机电施工中BIM的应用探析

机电施工中BIM的应用探析

李金田

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摘要：现阶段，我国已全面进入信息时代，建筑工业化和信息化深度融合，并快速发展。BIM技术凭借其可视性、协调性、模拟性、优化性及可出图性，在国内民用建筑工程领域迅速得到了广泛应用。BIM技术在传统工程技术中的应用，也为建筑业的可持续发展提供了可靠的技术支持。当前，工业建筑中，BIM技术在机电设备的设计、安装及相关优化方面应用，正处于探索阶段。基于BIM技术的多项功能特点，BIM技术在工业建筑中的应用，能显著提高项目中机电设备设计及安装效率，同时能保障施工质量及机电设备安装进度，实现工程项目设计与施工的精细化管理。

关键词：机电施工；BIM；应用；

引言

随城市化节奏的加快，在住房和城乡建设部的大力支持以及推动下，全国各省市都提出了推广ＢＩＭ技术全面应用这一文件要求。ＢＩＭ技术在工程建设全过程的集成应用已成为建筑业发展的新风向。在科技进步日新月异的时代背景下，传统的建筑施工模式已不能满足绿色建筑发展的需求，传统建筑业唯有积极适应科技发展趋势，并不断地进行改革创新才能满足社会发展的不断需求。在机电安装项目中，由于大部分机电项目专业繁多，且施工空间有限，因此ＢＩＭ技术的优点尤为突出。利用ＢＩＭ技术，在项目未开工前通过模型的创建便能发现很多施工中将会出现的问题，相当于一次不产生成本的虚拟施工。在项目准备阶段，可就模型创建中出现的问题编制风险分级管控等级，并对产生问题一一进行解决。极大程度上降低了工程施工成本，并大大提高了项目管理效率。

一、BIM技术实现原理

BIM是建筑信息模型的英文简写，其实现理念是通过将建筑施工全过程包含的功能、特征等专业数据进行收集整合，完成可视化模型组建。BIM技术集合了时间、空间、安全、成本等多个维度的建筑信息模型集成技术，在工程全生命周期过程中，BIM技术可授权给工程项目建设、施工、设计等不同参建单位，进而通过参建方一系列补充、修改、提取应用等操作，实现建筑数据模型的不断优化，为实际施工提供便利。相较于传统的以应用平面文档、图纸等信息载体完成建筑项目施工和管理的模式，应用BIM技术可有效降低工程设计误差及施工风险，提高施工精确性和完成效率，达到工程预期施工质量标准。BIM技术是基于建筑工程设计、施工等方面的工程数据建立的信息化三维仿真模型，以可视化模式诠释建设项目整体及所包含功能的信息，通过将工程全生命周期各个实施阶段流程、资源、数据的有效关联整合，实现工程数据的查询、运算、拆分重组等功能，为参建单位工程实施和管理提供了数据实时新建、管控和共享平台，利用单一工程数据源特征实现了建筑项目异构分布式数据信息的规范统一。

二、机电施工中BIM的应用策略

（一）设备施工进度管控及施工预演

BIM技术可通过软件，对施工进度进行模拟与管控，可将BIM模型与计划任务关联，通过任务列表可以直观、精确地反映工作进度，确保各项任务按时完成。同时，可以将同项目并行的计划进行进度比较，可以及时发现施工滞后问题，并及时进行协调，从而缩短工期，降低成本。在施工前，还可以通过BIM技术，对设备的安装进行预演，模拟管道、管线与生产设备的安装过程。经过施工预演，可以更加直观地了解施工工序，确保施工现场工业设备有条不紊地进行安装。

（二）借助三维BIM模型对工程施工难点

例如机电管线交叉严重部分进行分析，提前进行合理的管线综合排布。模型综合优化完成后通过漫游及碰撞检查确保模型优化合理，同时对机电管线标高、间距、尺寸进行详细标注。标注完成的各专业图纸导出二维定位平面图指导现场定位施工，并且把三维模型转成轻量化模型，在实施前分楼层分区域对施工班组进行详细的三维技术交底工作，使施工人员对管线走向有更直观的了解，对施工精度提出更高要求。通过三维模型对现场指导实施，减少该类部位施工过程中返工拆改，进而节省建筑材料，缩短工期。

（三）地下室管线综合设计

为确保工程施工顺序和工期，避免专业设计不协调和变更产生的返工，以及在选用支吊架时因规格过大造成浪费，过小造成事故隐患等现象。通过对各类管线综合优化及深化设计布局，在施工前根据所要施工的部位进行图纸“预装配”，通过典型的截面图直观地把设计图纸上的问题全部暴路出来，尤其是在施工中各专业之间的位置冲突和标高“交叉占位”问题。通过在图纸上提前解决管线占位，减少施工过程因变更和拆改带来的损失。通过核算各个管线支吊架受力强度保证质量安全。运用管线布置综合平衡技术进行二次深化设计能确保专业施工顺序及工序，确保各专业合理有序地进行。施工现场空间有限，且存在部分专业交叉施工，环境复杂多变，不会像模型中展现那样一成不变。因此在应用BIM模型施工的同时，施工管理人员需要时刻关注现场施工遇到的实际问题，并及时将问题反馈给项目部。项目部各部门对出现的问题进行商榷处理后，对模型不断进行深化。依据模型施工前应通过三维动画模式进行相应的BIM模型交底以及施工技术交底，确保施工的正常进行。减少施工现场管理的难度，降低现场因分包较多而管理混乱的问题。

（四）机电管线碰撞检查

根据创建好的各层三维模型进行整体机电管线规划，找出合理及最优路径，提出整体优化建议，并通过三维可见性对碰撞问题进行调整。待碰撞问题在三维中以人为检查难以发现后，通过各专业模型进行碰撞检查，最后通过碰撞检查报告逐个优化，优化完成后提交监理、设计各方审核。一方面可以提高设计单位的设计质量，另一方面大大加强了各专业管线整体布局优化性，同时减少碰撞及管道不必要翻弯，进而减少管道内流体阻力及运行能耗，减少施工过程协调时间，提高管线施工质量。

（五）可视化展示

可视化作为BIM技术的一大技术亮点，不仅在设计阶段能为管线及设备提供准确的设计依据，在工业建筑的安装应用上，也能起到十分重要的作用。BIM技术的应用，不局限于翻模阶段，还能根据技术特点，应用到实际工程当中。三维可视化的BIM模型，能在机电设备安装阶段，提供更加准确、形象的指导，例如设备的准确定位与管线的相对位置。针对机电设备的安装复杂节点及特殊机房，也能通过模型，提供一个可视化表达方式。在施工阶段，使用可视化模型，还能有效指导施工，从而加快施工进度。

（六）工程算量

BIM建模软件同时兼容工程量计算，对项目建模所绘制的管道、管件、设备可进行工程量统计，数量准确，在施工图算量过程中可以进行参考，但要求模型绘制的精准度达到可算量标准，通过软件内部的明细表，对各个系统进行划分，只要现场完全按照交底模型进行施工，对同种类型的图元进行准确编辑，统计时才不会出现误差，各个专业的型号类别提前设定，可在安装之前对材料进行场外加工，减少施工过程中安装时间，提高施工效率。现场施工尽量保证人等材料，少出现材料等人现象。完全按照建模图纸进行半成品加工，现场对半成品进行安装，这种方式统计出来的工程量不会出现错误，不仅在正式工程中可以运用，在工程项目的临时设施的算量中也很便捷，例如现场临水临电安装工程量的统计，完全按照前期的项目规划好的路由进行安装，过程中比对现场与模型的误差及时进行调整，最终在进行结算时可作为重要依据。

结束语

BIM技术的应用已经开始趋向成熟，并已经逐渐应用于从项目规划到运行维护的各阶段。通过BIM的方法，根据各种管线的布局设计的安装、经济等要求，在建模过程中就考虑之后的各专业管线之间的碰撞、机电专业与结构、建筑的碰撞，避免在施工再次出现预见性的问题，减少施工的时间成本。

参考文献

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[2]庞喜.BIM技术在机电安装工程中的应用[J].中小企业管理与科技,2015(12):245.

[3]杨凤华.浅谈BIM技术在某工业厂房机电安装工程中的运用[J].安装,2018(07):58-61.

[4]王小洋.BIM技术在机电安装工程中的应用[J].砖瓦,2021(02):84-85.