BIM技术在群体建筑机电安装工程中的应用

孙宏鹏

摘要：近几年，BIM技术在机电安装工程中的应用，已取得显著效果，有效地缩短了工期、降低了施工成本，高效地协调了项目管理中的各项工作关系，工程质量明显提高，然而BIM技术在群体建筑机电安装工程中应用仍然较少。因此，研究BIM技术在群体建筑机电安装工程中的应用具有重要意义。文章主要结合兰州市万科城N一02地块项目的机电施工实际情况，对此群体建筑机电安装工程中采用的单体工程一群体工程一单体工程的循环BIM技术应用模式及应用情况进行详细介绍，为国内群体建筑机电安装工程中BIM技术的应用提供参考。

关键词：BIM技术;群体建筑;机电安装

中图分类号：TU85;TU17文献标志码：A

0引言

在城市化发展的进程中，综合性大型商业小区群体建筑越来越多、规模越来越大，内部结构、建筑物精细度随着功能的细化，其性能和功能的要求也再不断提升。机电安装工程作为建筑工程的专业工程也随建筑结构的复杂程度日趋复杂，施工中在项目协调、项目管理、管道排布、施工质量、施工效率等方面都出现了不同的问题。

BIM技术作为近几年机电工程应用的前沿技术，在机电安装工程施工中优势明显。BIM技术作为一种工具，实质是一个设施或者建设项目的信息综合体，将建筑的物理和功能特性以数字化、可视化的方式进行表达，可以为其全生命周期中的所有决策提供准确的依据。通过近几年BIM技术在机电安装工程中的推广应用，现已取得显著效果，有效缩短了工期、降低了施工成本，高效地协调了项目管理的各项工作关系，工程质量明显提高。然而BIM技术在群体建筑机电安装工程中应用仍然较少。因此，研究BIM技术在群体建筑机电安装工程的应用具有重要意义。

1项目概况

万科城N-02地块项目位于皋兰县盐池片区，地块南侧为贞观街，西侧临中和路，北侧为规划15号路、东侧为规划20号路。

项目建筑用途分为住宅和商业，总规划10栋普通住宅、4栋商业住宅、14栋商业楼及1栋幼儿园。项目总建设用地面积83416.70m²，总建筑面积193161.92m²，其中，地上建筑面积159300.01m²，地下建筑面积33861.91m²。

此项目为住宅群体建筑，整体对于机电安装工程要求较高。在建筑群的机电安装工程施工中，施工人员不仅需完成传统的暖通专业施工、电气设备专业施工和水暖系统设备专业施工，而且还要完成整个群体建筑机电设备用房的安装及整个群体建筑机电工程施工的协调管理，涉及面广、工作量大，管线综合排布与优化任务较为繁重。

2BIM技术在群体建筑机电安装工程中的特点和优势

BIM技术作為一种辅助的技术工具，将传统的建筑以带有工程数据的三维模型的形式在施工全寿命周期中呈现，施工人员可根据BIM技术模型结合现场工程实际做出更加准确的判断和施工优化进而提升施工效率。BIM技术在群体建筑机电安装工程的特点十分鲜明，可实现单体工程一群体工程一单体工程的循环应用模式，对项目整体的实施具有重大意义。

2.1信息表达方面的优势

在信息表达方面，由于是群体工程，在结构、机电安装方面共性较多，可建立一套完整的三维模型，然后再进行每个单体工程特殊部位的处理，可达到信息全覆盖，形成信息网络，实现高效管理。

2.2信息传递方面的优势

在信息传递方面，打破了传统机电安装工程安装使用二维图纸的方式，将图纸变换为三维可视且具备完整性、关联性和一致性等特征的信息模型，图纸可以实现在平面图和三维立体模型问的随时转换，可以准确地传递信息，实现项目全过程的精细化管理。

2.3项目协调管理的优势

BIM三维模型的建立，在开展项目全过程信息管理、提高信息使用有效性方面效果显著。BIM技术将机电安装工程设计人员、施工人员、管理人员等一系列相关人员有机的联系在一起，实现了参建各方以及相关人员之间的信息共享和协同作业。其参建各方采用同一个信息模型，利用信息管理平台可根据项目实际进行协调管理和优化设计并可及时反馈于各专业，实现同步性的变更，让群体建筑机电安装工程的各个环节作业更加具有协调性和顺序性，进一步提高施工质量、施工效率以及管理效率，有效为项目提质增效。

3BIM技术在群体建筑机电安装工程的管理应用

万科城N-02地块项目，采用ER BIM5D施工协同管理平台进行群体建筑机电安装工程的项目管理。ER BIM5D施工协同管理平台用于打造多端协同、资料管理、BIM模型管理、安全管理、质量管理、进度管理、监控管理等实用落地功能为主的智慧建造体系。满足BIM技术在工程行业大规模个性化、多样化应用需求。将BIM技术，IOT与工程生产经验管理深度融合，通过数据驱动施工效率提升。

模型通过轻量化处理现场通过移动端进行BIM模型协同，通过与现场实际进行比对，将BIM模型带入施工现场指导一线人员施工。可基于BIM模型进行三维交底、数据采集与查看及沟通协调。同时可实现在项目实施过程中人员、质量、安全、进度、工序、大型设备的全方位管理。例如质量管理中，现场发现质量问题随时记录，问题可追溯，可统计分析，问题与BIM模型构件双向关联，通过模型构件可查看相关过程质量问题，通过质量问题记录可在BIM模型中定位到对应部位。针对问题展开讨论，问题解决后，可形成闭环，以供后期查看，资料归档。

4BlM技术在群体建筑机电安装工程的应用

4.1机电模型建立

万科城N-02地块项目为群体建筑机电工程施工项目，单个项目共性点较多，在项目模型建立时，先建立一个共性模型，再根据单体工程的差异特性进行局部修改，实现项目建模与施工的高速、高效。同时，根据项目使用的机电装备，在梳理好目录后，根据厂家资料实现设备尺寸1：1建模（如图1、图2所示），并与公司族库平台实现共享，以减少重复建模工作量，提高了项目模型的建立效率，可以在共性的基础上保证每个单体项目的个性化需求。

4.2机电管线碰撞检查

万科城N-02地块项目各层专业多、管线相互交错，经单专业调整、多专业综合调整后，进行机电管线碰撞检查。首先，用Navisworks软件进行单体工程的碰撞检测，以单体工程出现的问题进行群体建筑的核對检查，极大地提高了速率，减少了碰撞核对时间和检查点，共性碰撞点核查完毕后，进行单体细部核对，最终形成碰撞报告。其次，建模人员结合碰撞报告，并用Fuzor漫游软件与现场专业人员多次沟通、交流、试调，确定管道的合理位置及标高。最后，将确定的管道位置及标高整理形成文件报建设单位和设计单位进行确认后，及时将模型进行修改并形成三维管线综合图和三维可视化变更交底书，指导施工。碰撞检查流程图如图3所示。

4.3机电管线综合优化

在群体建筑机电安装工程中，综合管线优化是尤为重要的一项工作。万科城N-02地块项目在完成模型建立后，采用单体工程一群体工程一单体工程的循环应用模式对机电安装工程涉及的所有模型进行进一步优化。

完成模型建立后，进行对于已检查出的碰撞管线、复杂节点，在现场利用三维激光扫描仪提取建筑物实际尺寸，校验完成后，根据现场实际情况和图纸的设计要求、规范要求先进行单体工程综合管线的修改和优化，确认无误后，根据单体工程优化的内容对存在的共性问题进行群体建筑的机电管线优化，然后针对每个单体特殊部位进行补充处理。实现群体建筑管道安装的统一化、标准化，同时又具备单个工程的个性化、特殊化。机电管线综合优化具体施工顺序如图4所示;三维管线碰撞检查及优化效果对比图如图5所示。

4.4管线预留洞精确定位

万科城N-02地块项目为了实现管道一次性穿装合格，在主体结构和二次结构上利用BIM插件橄榄山模块，结合建筑BIM模型，通过参数设计，在主体结构、二次结构砌块墙上一键开洞并标注，并最终形成三维可视化模型及二维CAD图综合指导施工，快速准确出具留洞图，减少现场拆改返工。利用BIM技术从根本上解决了管道的安装质量问题。在整个实施过程中也遵循单体工程一群体工程一单体工程的循环应用模式，实现了管线预留洞的精确定位、标准化施工。应用BIM导出砌体留洞效果图如图6所示。

5结论

兰州万科城N-02地块项目作为住宅群体项目，项目基于ER BIM5D施工协同管理平台对项目进行了全寿命周期的管理。在BIM技术的应用中遵循单体工程一群体工程一单体工程的循环应用模式，实现了项目实施过程中群体建筑机电安装工程的群体性深度优化、协调管理和个性化设计与修改，不仅解决了传统群体建筑机电安装工程中存在的问题，而且借助BIM技术施工协同管理平台提升了项目管理水平，优化了资源分配效果，提高了工程质量与标准化，降低了施工成本，增强了群体建筑机电安装工程施工的安全性和有效性。