工程精细化化控制中的具体应用

3.1 在施工材料管理方面的应用

机电安装工程需要用到的施工材料不仅品种丰富而且规格繁多，在施工材料管理上存在一定难度。特别是随着市场的成熟和行业的发展，施工方法也更新得很快，新材料、新设备层出不穷。为了实现对施工材料消耗量的准确统计和对工程造价的有效控制，在机电安装工程中可以利用BIM技术模型进行精细化管理。

首先在开工前，通过BIM技术模型完成施工材料消耗量的统计，并在此基础上计算出更精准的工程成本，从而实现对工程造价的准确预判。同时，对于提高施工预算的编制效率也有很大的帮助。依照施工合同和施工进度计划，将BIM技术模型里提供的工程基础数据与实际发生的施工成本之间进行比较，对机电安装工程施工阶段的施工材料消耗量和项目运行成本进行动态核算，以便及早发现可能导致工程成本失控的风险因素。此外，在BIM技术的帮助下，还能够按照项目的施工进度，及时准确地掌握施工材料的使用情况，实时更新材料需求，从而为施工材料的采购提供有力的依据，防止出现材料积压过多占用项目资金，或备料不足影响施工进度的问题。

由此可见，BIM技术的应用实现了更加精细化施工材料管理，从而降低了工程施工成本，在一定程度上提高了施工企业的经济效益。

3.2 在管线综合优化方面的应用

在机电安装工程中，管线综合优化始终是一项非常重要的工作。要结合施工现场的具体条件，使用BIM技术建模去准确找到设计图中存在的管线碰撞问题。比如是否存在专业交叉、空间高度是否能够满足使用要求等情况，都可以通过三维模型将施工中有可能出现的交叉部位展现出来，清晰地看见各管线之间的距离，连施工完成后的管线位置效果也可以提前体现出来。尤其是在管线复杂的空调机房或者净空高度要求高的公共空间，对管线规格、路径、走向等都要进行若干次的调整与优化，把不同的管线布置方案分别进行碰撞数量以及净空高度的比较，分析其可行性和优缺点。

BIM技术解决了大部分机电安装工程的深化设计、碰撞、部件制作安装、室内净高控制和专项施工方案优化等技术难题，为项目施工阶段的成本、质量、进度控制提供了有力的数据支撑。

图1 管线综合优化模型

图2 管线施工完成效果

3.3 在施工动态控制方面的应用

在BIM技术建模时，分别为给排水系统、通风空调系统、消防系统、电气照明系统、供配电系统及建筑智能化系统建模，然后使用软件中的链接及绑定操作命令，将原本相互独立的不同专业安装工程整合到一个 BIM技术模型中，利用三维数字技术快速处理，将数据直接转换成图形，建立起各专业之间的协作体系，将各专业的参数都显示在三维模型中，便于施工管理人员通过数据平台实时查看、分享、调整数据，实现施工动态管理。

此外，BIM技术模型能够为机电安装工程成本控制提供重要的参考依据，一旦在项目实施过程中发生了某项工程变更，就可以通过对某些参数的修正来实现对各专业工程的工程量同步进行变更调整。与此同时，机电安装工程的成本控制则会根据已更新的三维模型有效地做出动态成本控制。

施工模拟是通过BIM技术模型和计算机技术来实现机电安装工程的虚拟化施工模拟。施工模拟会帮助施工单位最大程度地模仿实际施工过程，从而获得关于施工人员、施工材料、机械设备投入等生产要素的最符合工程实际需要的数据，用于指导即将开展的机电安装工程施工，明显减少了施工整改情况的出现，提高了施工效率和工程质量。

图3 虚拟三维布管

图4 指导管线安装

3.4 在提升业主满意度方面的应用

在机电安装工程施工过程中，要充分听取业主的意见，合理满足业主的实际要求，有效提升业主满意度。使用BIM技术建模来预先发现设计图中存在的管线碰撞问题，对管线布置进行综合优化，满足业主对于提升空间的利用率和改善房间内管线排布观感质量的实际需求。施工单位可以利用BIM技术模型来完成施工前的技术交底工作，通过对施工流程的可视化呈现来帮助作业人员更加准确地掌握有关施工技术规范的要求，要突出强调重要施工节点的操作规程来保证工程质量。还可以借助BIM技术模型与各专业安装施工单位进行高效对接，三维可视化模型大大提高了各参建方的沟通效率，节省了各专业的对接时间。对各专业劳务人员进行三维技术交底，提高了交底信息的准确性，有效减少了返工现象。大大降低业主与参建方的沟通成本，更好地为业主提供高质量的服务。

施工管理是一个动态的过程，因为施工材料和机械设备投入等生产要素的使用都会随着施工进度有所改变，利用BIM技术可以把施工材料、机械设备投入和工程设计变更等信息输入 BIM技术模型之中。BIM技术模型则会按照更新后的信息进行展现，也就是常说的“所见即所得”。这样可以有效防止工程数据的流失，保证数据的真实可靠，从而实现对机电安装工程的精细化管理。BIM技术的应用显著提升了业主满意度，并达到了提高质量、缩短工期和节约成本的目标。

3.5 在机电设备运维控制方面的应用

机电安装工程通常会涉及到大量的机电设备，如通风空调系统的通风机、空气处理设备，给排水系统的水泵、气压水罐，消防系统的稳压泵、喷淋泵等。在传统的机电安装工程中，设备运维管理都要通过运维工程师填写设备运行记录表来实现信息的记录、修改和更新等，是一项十分繁重的管理工作。

基于BIM技术的机电设备运维管理，就是在BIM技术模型中机电设备的对应位置上，预先设置好设备运行记录表。以便在正式投入使用后可以准确实时的统计、更新、完善机电设备的维运信息，完全摆脱了以往调取记录、更新信息、保存数据的繁琐过程，极大的方便了机电设备的日常运维管理，提高了运维管理的时效性和准确性。

目前，BIM技术在工程领域的应用正在迭代更新，从三维建模、碰撞检测、图纸审核等初级应用迈向BIM与物联网、大数据、云计算、GIS等信息技术的深度融合，建筑行业也正在向工业化、信息化的方向稳步发展。虽然BIM技术已取得了良好的应用效果，但是也存在着一些实际问题，比如BIM技术介入滞后、BIM数据未充分利用、数据更新与采集路径与流程不完善等。相信伴随着BIM技术应用的不断深入，BIM与项目管理、企业管理的不断融合，BIM技术在项目精细化管理中的价值将会发挥地更加充分。