BIM技术在机电安装施工中的应用研究

顾亚洲

上海临港松江高科技发展有限公司 上海 201614

引言

现阶段BIM技术在机电安装施工中逐渐开始应用，由于机电工程的安装环节中需要涉及较多的系统，因此需要加强机电安装工程的深化设计，并做好充分的施工准备，可以采用BIM技术辅助机电安装工程。相比于传统机电安装施工中的平面图或者剖面图，采用BIM技术可以有效利用出图功能对机电安装施工进行可视化处理，利用BIM技术还可建立多维度建模模拟，对机电安装施工全过程进行控制，可以实现碰撞检查以及动画漫游，进而保证整个机电安装施工过程的科学性，对机电安装施工全过程都具有规范作用。在施工阶段可以利用BIM技术应用对整个施工流程进行数据捕捉和分析，并根据捕捉到的信息和数据进行施工规划和设计，在机电安装施工后BIM技术可以实现动态监测来提升工程精确度及质量。在工程中采用BIM技术具有诸多的优点，BIM技术的应用前景十分广阔，本文详细分析了BIM技术在机电安装施工中的应用。

1 BIM概述

BIM技术可应用于施工前在模型中先行检讨，虽然在施工中仍有部分问题须解决。通过BIM技术进行施工过程优化，并采用三维技术可视化展示施工细节，对具体的施工过程进行模拟，发现其项目中实际与理论的差距存在不合理性，既直接又方便。其次，通过在机电安装工程中采用BIM技术，可以提高机电安装的施工效率，降低施工过程中不必要的返工量。同时在该机电安装工程中运用BIM技术，对整个机电施工安装进行了合理的优化，同时可以增强机电安装过程中的真实感[1]。在施工安全性上，未施工前，于BIM模型上即对整个建物造型有初步了解，因此施工中的防护措施可于未施工前即做好防护，不需等施工完才做防护，安全性增加，在实际的机电安装工程应用中也取得了较好的应用效果。随着BIM技术的发展，今后BIM技术将会在更多的工程技术领域中得到应用。

2 BIM技术在机电安装施工中的应用优势

2.1 碰撞检测

机电安装施工采用BIM技术时需要格外注意对管线碰撞的检查，通过碰撞检测可以分析出在机电安装施工过程中可能会发生的情况和各种情况发生的概率，机电安装施工过程中不可避免会出现管道设备或者管道结构发生碰撞的现象，而碰撞现象发生可能性最大的环节就是机电安装施工过程中，利用BIM技术进行建模模拟来对每个管道进行检查，通过模拟还原可以将管道于走廊中消防管道发生碰撞的实际情况进行还原。

2.2 空间校核

在机电工程安装的过程中，涉及的管道系统较多，如果对各个管道系统的空间没有做好合理的规划，则在后续机电工程管道系统的安装过程中，可能会出现机电安装空间不够，影响精装及整体效果高度的情况，造成管道相互碰撞引起返工的情况[2]。为了避免出现这类情况，可以对机电安装工程中的空间进行校核，做好施工前管道路径合理安排及避让。空间校核在机电安装工程中具有重要的地位，对于具体的空间校核技术，以电梯安装为例进行分析。对于电梯安装，应对电梯所占的空间进行预判和评估，当电梯安装好后，对电梯层门留洞和层门的空隙做好封堵。

2.3 综合管线排布

机电系统中的管道类型较多，需要对机电系统中的综合管道进行合理的排布，并在综合管线排布中把握具体的控制要点，地下室主要区域集中在后勤走道、走道、商业区域、车库、机房等，地上集中商业区域、走道、办公区等管线综合过程中普遍存在净高较低的现象，针对这个现象需要对风管系统进行特殊处理，将风管压扁进而降低截面保证管线的排布符合要求。

3 应用实例分析

3.1 工程概况

本文以上海G60科创云廊项目为例，分析BIM技术在机电安装施工中的应用技术。该项目位于上海市新桥镇临港松江园区，东至河道，西至河道，南至规划道路，北至莘砖公路。本工程在10幢高层屋顶上有屋盖壳体工程，本屋盖工程立于结构已完成的10幢80m以上高度的塔楼之上，结构为金属杆件四边形格构形成的波浪形单层曲面网格壳体。

3.2 难点分析

机电安装工程由于工程体量较大，管道系统较为复杂，故在实际的机电工程施工中需要对存在的问题进行分析并提炼出施工中的难点，以保证机电安装的施工质量。一般在机电安装工程中，涉及的机电专业分包单位分别有消防水、消防电、总包安装、空调水单位、新风排风单位、泛光照明单位、弱电单位公区装修单位等。在管线施工阶段，因专业分包单位多，机电管线排布相对复杂。可以每个标段在管网最密集的楼层做管线样板，组织BIM单位对所有参建单位进行交底，先解决图纸上达不到标高的问题。其次采取核查留洞机电管线穿剪力墙、楼板是否留洞，留洞位置、尺寸是否满足要求，梁上留洞是否满足规范要求，重点检查梁是否会与机电管线冲突，净高核查重点是大管线经过区域是否满足净高要求。

3.3 BIM技术应用

3.3.1 BIM模型建立。BIM建模作为BIM应用的基础，就是由传统的2D图纸转换为3D模型，效果看起来更加立体化。根据机电安装工程中的分解详图，使用Revit将二维图纸建模。由于当时BIM是比较新的概念，所以在建模的过程中碰到了很多难点，比如管线不匹配，标高参照坐标点丢失等一系列技术问题。

BIM建模工作贯穿于建筑工程全生命周期，为了满足设计、施工、运维等不同阶段的业务需求，前期需要建立模型，应用过程中还要不断地完善模型。BIM建模工作的基本流程为首先整理资料，之后再项目样板轴网上标高，工作分配后经过审核二次修改，将成果归档。在开始新项目建模之前，需进行项目设定工作，该过程主要包括建立项目、制定项目信息、指定地理位置、建立营造阶段。在模型绘制阶段，应将过程分解，加入基本的建筑元素，建立不同的模型视图[3]，之后再加入更多的元素到模型中。最后建立模型文件，建立模型的图面，展现方案。在此过程中包括以下几点：首先在图文展现和批注标识方面需要保证信息的准确性和完整性，尽可能全面的展现详细信息；其次需要注意明细表的构建，通过明细表来记性造价成本预算；随后需要注意详细图文的搭配，加入批注来表明施工过程中需要的设备及物料；最后要保证图纸条理清晰数据精确可以作为资源和依据进行利用。

3.3.2 设备布局优化。在机电安装的实际过程中，利用BIM技术，可以对各类机电设备布局进行合理的优化。设备基础施工前，由各自施工单位供应商提供准确的设备尺寸和安装要求，确定后由总包单位负责基础施工，特别是风机的电机位置与电气图纸是否一致，对一些尺寸大的设备必须确认吊装尺寸，保证门洞口尺寸能满足设备进场。对于管线系统，可以通过BIM技术对管线系统进行构建。一般情况下机电安装的规模直接关系到工程的烦琐复杂程度，规模越大涉及的机电设备和施工管道数量就越多，为整体施工带来了一定的难度，在机电安装施工项目开始时，机电安装施工相关人员将需要通过BIM技术协助进行图纸设计，并借助BIM技术构建工程模型。分析机电安装施工项目进展程度，并结合行业需求和社会要求，将图纸导入到计算机利用BIM技术进行碰撞检查，随后根据碰撞试验反馈的数据形成机电安装施工碰撞审核报告，并根据审核报告对机电管道进行设计规划，在施工过程中，可以保证整体施工条理清晰主体明确，避免多种因素导致返工现象发生。BIM技术通过分析捕捉数据来对设计方案进行优化并根据数据反馈进行分析并出图，利用绘图功能有效提升设计质量和效率。在碰撞检查后BIM技术可以迅速分析得出机电工程最优位置和高度，并通过建模模拟来记性技术推敲和数据导出，对整体机电安装施工有着积极的作用。同时BIM技术可以实现对底部和引导结构进行可视化处理。通过BIM技术优化滞后，整个机电安装施工项目设计可以从多层次多维度着手分析设计，管道和设备都可以在理想的位置进行布设，同时BIM技术可以进行全过程动态监管施工，并实时捕捉反馈数据进行分析和指导。

BIM技术在多个领域有着广泛的应用，在机电工程安装施工过程在可以实现全过程参与和监管。对于电梯的安装，电梯的供货合同是甲方单独发包，施工合同与各标段总包直接签订。首先根据总包的进度计划和现场进度，对电梯厂家发出合适的排产计划，在总包结构施工前电梯单位出具井道参数图，并经设计院签字确认的，经监理下发。在电梯系统施工前，安排电梯技术人员现场对各方进行图纸交底，尤其是井道的圈梁，电梯机房的留洞，组织总包、监理、电梯进行预留核查。电梯设备到场前，通知总包对电梯安装进场查看现场，施工方案评审通过。电梯设备到场后，由电梯单位通知各方进行开箱检查，电梯井道确认无误后进行移交。在具体的电梯安装过程中，应严格执行电梯系统的施工安装步骤，保证电梯系统的各个关键技术细节都能够得到合理的把控，这样才可以使得安装完成之后的电梯系统能够保持安全稳定运行。

3.4 项目成果

在机电安装工程中由于施工规模较大且工程量较多，借助BIM技术对机电安装工程进行全过程协助管理。在本文所分析的机电安装工程项目中，通过应用BIM技术，使得机电安装工程的施工质量得到了明显的提高，并且提高了机电安装工程的施工效率。BIM技术极为广泛需要不断开发探索，积极发掘BIM技术的社会价值和经济价值更好的服务社会发展和人类生活。BIM技术在机电安装工程中可以严格控制技术参数的精准度，通过全过程数据捕捉和分析实现物料节约并提升工程质量，保证整体工程投入使用后质量表现优质，因此需要针对性进行普及以提升行业的发展。

4 结束语

本文系统分析了在机电安装工程中采用BIM技术的方法和措施，并介绍了BIM技术的应用优势。随着BIM技术在机电安装工程中逐渐积累相关的经验，今后在机电工程施工安装中的信息化水平也将不断提高，从而有些提高机电安装工程的施工质量。