BIM技术在机电安装工程中的应用

张凡,范慧彬,王现武

摘要：BIM技术在机电安装工程中的应用涉及到数据的实时采集，借助BIM技术的仿真模拟功能构建出工程建设模型，方便技术人员在真实信息基础上开展施工指导工作，BIM技术的诞生为有效推动工程设计领域革新提供源动力。BIM技术在实际应用过程中对数字信息资源进行深入挖掘，并利用数字模型实现对工程开展中涉及的规划、设计及施工等全流程数字化，极大地提升了施工效率以及质量。鉴于此，本文就BIM技术在机电安装工程中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：BIM技术；机电工程；应用要点

1.BIM技术概述及特点

BIM建筑信息模型，指在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。BIM是在项目全生命周期内，使用富含信息的三维模型作为中心数据库，在项目利益干系人之间共同创建、检查和沟通协调项目信息的一个过程。通过建立信息模型和有效实时信息管理，共享项目相关信息的共享知识资源，为项目全生命周期各种决策提供可靠的信息支持。BIM具有操作的可视化、信息完备性、协调性和复用性等特点。

2.BIM技术在机电工程施工中的应用价值

2.1可视化交底

BIM技术打破了传统的技术交底方式，工作人员可以根据三维可视化模型来开展技术交底工作，从而有效避免因技术交底错误而返工。施工技术人员可以根据实际需求来生成剖面、立面等不同角度的三维图纸，这有利于加深施工人员对图纸的理解。在施工过程中，工作人员不仅可以根据BIM综合图纸来安装机电管线，还可以在BIM平台上检查机电管线连接是否正确。因此，应用BIM技术，可以确保机电管线施工的准确性[1]。

2.2装配式应用

工作人员可以基于高精度的BIM模型，根据施工顺序对各个构件进行编码、编号。预制工厂可以根据BIM模型中各个构件的参数及角度详图来准确的生产预制构件。构件运输到施工现场后，工作人员可按照各零部件的编号来组装构件。

2.3施工模拟

在项目施工前期，工作人员可以利用BIM技术进行4D施工进度模拟。工作人员还可以利用BIMFILM、Fuzor、Lumion等软件来模拟施工。在保证施工质量的前提下，为了减少人力、材料、机械设备等成本，工作人员可以通过施工模拟来制订施工进度计划，合理安排施工顺序。另外，BIM技术也可以为各施工队伍的协调管理工作提供有力的技术支持。

3.BIM技术在机电安装施工中的应用

本文以某医院内科综合大楼项目为例对BIM技术在机电安装施工中的应用展开探讨，该工程项目总建筑面积33720m2，其中地上26410m2，地下7310m2。建筑类别为一类高层公共建筑，建筑物主要结构选型为框架剪力墙结构，建筑层数地上18层，地下2层。该建筑设计使用年限50年，建筑抗震设防烈度为8度（0.3g)，建筑高度61.80m，建筑等效长度58.40m。该建筑基础采用平板式筏形基础，BIM技术的应用如下：

本工程地下室设备用房较多，给排水、电气、消防以及暖通等管线密集。由于地下室管线数量庞大，管线分布复杂，很容易发生“错、漏、碰、缺”等问题。为保证施工质量和建设工期，项目部决定采用BIM技术，通过BIM建模优化设计方案，深化复杂节点设计，并向建筑管理人员和技术人员进行可视化技术交底。项目机电安装模型如图1所示。

图1机电安装模型

3.1碰撞检测

二维图纸时代做碰撞检测需要各相关专业工程师审阅大量的工程图纸，共同检查碰撞情况。这种碰撞检测耗时费力，容易出现错、漏等问题和统计不完整情况，很难准确汇总碰撞结果。机电安装施工过程中，各环节之间可能与实际施工过程存在相互冲突、干扰。应用BIM技术进行管线碰撞检测，则能够在施工之前发现问题，合理预防矛盾与冲突。在实际施工碰撞检测中以硬碰撞检测为主，并以BIM碰撞模拟结果为依据，尽可能调整管线之间分布与间距，保证调整后的排布最优化，提高机电安装工程的规范性[2]。本项目利用软件进行碰撞检测，生成碰撞报告，对各碰撞点逐一进行修改、优化。

3.1.1硬碰撞

机电工程中多个机电管件在空间布局中出现交叉、包含和重叠的现象，通常称为硬碰撞。这种类型的碰撞将不可避免地导致对机电安装项目进行改进。这种情况下，设计、施工人员极力配合，重新设计管线排布，调整路线和变更图纸，优化设计。

3.1.2软碰撞

机电工程中多个机电管件在空间布局中未出现交叉、包含和重叠的现象，但是，两者之间的距离小于最小预设设计值，通常称为软碰撞。风管与空调冷凝水管距离过小，不符合设计或安装要求，这会导致软碰撞。软碰撞的发生首先导致机电设备与管道之间的预留空间不足，不利于今后的维护和交换。在软碰撞的情况下，应根据实际情况实施优化。对于以后可以修理和更换的设备和管道，必须进行纠正，并调整距离以满足要求。对于使用寿命长、更换可能性低的设备和管线可不予调整。

3.2空间校验

对建筑机电安装部位进行空间校验，主要体现在以下2个方面：（1）可以清晰地体现处理区是否符合现场综合管线施工要求，合理充分安排管线走向，明确施工问题，及时调整。（2）能清楚显示净高是否满足施工要求，提前测量综合管线的净高，明确哪些位置可以用综合支架排布，减少错误及返工。医院建筑要求诊查室的净高宜大于2.6m，公共走廊净高宜大于2.3m，病房净高宜大于2.8m。结合建筑设计中各空间功能净高的相应要求，对该项目净高进行检查，对于净高不满足要求的管线必须进行优化和重新调整[3]。优化后该项目对于机电安装中管道的综合布置和各房间净空高度的优化是有效的。

3.3综合管线排布

在传统的机电安装过程中，根据以往的经验，施工过程中很难避免各专业施工之间的冲突，BIM技术的应用很好地解决了此类问题。对项目进行三维建模，将建筑或者结构模型和机电安装模型合并在同一个模型中分析，并找出设计图纸中存在的深层冲突问题，如地下室走廊和设备间由于空间狭小、管线众多繁杂，使其涉及到不同专业更为复杂的管线施工。如果按照传统的建筑经验进行施工，很难避免不同专业之间的冲突。取而代之的是采用BIM技术进行综合管道布局，并采用BIM模型取代传统平面图，有效解决了管线之间的碰撞问题，避免了返工、拆除等情况，同时确保了施工质量和机电安装整体的美观性[4]。

3.4施工模拟

施工模拟是借助模拟软件虚拟地进行建筑物的建筑施工全过程。操作程序是首先将全部的机电设计图纸导入AutodeskNaviswork软件中，打开Timeliner并导入建设项目施工进度计划，同时需要插入与各个链接施工阶段相应的构件。模拟的施工过程会以三维动画的形式进行展示。施工过程模拟的作用主要体现在建筑施工过程中的现场管理上，它能够帮助项目管理人员对工程中的人、材、机等资源进行控制管理，同时进行现场施工方案模拟，能够快速高效的提高施工沟通效率，实现施工方案的可视化交底，提高工程质量和施工现场的管理能力。同时业主们也可通过施工模拟对工程款进行分期结算[5]。此外，施工模拟现阶段用于一些大型工程投标中，利用三维模型或施工动画进行直观的呈现，提高企业的竞争力。对于机电安装施工来说，进行施工模拟意义重大。

结语

综上所述，BIM技术在建筑行业发展过程中起着重要的作用，其应用领域不仅包括项目前期的建设阶段，还包括后期的运维管理阶段。BIM技术将推动建筑行业向智能化、信息化方向发展。

参考文献：

[1]扈本勇.BIM技术在建筑机电安装工程中的应用[J].砖瓦,2021,(05):179-180.

[2]李惠铭.BIM技术在建筑机电安装工程中的应用探讨[J].中国设备工程,2021,(08):185-187.

[3]李兴蔚,张会朋,邢桂久.建筑机电安装工程中BIM技术的应用[J].居舍,2021,(08):75-76.

[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.

[5]李晓兰.BIM技术在机电安装工程中的应用[J].机电信息,2020,(26):90-91.