BIM技术在装配式建筑机电安装中的应用思考研究

刘秋

山东现代达驰建筑安装有限公司 山东 菏泽 274200

引言

近年来，建筑工程施工项目选用装配施工方式的越来越多，而建筑机电安装工程项目是建筑工程中的主要项目，包含电气工程、暖通空调工程、给排水工程等诸多子项工程项目，电气工程主要是强电系统工程和弱电系统工程，强电系统工程主要是动力机电设备与照明、计算机、电视、冰箱、电灶、洗衣机等的安装；弱电系统主要是电讯、报警、监控、网线、智能等设备的安装。通风排风系统则有排风、排烟机电设备、电暖器等设备的安装，BIM技术能够进一步完善施工方案，促进施工的顺利开展。

1 装配式建筑机电安装施工模型的构建及应用

1.1 模型的构建和优化

在计算机上打开BIM技术设计平台，把装配建筑体的结构、面积各个室内的标高、边缘线、轴线以及需要安装的机电设备的体积、用途、重量等数据信息，一一输入软件，结合机电安装工程施工质量技术标准和经济性要求，利用软件构建机电安装工程施工模型，布线工程技术人员、电气设备固定安装人员、质量性能调试检测检测技术人员，围绕平台提供的机电设备安装工程施工模型，各自根据相应的要求，多子项工程施工或者模型的不同的模块以及局部进行优化。一是以构建的装配式建筑机电安装工程施工的模型为基础，利用BIM技术进一步对机电设备厂家提供的机电设备、配套部件、安装空间尺寸等各类条件要素实施分析，使构建的机电安装工程施工模型更加专业。二是提高基础模型的质量技术设计标准，充分利用BIM的技术优势，合理调整安装施工区域的布置和设备布局，尤其是建筑体内的机电设备之间的通道、安装空间、支架形式等各个要素合理搭配及功能发挥，进行科学处理，使机电安装、土建施工、装饰装修工程的交叉施工先后有序，紧密结合，互相利用，各不影响，必要的情况下，多次模拟交叉施工的实际过程，把其中存在的各种矛盾行为，一一完善，为顺利施工奠定良好基础。三是利用BIM技术模拟机电设备的安装施工过程，在测量放线、主线、控制线的确定，以及机电设备位置、空间布局的信息反馈给模型，以模型为支撑，进一步调整优化机电设备安装工程施工的工况，直至不出现在任何形式的失误，才作为最后实际施工的设计图纸和施工方案制定的依据。

1.2 BIM技术下的支架系统设计

BIM技术下，支架系统的设计能够平行布置相同专业的管线，把单专业自动认为公共支架，若对于保温管线，则会按照相应的要求预留保温层的空间；尤其是建筑体内空间狭小的情况，软件技术则支持系统及时调整策略，优化措施，从管线施工操作的要求角度，排布管线并注重空间预留，方便日后维修，对支吊架根点的位置布置得当，合理安装排插件，计算支吊架的荷载控制范围，达到机电设备安装后的高稳定性需求，规划出符合强度要求的支架型号，充分利用技术智能化的优势，考虑模块顺序，编码处理不同型号、不同用途的各类支架，编制出机电设备安装工程支架施工的平面图及结构详图。

1.3 实现机电设备的预制加工

装配式建筑机电安装工程施工传统的操作模式就是完全依赖机电设备的模型在建筑体内空间的适应性，实现施工工程量的确定和工程施工计划、相关材料的准备，基于BIM技术的装配式建筑机电安装的材料计划和工程量分两个部分提取。提取的工程量和工程施工工程量及其所需的材料的信息，通过信息平台报送给设备生产单元，机电设备材料就会按照相关技术规程进行下料生产。借助大数据智能化的定尺切割插件对就对BIM模型的安装施工的实施优化切割，模拟特定的模块。模块的切割管理，完全以装配式建筑机电安装工程施工场地的实际环境条件，以及运输通道限制、空间布局合理性为依据，深入分析施工操作的可行性，有利于模型规整性，进而满足机电设备吊装移动安装固定现场科学控制和有效规划。根据信息技术操作的特点和BIM软件的要求，模型切割管理要先进行模型编码。在模型应用和机电设备安装工程施工过程，要把各类信息上传BIM管理共享设计平台，生成相应的信息编码，借助ISO轴测图插件，编码被模块转为预制加工图纸，生产厂家按照共享平台模拟的内容实施预制加工，设备及工件在实际安装工程中则完全合适[1]。

1.4 配套工件的精准输送

装配式建筑机电安装工程施工，需要大量的加固工件、控制工件和连接工件，这些工件有管线、板材、螺丝以及各种加工工件，可谓种类繁多，大小尺寸不一。传统的施工管理方式下，一旦发生各种配装材料的混乱，施工应用就采取一一对比的方式找到更为合适的配装配套工件。比如螺丝，粗细长短，紧固强度的要求等，查找合适工件的过程，还要反复对比，费工费力，有的还不一定非常合适。基于BIM技术的机电设备安装工程施工需要的各种配套加固、连接以及控制工件，像支架、膨胀螺丝、导管、横架、丁字托架、法兰、金属垫、胶垫等，结合工程施工的模拟实际过程，构建预制模块各种工件、构件的具体尺寸及质量技术标准。模拟制作过程中，对工件构件的材料质量有精确的考虑，严格控制每个制作环节，软件技术以其绝对的精度优势，满足机电设备安装工程施工需要的各类支架，管件、连接法兰、螺丝、插件等，还能够人性化的对焊接的承插深度有足够的考虑，有效控制焊缝宽窄、平滑和凸起状况，并对各种接管段连接误差也控制在操作技术规程之内。如基础构件，有的需要螺丝紧固，有的需要锚固钉，有的需要焊接固定，软件设计平台会根据实际需要随机生成焊口或者固定模式的二维码，实际施工过程扫码追溯管理即可指导施工操作。同样，各种安装工程施工需要的配套构件，通过设计共享平台，连同机电设备的数据信息，一并存储信息数据库，生产厂家的产品质检完成后，把对应的设备工件构件粘贴二维码，之后，经销商、机电设备工程施工工地在装车、卸车、使用过程中，扫描标签，把相应的信息上传BIM模型，就规范化高效地完成机电设备、配件、辅助性预制件、相关设备的检验、卸车、核准、扫描、统计、验收。工程施工过程也通过扫码完成各类工件、配件的对接，省工又精准。

1.5 模拟施工与岗位培训

基于BIM技术的施工模拟展示，以动画直观的工程施工现场模拟，展现在员工面前，施工布置、材料设备、技术要点、操作要领、安装隐患、交叉施工处理、文明施工等画面逼真、生动，多项内容依次出现；员工如看影视剧，并且结合现场施工的条件环境需要，利用BIM模型，对机电设备的二维码、管线标签等扫描识别，还能够确认机电安装施工的顺序、质量要求、规范操作等信息内容，还能先进行机电安装地模拟，再组织具体施工，模拟施工的环境条件与施工实践的环境条件完全一样，能够实现点对点，支吊架定位、设备布局、管线走向、加固措施及安装误差控制范围等具体施工环节的复制，而且在实际施工过程发生问题，还可以通过模拟视频，查找原因，掌握技术关键点。在装配式建筑施工中，在BIM技术的支持下，不仅能有效规避机电设备管线摩擦碰撞等问题的发生，相应提高机电设备安装施工质量，还有利于生产安全的培训和安全隐患的排查。

2 BIM技术在装配式建筑机电安装中应用有关问题的思考

2.1 BIM技术应用于建筑机电安装施工的不足和缺陷

BIM技术是英文“建筑信息模型”单词名称的缩写，该技术的应用属于多项专业人才参与的系统工程，非一个单位、一个专业或一个人的独立操作能够完成的设计和实际应用行为，需要参与机电安装工程作业的责任主体单位及各个专业，组成专门的工作系统，共同参与、沟通协调、共同协作，方能取得较好的效果。是以BIM为平台，多个团队专业人才的集体活动，包括建模专业人才，造价专业人才，管控专业人才。没有足够的专业人才支撑，BIM 技术的优势难以发挥[2]。

2.2 建筑机电安装中应用有关问题的思考

2.2.1 电气系统强电、弱电设备安装的问题。建筑机电设备安装工程涉及电气系统的强电机电设备安装工程项目施工和弱电设备工程项目施工，以住宅为例，不同功能的建筑体内各有相应的家用电器，厨房内、客厅内、卧室内、书房及专用房间内的都有强电线路和弱电线路交叉较多的内容，计算机、摄像头既需要链接强电线路，又需要链接弱电线路，并非电话和照明那样各属于独立的弱电、强电线路，强电系统机电设备线路，在运行过程中，对弱电线路会产生影响，电气设备安装过程管线分离的专业程度要求较高，处理不当，危险性隐患较大，管线安装的不规范、不专业，产生的电磁感应对建筑弱电应用造成干扰。目前，BIM技术在装配式建筑电气安装工程施工中的应用能够有效规避管线交叉或者碰撞，但是，强弱电线路的处理需要电力、通信、人工智能、软件技术的专业人才的共同协作才能完成整个项目的规划实施，很多企业对于BIM技术的电气系统安装工程施工应用，面临人才短缺的瓶颈困难，解决人才问题，才能利用BIM技术进行设备安装区域合理配置，优化电气设备安装布局、模拟管线走向，促进装配式机电设备安装工程施工的精准规范性。

2.2.2 暖通空调系统设备安装的问题。暖通空调系统也是建筑机电设备重要的组成项目，在安装工程中，设计、施工等管理控制阶段，必须将建筑体的功能、机电设备需要的效果与人的流量变化、建筑物功能结构、温度环境控制标准等人性化需求要素以及机电设备的功能型号，质量技术标准等参数数据信息输入计算机数据库，利用BIM系统进行模拟工程施工，由于软件要求的都是规范的工程施工模式和专业的操作技术标准，软件构建的施工模型中空调系统安装过于规范。对于实际操作过程的机动灵活性有一定的影响。比如，多功能会议厅、项目展厅暖通空调机电设备的安装工程施工，基于BIM技术设计需要离心式空调系统和螺杆式冷水机中央空调系统，数据库中的客流变化信息、建筑结构参数和环境控制指标、中央空调的基本参数，通过BIM技术模拟各项参数、配置情况。在小会议室空间，相应设置风机盘管+新风系统，满足空调效果。在不同类型的空调设备安装过程，满足空调参数系统的控制，这就需要对空调总制冷量、总需热量、压罐力、定压和补水量进行精确计算，非专业技术人员，一般装配工人难以完成，相应加大了人才对工程项目开展的制约性，因此，高新技术建筑信息模型BIM的应用，需要有高素质的施工队伍做支撑，否则，南区的理想效果。

2.2.3 给排水设备系统安装的问题。给排水机电设备系统是安装工程的主要项目，给、排水系统则是泵站和排水机电设备的安装，工程项目内容复杂，交叉施工多，容易产生误差和返工，运用BIM技术对整个错综复杂的施工过程进行模拟，就能发现施工设计的不足和许多考虑不周的问题，同时，也存在过于精细化规范化，造成问题复杂化，在BIM技术应用尚不十分成熟的情况下，借助软件演示、模拟施工，发现问题较多，普遍增加了施工难度，需要理论和实践结合，利用核心技术优势，弥补实践经验的欠缺，提高施工管理效率[3]。

3 结束语

BIM技术开始应用装配式建筑机电设备安装施工，通过构建模型，模拟施工的全过程，为施工管理高效打下基础，需不断创新，发展应用，达到进一步健全机电安装工程施工方案的目的，有利于提高工程管理效率，大大缩短工期，提高企业的经营管理效益。