BIM技术在超高层机电安装中的应用分析

郑海峰

(济南市工程质量与安全中心,山东 济南 250014)

某建筑工程地下为3层，地上为110层，建筑总高度为354m。该工程作为一个大型商业综合体，将商业、酒店、办公以及酒店式公寓等几大业态融为一体。本工程在建设施工中的机电施工涉及到了暖通空调、建筑给排水、电气、智能化、消防、高压等相关专业，机电设备层更是多达20余个。通过对该建筑工程的分析后发现，该建筑工程因为自身具有独特的造型和复杂多变的结构，增加了建筑机电工程施工的难度。为了确保建筑机电工程施工的顺利进行，建筑施工企业必须充分发挥BIM技术的优势，推动该工程建筑机电工程施工设计方案的优化和完善工作。

1 BIM技术应用于超高层机电安装的优势分析

经过长期的实践应用发现，BIM技术在超高层建筑机电安装工程施工中应用的优势主要体现在以下几方面。

(1)借助BIM技术构建建筑信息模型，优化建筑机电安装工程设计方案，降低了建筑机电安装与后期运营的成本。该超高层建筑的总高度达到了354m，且建筑总层数为110层。由于建筑机电安装技术人员并未参与到该超高层建筑的设计工作中，所以，其对于建筑结构的了解相对较少。虽然建筑机电施工企业在机电安装施工开始前，已经经过了施工现场的实地考察，并以此为基础设计了机电安装的施工图纸和方案。但是由于受到建筑层高以及时间等因素的影响，施工企业设计的建筑机电安装施工方案和图纸难免会出现错误、漏洞、缺陷以及各种突发情况。随着BIM技术在超高层建筑机电安装工程设计中的推广和应用，施工企业只需要通过BIM技术，即可将超高层建筑中与机电安装相关的参数完整的呈现出来，确保了建筑机电安装设计图纸的科学性与准确性。比如，在进行40层以上的机电管线铺设施工时，施工人员必须在建筑结构外部进行部分施工作业。随着建筑楼层的增高，支护装置自身的重力对机电安装施工人员产生的影响也随之越来越大，此时，施工技术人员只需要借助BIM数字建筑模型具有的自动计算功能，即可准确的计算出支护装置施工成本与预期相比降幅超过了40%之多，机电安装工程整体施工成本节约了超过10%，彻底解决了长期以来困扰我国超高层建筑机电安装施工成本居高不下的问题。

(2)为建筑工程施工全过程管理提供了良好的辅助和推动作用。BIM软件具有的格式化功能，确保建筑机电安装技术人员可以在构建出数字化建筑模型后，将其顺利的转化为VRP格式，然后佩戴3D显像眼镜即可观察到三维立体的建筑模型。尤其是在机电管线布设的区域内，虽然技术人员深入施工现场可以做到测量数据的准确无误，但是由于现场测量过程中技术人员的切入视角难免会因为环境因素的影响而产生一定的局限性。所以，为了彻底解决这一问题，技术人员可以充分发挥BIM技术的优势，在进行建筑机电管线布设现场的精细化测量时，只需要组织施工人员进行现场观看，然后详细了解施工区域采用的技术手段，改变了传统的技术交底方式，为后续建筑机电安装施工的顺利进行奠定了坚实的基础。

(3)合理运用BIM技术构建数字化的超高层建筑模型，然后根据数字化建筑模型完成机电安装管道、支架等相关设备的预制加工工作。借助BIM技术构建数字化建筑模型，然后通过C4D软件中的body-painter软件，对机电管线的布设位置进行虚拟化的操作，并以此为基础导出IFC格式中出现的数据问题，最后在BIM技术的支持下，进行机电安装施工设计方案的优化和完善，降低了建筑机电安装施工现场的工作量，促进了建筑机电安装施工质量与效率的全面提升。

(4)降低了建筑机电设备后期运营维护管理工作的难度。在借助BIM技术构建的数字化建筑模型完成建筑机电安装数据信息的补充工作后，超高层建筑的使用和管理单位在进行后期运行维护管理工作时，只需要在详细了解BIM数字化建筑模型中各个建筑机电设备构件运维的数据信息的基础上，通过向设备中植入匹配信息二维码，建立二维码云端信息平台，就可以实时的进行机电设备巡检、校验信息、故障维修、设备信息、人员联系以及实景定位等相关的工作，实现了实时共享建筑机电设备运维信息的目的，提高了建筑机电设备的运维效率和水平。

2 BIM技术应用于超高层机电安装时的控制要点

2.1 BIM技术在协同工作中的应用

(1)充分发挥BIM技术的优势，建立透明、可复制、可核查、可持续的协同工作环境，为建筑工程项目全生命周期中各方的及时沟通与信息共享提供技术支持。

(2)根据超高层建筑机电安装质量的要求，组建BIM协同工作室，发挥Revit协同工作功能的优势，构建局域网中心文件平台，确保超高层建筑工程各个参建单位可以通过局域网中心文件平台绘制和调整专业模型，以便于施工企业利用电能完成建筑机电安装工程的虚拟施工。

(3)合理运用自主研发的E-BIM总包管理平台，将BIM模型构建过程中生成的唯一二维码与BIM模型紧密融合在一起，确保机电安装施工管理人员只需要通过手机、平板电脑等移动终端设备扫描二维码信息，即可及时的完成对模型信息、物资验收、问题标注等相关内容的查询，确保了超高层建筑机电安装施工的顺利进行，促进了建筑机电安装管理效率的有效提升。

2.2 BIM技术在管线综合排布中的应用

由于本超高层建筑机电安装设计图纸采用的概念图纸，只是将管线系统原理、平面管线大致路径以及尺寸等进行了说明。施工人员直接安装设计图纸施工的话，必然会出现施工碰撞的问题，如果进行设计图纸变更以及修改管道路由的话，不但会影响建筑机电安装工程的施工工期，而且还会对工程整体施工质量产生极大的影响。针对这一问题，建筑机电安装施工企业应该利用BIM技术构建数字化建筑综合模型，将建筑机电安装施工过程中可能出现碰撞的位置准确的呈现出来，然后通过与相关单位就管线路由的调整和优化，即可满足建筑机电安装施工、后期检修以及美观方面提出的要求。

2.3 BIM技术在施工协调中的应用

由于建筑设计人员无法通过设计图纸准确的表达和解释超高层建筑中的管道井、十字交叉节点、大型设备机房、局部分层较多的走廊等位置施工次序和较差翻弯关系。所以，建筑机电安装施工企业在工程施工开始前，应该合理运用BIM技术进行建筑机电安装施工工序的数字化模拟，通过对建筑模型施工节点的拆分，制定具有针对性的建筑机电安装施工方案，为后续建筑机电安装施工的顺利进行做好充分的准备。根据建筑机电施工工序计划，施工技术人员应该先利用Navisworks软件完成4D模拟并视频制造，然后再通过动画的形式，进行各个施工工序的可视化演示，并以此为基础指导各个专业之间的相互配合与交叉施工。施工人员在建筑机电施工过程中，则应该利用移动终端设备查询复杂施工节点的管线布设，测量管道的标高、管径、翻弯位置以及高度等，指导施工人员进行机电安装的管线铺设作业。

2.4 BIM技术在二次结构预留预埋中的应用

如果建筑机电安装施工技术人员只是简单的利用传统二维图纸分析和研究建筑机电安装管线布设方案的话，不仅无法在机电安装施工开始前准确的确定二次结构墙体留洞位置的尺寸，而且也会因为无法及时预见机电安装施工过程中可能出现的各种问题，导致预留洞无法满足机电安装施工要求的问题。针对这一问题，建筑机电安装施工企业可以利用BIM技术进行数字化建筑模型的调整，然后精确绘制墙面上二次结构预留套管以及洞口的位置，并以此为基础开始机电安装工程的施工，不仅确保了套管放置位置的准确性，而且提高了机电安装工程施工的效率和质量。

3 结 语

总之，利用BIM技术构建数字化的超高层建筑模型，为我国建筑机电安装行业向高效、环保方向的发展提供了强有力的技术支持。所以，建筑机电安装施工企业必须深入的研究和探讨BIM技术在超高层建筑机电安装施工中应用的策略，通过对建筑机电安装全生命周期的管理，确保超高层建筑机电设备的安全稳定运行。