BIM技术在智慧建筑机电安装工程的应用研究

摘要：为提高建筑机电安装工程的智慧化水平，将BIM技术应用于工程中。在施工阶段，建立BIM模型，将模型导入NRTER软件进行具体应用，对所需的预留预埋进行设计，对机电设备机房进行漫游，调整不同管线之间的距离，消除理解偏差。利用RT34SFG软件对安装过程进行虚拟化展示，预制施工计划，将不同施工阶段的构件与方案进行结合，通过动画形式来对整个施工过程进行动态展示。研究结果显示：该建筑工程内R1～R5的测量点的碰撞数量均为0；在5个测点中，预制混凝土墙板尺寸厚度均在150～155mm之间，结果符合预期。

关键词：BIM技术；智慧建筑；机电安装工程；管道安装；施工模拟

0 引言

随着建筑业的飞速发展，机电安装工程在提升建筑品质、实现智能化管理方面发挥越来越重要的作用。通过应用不同安装技术，可以实现对机电安装工程的全方位、全过程管理，从设计、施工到运维，都能得到高效的支持。其能够促进各专业之间的紧密联系，实现信息资源的交互。

文献[1]方法在机电安装工程中，难以确认管线之间的碰撞情况，可能导致施工过程中管线之间冲突，从而增大了施工进度。文献[2]方法若使用不合格材料，将可能导致设备性能下降、故障率增加等问题。文献[3]方法由于施工不规范造成失误较多，导致施工效果难以符合预期。在智慧建筑机电安装工程中，合理应用机电工程多种安装技术，不仅可以加快施工进度、降低成本，还能优化施工设计，提升施工品质。基于上述分析，本文以BIM技术为工具，将其应用于智慧建筑机电安装工程项目中，并结合实际情况进行测试与分析。

1 工程概况

某智慧机电安装工程由地下三层和地上两栋主体建筑组成。其中，2#楼为一座高层写字楼。工程内设置一个能源房为冷冻机房，其中装备了4台制冷机组，功率为3540kW，制冷量为1200kW。

该机组采用定流量交替设计模式，并运用分流装置将水流分成不同路线，以满足施工中的不同需求。工程选用定压运行方式，由于工程设有多个配电间，且单个设备质量较大、管线复杂，因此在施工过程中需要预先做好管线预留口，以方便后续设备的安装与调试。

2 BIM关键技术应用

2.1 构建BIM模型

2.1.1 项目初始化与基础元素设置

首先，运用TATUR软件启动项目创建。在此阶段，主要工作是采集真实建筑机电工程的设备信息、建筑信息以及水电信息。这些信息为后续建模提供了基础数据支持。随后，通过绘制轴网，形成一个初始的元素工作集，为后续添加三维部件打下基础。

2.1.2 三维部件添加与属性补充

在基础元素设置完成后，开始添加三维部件，如剪力墙、水管等。这些部件的添加需严格按照设计方案进行，以确保模型的准确性和真实性。同时，对于每个部件，都需要补充其属性信息，如材质、尺寸、位置等，以便后续进行精确的分析和计算。

2.1.3 建筑结构孔洞预留与机电安装准备

对于建筑结构中的剪力墙等部分，预留的孔洞位置至关重要。在建模过程中，需严格按照图纸设计要求进行孔洞预留，以减少机电安装时的返工，提高整个结构的受力性能。同时，利用BIM技术的三维多元化处理，对机电设备的安装位置进行预留预埋，确保安装过程的顺利进行。

2.1.4 信息整合与模型优化

在建模过程中，不同专业的信息需要整合到一个模型中，以便获取全面、准确的信息。通过BIM技术，可以精准获取预留孔洞的位置和信息，减少重复开凿问题。此外，将预留孔洞的信息统计成信息集，方便后续查找和使用。在模型建立过程中，还需对建筑物高程点进行确认，设置整体模型设计参数，以确保模型的准确性和完整性。

2.1.5 模型导出与场景信息绘制

整体模型建造完成后，需进行细致的检查，确保部件无缺漏。随后导出网络数据集以及线信息，设置完成后将Revit模型导出。最后，将数据全选添加至新场景中，以便在GIS中进行场景信息的绘制和展示。

通过以上5个步骤的精细操作，可以成功建立BIM模型，为后续的智慧建筑机电安装工程提供有力。

2.2 管道安装与布置

利用BIM漫游技术检查建筑的机电安装设备与管道布置，是智慧建筑机电安装工程中的关键环节。

2.2.1 BIM漫游技术应用与管线优化

在智慧建筑机电安装工程中，BIM漫游技术发挥着至关重要的作用。通过对机电设备机房进行漫游，可以对冷热源进行全面检查，确保空间布置过程中不存在碰撞情况[4]。特别是在管线密集处，BIM漫游技术允许我们进行多次漫游，精确调整不同管线之间的距离，满足其在深度与高度上的功能需求。

这种可视化展示方式不仅为技术人员提供了清晰的展示效果，还能通过实时漫游对复杂结构进行合理化调整，消除理解偏差，实现更为精准的施工效果。

2.2.2 BIM软件在管线排布与碰撞检查中的应用

在智慧建筑机电安装工程施工过程中，施工模拟是一项不可或缺的工作。利用BIM软件整合各专业布置图管线，并按照管道的具体原则进行全面的优化排布。通过获取设计图中的管线碰撞定位[5]，按照更为优化的顺序进行调整，以防止管线碰撞的发生。

此外，利用BIM软件还能建立不同模式的系统模型，并输入不同构件信息，以便在机电安装工程各专业管线交替后进行碰撞检查。通过Revit软件优化管线，可以清晰地展示不同管线、设备的型号和具体标记位置，为施工提供准确的指导。机房和走廊区域管线排布如图1所示。

2.2.3 虚拟施工展示与资源调配

在机电安装工程中，预留预埋工作同样关键。利用RT34SFG软件可以对建造过程进行虚拟化展示，通过导入BIM模型，预制施工计划，将不同施工阶段的构件与方案进行结合，即形成三维模式的动态展示。

这种模拟结果不仅有助于具体管理项目，还能精准地调配人力、材料和机械设备等资源，确保施工能够顺利进行。通过这种方式，可以在施工前发现并解决潜在问题，从而提高施工效率和质量。

2.3 BIM+GPS物料跟踪管理

利用BIM技术能够将所有物料信息统计到模型当中，可以对机电工程安装所需成本进行分析。在管控过程中，采用BIM+GPS组合定位，以工序状态为主线，对物料的生产加工、运输、安装、验收等信息状态全过程跟踪管理。跟踪节点根据工序及现场需求设置，用不同颜色来标记区分。在整个物料跟踪管理过程中，每一个模型构件都对应唯一二维码，通过二维码定位模型中的构件，确认物料的出库等，实时同步至云端平台[6]。

二维码显示属性值可提取模型信息，如楼层等。全部构件以二维码为载体进行对接，利用移动端将设备和清单进行扫码挂接，可在工序清单GPS定位中查看运输跟踪信息。项目施工管理人员可通过BIM平台，实时掌握物料的加工状态，更利于项目物料管控。

2.4 施工模拟

将模型导入Navisworks软件，根据施工计划，将相应的构件链接，模拟结果以三维动画的形式显示。在实际施工过程中，可以将现场情况输入模型中，分析工程施工进度。在机电安装工程中，当管道敷设完成后，需要调整系统安装空间，利用BIM进行施工方案展现，通过三维转换的方式能够帮助施工人员科学应用施工方案，提升施工水平。

3 测试与分析

3.1 测试准备

在智慧建筑机电安装工程中，为了测试BIM技术的应用效果，在对设备和管网进行调试运行后对工程施工质量进行验收，需要确定检查点的个数，并根据不同的等级对测点质量进行划分。表1为机电安装工程施工中的质量验收资料清单。

通过BIM技术对功能区进行扩展，将质量检验过程中的相关资料录入到功能区中。在对方案结果进行审核时，对需要检查的构件对应图元进行点击，并在弹出的窗口中修改其体系中各个构件的位置，获得不同构件属性信息。运用BIM软件对建筑工程预制构件之间进行碰撞检测，确保内部没有冲突，以判断其是否达到设计效果。

3.2 测试结果分析

3.2.1 碰撞点数量

运用TD45型测试仪进行测试，设置R1～R10个测点，分别在5/5～5/20期间进行碰撞测试，以验证在预制构件搭内部中的应用效果。得到碰撞点数量检测结果如表2所示。

由表2中结果可知，在测试期间，该建筑工程内R1～R10的测量点的碰撞数量均为0，结果符合预期。在检测过程中，预制构件内部没有发生冲突，说明本文方法应用后能够达到良好的施工效果。

3.2.2 预制混凝土墙板尺寸厚度

同时为了验证本文方法的应用性，利用BIM模型指导预制构件的加工，确保构件尺寸的准确性。在通风口处，设定预制混凝土墙板尺寸厚度150～155mm能够达到设计标准。在测试过程中，进行5个小组进行测试，得到预制混凝土墙板尺寸厚度如图2所示。

由图2中结果可以看出，在5个测点中，预制混凝土墙板尺寸厚度均在150～155mm之间。通过将设计阶段的BIM模型转换为预制构件的三维模型，可以确保预制混凝土墙板尺寸厚度符合设计要求。

综上所述，可运用BIM技术进行建筑机电安装工程的验收，利用现场定量测试来获得工程中管线碰撞情况。通过现场实测与BIM技术综合应用，体现出了BIM技术在机电安装工程验收中的显著作用，其不仅能够提供详细设备信息和空间布局，使得验收结果更加精确，还能反映实际情况，增加验收辅助工具的可靠性。

4 结束语

本文通过对BIM技术的改进和创新，优化了在智慧建筑机电安装工程中的工程质量，为行业的未来发展指明了方向。BIM技术不仅能显著提升机电安装工程的效率，还能够实现机电安装工程的数字化管理。但该设计还存技术标准、隐私保护、成本结算等方面的问题。今后在研究中，将进一步加强技术研发，优化设计方案，推动BIM技术在智慧建筑机电安装工程中的深入应用，以推动建筑行业向着更加智能的方向发展。

参考文献

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[7] 吴佳明，陈健，陈国良，等.基于BIM技术的地铁基坑工程施工仿真模拟方法[J].岩土力学，2022，43（S1）：553-566+579.

[8] 姜劲松.智能建造背景下基于BIM技术的高校基建项目管理初探[J].现代城市研究，2023（2）：60-63.