BIM技术在装配式建筑机电安装中的应用思考研究

朱师翰

（湖南省建筑科学研究院有限责任公司，湖南 长沙 410000）

1 装配式建筑中的机电安装模块工作流程

1.1 模型建设

基于BIM技术开展建筑工程机电安装，系统应先构建机电设备安装模型，并进行模型更新优化。通常在装配式建筑施工中，机电设备安装的BIM模型需经历三次建设优化：（1）在考虑项目设计蓝图的基础上，BIM技术人员应对厂家提供设备、阀部件尺寸等要素进行准确分析，然后构建机电专业模型。（2）深化基础模型设计，进行整个装配式建筑及机电安装施工区域的空间布局，并在BIM技术下，进行通道、支架形式、安装空间等要素的，为机电、土建、精装结合奠定良好基础。（3）在就位安装阶段，需将设备设计位置、尺寸信息反馈给模型，并在模型的支撑下，对机电设备安装情况做进一步地调整和优化，满足工程项目建设需要。

1.2 支架施工

支架在机电设备固定安装中发挥重要作用，项目施工需做好支架选型和布置的系统设计。在BIM技术体系下，可系统设计支吊架布置插件，并在该插件的支撑下计算支吊架荷载，这样才能获得具有较高稳定性和强度的支架型号。要求在考虑模块顺序的基础上，对支架实施编码处理，同时应借助BIM技术输出支架平面图及支架详图。

1.3 工程任务提取及模块切割

装配式建筑机电安装工程任务提取包含工程量提取及材料计划提取两个部分。通过提取工程量及完成工程量所需的材料，并且应将提取的资料信息报送给材料员，以此完成机电设备材料的下料生产。

在机电安装BIM模型中，借助智能化定尺切割插件即可完成BIM模型的切割，并对特定的模块进行模拟。在模块切割管理中，工作人员不仅需要考虑装配式建筑机电安装的实际条件，而且需对运输通道的限制情况进行深入分析，这样能基于模型规整性原则，实现机电设备吊装现场的有效规划。值得注意的是，在实施模型切割管理前，需要先对模型进行编码。在后期模型应用及机电设备安装中，还需要将各种信息及时地上传到BIM管理平台上，由此生成一定的信息编码，在ISO正等轴测图插件下，这些编码会被模块化转化为预制加工图，然后，由工厂按照模拟确定的模块内容进行预制加工。

1.4 模块预制、存储及运输

装配式建筑机电安装施工中，应结合工程需要制定一定的预制模块构件。在模块制作阶段，需在考虑材料质量的基础上，对每个制作环节进行精确控制，充分保证模块的精度，如在机电设备支架生产中，针对管件、管道连接法兰等构件，不仅需要考虑焊接承插深度，而且需控制焊缝宽度，此外，完成焊接管段的误差应尽量小于±3mm。当基础构件需要焊接式，还需要注意生成焊口二维码标签，实现后期焊接信息的追溯管理。

在安装构件及机电设备存储运输中，对相应的设备粘贴模块二维码标签，装车、卸车均扫描标签，要求通过标签将设备模块相应的信息上传到BIM模型和项目部，规范化地完成相应机电设备、辅助性预制件的卸车、扫描、验收。在这些设备运输存储中，需结合BIM模型规划出来的规定线路、场地和顺序标识牌来控制叉车，将机电设备及相应的辅助工具放到施工区域。

1.5 机电模块安装施工

待相应的机电设备运输到安装现场后，还应按照设计及交底内容，通过BIM技术进行施工模拟，对施工布置、技术要点、安装隐患、文明施工等多项内容作出指示；随后，在考虑现场施工环境的基础上，需借助BIM模型，识别机电设备二维码和管线标签，以此确认机电安装模块的信息内容，并开展机电安装模块的模拟施工，在具体模拟中，需通过点对点的方式，实现支吊架定位、管线走向和设备安装误差的控制，为后期施工提供有效参考。最后，初步完成机电设备模块安装后，还需输入具体安装对象的基本参数，对整体的安装效果进行评估判断和改进优化，不断提升装配式建筑机电安装施工质量。

2 实例分析

2.1 工程概况

某建筑工程为一个大型文化综合体EPC项目，建筑总面积12.6万㎡，包含两个展览中心和一个会议汇中心，在建筑功能使用方面，包含演艺、会议、展示、娱乐等多重功能。为更好地促进建筑功能发挥，在项目施工阶段，按照装配式施工模式进行建筑主体结构施工，并重点关注项目机电设备的安装控制。考虑到项目机电设备安装类型繁杂，安装数量多等因素，采用BIM技术进行构件机电安装可视化模型，并在该模型下进行电气、通风空调、消防等诸多分项工程中的机电设备安装，有效地提升了机电设备安装质量，满足了建筑功能使用需要。

2.2 BIM技术在装配式建筑的机电安装中的具体应用

2.2.1 空调系统安装

本文综合体现具备演绎、展示、娱乐等多种功能，不论是展示物品，还是演绎娱乐，均对室内温度等环境要素的控制要求较高，基于此，要求在装配式建筑项目施工阶段，重视空调系统的规范安装。项目空调施工中，设计采用离心式和螺杆式冷水机组中央空调系统，在施工初期阶段，将客流变化、建筑结构参数、环境控制要求、中央空调基本参数等信息输入计算机系统，借助BIM技术精准模拟、计算空调的各项参数和配置情况。经BIM技术的模拟计算，本项目在展厅、多功能会议厅等空间设置落地式组合空调机组，而在一些小会议室空间，设置风机盘管加新风系统的空调方式。并且在不同类型空调安装中，实现了空调安装参数的系统控制，如项目设定总空调制冷量为8051.74kW；在冷却水系统配置中，结合实际模拟情况，配置3组离心强风式逆流冷却塔；此外在采暖热源及热水系统设计中，经BIM技术模拟计算确定采暖总需热量2455kW，并在定压罐的支撑下进行定压和补水，有效地满足了建筑空调系统应用需要。

2.2.2 消防系统安装

本项目建筑集演艺、会议、展示、娱乐等多重功能多种功能为一体，建筑使用期间人员集中，为保证建筑使用的安全性，对建筑消防系统的安全性要求较高。即要规范进行进行消防系统安装施工，预防和减少火灾隐患，并且当发生火灾时，消防系统应能快速扑灭火灾。本项目消防系统安装中，通过BIM技术构建消防系统安装施工模型，并在该模型下指导消防系统管线布置。装配式建筑消防系统安装中，对管线安装的精度要求较高，对此通过BIM技术精准标准管线布置，并辅以相应的三维视图，这样在避免人力、物力资源浪费的基础上，提升了消防管线布置的精准程度。另外，在消防系统安装中，借助BIM技术分析火灾发生影响，并计算消防系统安装设备的实际灭火能力，确保了项目消防系统、建筑施工的安全性。

2.2.3 电气系统安装

电气系统机电设备的安装对建筑功能具有转深影响；并且相比其他系统机电设备安装，电气设备管线安装的专业性要求较高，危险性较大，当电气管线安装不规范时，容易对建筑强弱电的应用造成影响，并产生一定的安全隐患。目前，装配式建筑电气安装中极易发生管线交叉碰撞问题。基于此，项目采用BIM技术进行电气系统安装施工过程的模拟，一方面，通过BIM技术合理配置设备安装区域，重点对电气设备安装布局、管线走向进行模拟，确保装配式机电设备精准规范性。另一方面，借助BIM技术对变配电负荷等级、照明系统控制参数、节能要求及低压配电安全性等要素进行设计，实现了项目电气设施设备的高效利用。

3 结语

科学合理地使用BIM技术，能有效地提升装配式建筑机电工程施工质量。本研究指出，在装配式建筑施工中，按照构建模型、支架施工、工程任务提取及模块切割、模块预制、机电模块安装施工的要求进行机电设备施工，能有效地提升机电安装质量，促进装配式建筑的有序发展。