BIM技術(shù)在建筑機電安裝工程中的應用

蔡巧貞

摘要： BIM技術(shù)在建筑機電安裝工程領(lǐng)域中具有廣泛的應用，可將原本只能通過CAD進行二維表達的安裝圖紙進行三維可視化仿真模擬，能解決建筑機電安裝工作中協(xié)同難、優(yōu)化難、模擬難的難題。通過研究BIM技術(shù)應用于建筑機電安裝工程中的實施技術(shù)路線、具體應用點，為推進BIM技術(shù)在建筑機電安裝工程的應用提供借鑒。

關(guān)鍵詞： 建筑機電；機電安裝；BIM技術(shù)

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)涵概念

BIM（建筑信息模型）是一種數(shù)字信息的應用，是將現(xiàn)代工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中運用的三維數(shù)字仿真技術(shù)應用于建筑領(lǐng)域的成果。它是一個設計、建造和管理的數(shù)字化工具。通過參數(shù)化模型將各個項目的相關(guān)信息進行集成，為項目規(guī)劃、運行和維護的全過程提供可靠的依據(jù)，使工程技術(shù)人員能夠正確理解和高效地響應各種建筑信息。

1.2 BIM技術(shù)在機電安裝中的優(yōu)勢

1.2.1 信息的全面性

機電安裝工程中包括了（如：生產(chǎn)廠家、費用、產(chǎn)品型號、綜合管網(wǎng)等）大量的信息，應用BIM技術(shù)對這些信息進行統(tǒng)一的管理，以一個全建筑信息模型的形式體現(xiàn)出來，便能更加方便地進行信息的管理和查詢，以降低施工管理過程中發(fā)生錯誤的概率。

1.2.2 全生命周期覆蓋

機電安裝全生命周期涉及相關(guān)單位多、時間跨度長等特點。BIM技術(shù)可以在機電工程全生命周期管理中對系統(tǒng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)的查詢和更正變得更方便。

2 BIM技術(shù)在建筑機電安裝工程中應用實施的技術(shù)路線

2.1 機電建模及管線綜合

1）由BIM團隊負責人負責收集整理建筑、結(jié)構(gòu)和機電等專業(yè)的圖紙。傳統(tǒng)的建筑機電設計大多數(shù)是由CAD軟件來繪制，土建、安裝專業(yè)圖紙分開設計，沒有完全融合到一起。因此在土建施工前，BIM建模人員就必須先深入研究施工圖紙，了解給排水、暖通和電氣等具體的細部要求，審閱機電設備安裝等圖紙的正確性，再開展BIM建模工作。對于新建項目，就可以直接在土建BIM模型中進行機電安裝工程的BIM建模。團隊負責人要分析建模的體量，對體量較小的項目采用單人負責整套全專業(yè)模型的方式，對于體量較大、單人完成整套模型有困難的項目，可以采用分專業(yè)協(xié)同建模的方式完成。2）BIM建模前，需先BIM規(guī)定建模標準，對小組內(nèi)成員進行分工，對項目階段成果要實行檢查驗收制度，項目組內(nèi)要定期會審，保證圖紙要能達到指導施工的要求。3）嚴格按照施工圖紙建立好土建和機電三維實體模型后，在后續(xù)優(yōu)化設計之前，先基于模型進行管線綜合，將二維設計圖中不易發(fā)現(xiàn)、不能反映的管線碰撞、設備干擾等問題，進行調(diào)整糾正。實際操作中，可以將模型從Revit軟件中傳遞到Navisworks中進行碰撞檢測。

2.2 設計優(yōu)化、輔助管理及指導施工利用建好的BIM模型，全面梳理優(yōu)化原始設計中存在的各種問題，完善BIM模型各主要構(gòu)配件的信息，為工程項目的招標、施工管理提供指導，整個項目的三維可視化BIM模型，也可為工程項目的后期運營維護提供三維可視化的數(shù)據(jù)資源。

3 BIM技術(shù)在機電安裝工程中的具體應用點

3.1 碰撞檢測

空間上錯綜復雜的管網(wǎng)，完全突破了二維圖紙的空間概念，必須借助BIM三維模型來進行優(yōu)化，才能更加準確地驗證施工圖紙的正確性。在機電安裝工程中，碰撞檢測主要是為了發(fā)現(xiàn)并糾正施工圖中存在的各類管線、設備之間的相互干擾和“打架”的空間位置沖突問題。碰撞檢測根據(jù)發(fā)生錯誤的類型，可以分為硬碰撞、軟碰撞（間隙碰撞）和構(gòu)件重復等三類。兩個及以上的機電構(gòu)件在空間位置上出現(xiàn)了相交、包含的情況被稱為硬碰撞。兩個及以上的機電構(gòu)件在空間上未發(fā)生相交、包含關(guān)系，但是相互之間的間距小于某一預設值的時候，這種情況被稱為軟碰撞（間隙碰撞）。機電設備及管道間按照規(guī)定都必須預留足夠的空間用于安裝及日后檢修更換，間隙碰撞檢測的作用就是確保各類構(gòu)件都能留出足夠的空間。機電構(gòu)件在三維模型建立過程中發(fā)生多次繪制，導致構(gòu)件在空間上完全重疊的情況被稱為構(gòu)件重復。構(gòu)件重復在專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間建模時都會出現(xiàn)，例如電纜橋架在多個電氣專業(yè)圖紙中都有顯示，工作人員可能會在每個電氣專業(yè)圖紙中均繪制一遍電纜橋架，在最后模型整合時就會出現(xiàn)構(gòu)件重復情況的發(fā)生。構(gòu)件重復會影響后期模型算量結(jié)果的準確性。

3.2 設計優(yōu)化

3.2.1 凈高優(yōu)化設計

水電安裝的各類管線除了空間上不能發(fā)生碰撞外，還必須滿足凈高標準。當各類管線布置地過低時，雖然不會發(fā)生與結(jié)構(gòu)梁及其他管線的碰撞問題，但是可能會影響建筑物內(nèi)部的凈高，導致空間利用嚴重不合理，甚至會導致發(fā)生返工現(xiàn)象。為了合理優(yōu)化建筑物內(nèi)部的凈空，還必須進行凈高優(yōu)化分析，將各類管線、設施在豎向空間上進行合理優(yōu)化排布，盡量不影響建筑的功能性，建筑內(nèi)部走廊部位及地下車庫層的凈高分析尤其重要。

3.2.2 機電設備及管網(wǎng)的優(yōu)化

1）對安裝部位進行優(yōu)化分析。對于管道密集的空間區(qū)域和機電設備較多的重難點部位，例如各類機房、泵房等，需要綜合考慮的因數(shù)很多，借助BIM技術(shù)可以很好的優(yōu)化各種機組、閥門、管道、管路附件設備的空間布局，接口方向等，使空間得到最大化利用。2）對管線經(jīng)過的路徑進行優(yōu)化分析[1]。機電專業(yè)間的各類管線在敷設時，都需遵循“小管讓大管、有壓讓無壓、低壓讓高壓”的原則，BIM三維模型能夠幫助對管線的空間路徑進行優(yōu)化分析。3）對墻體、地面等部位的預埋件進行優(yōu)化分析。機電安裝工程中有很多需要穿越墻、樓板、梁的預埋件，這些預埋件的位置是否合適、預埋件的尺寸材質(zhì)是否符合要求，是否有保溫、防水、高出地面、后期封堵等要求。借助三維可視化BIM仿真模型可詳細地推敲計算出每個細部信息。4）對支、吊架進行優(yōu)化排布[2]。支、吊架的安裝是機電安裝工程中非常重要的一環(huán)，它的布置是否合理，不僅影響到管線的布置是否穩(wěn)固，還能影響到凈高的控制及成本的控制。對支、吊架的優(yōu)化設計，能夠很好地兼顧到成本、效率和質(zhì)量。

3.3 輔助工程管理

BIM技術(shù)除了可對機電安裝工程進行優(yōu)化完善，還可輔助工程管理。借助BIM技術(shù)的強大功能，對施工過程中的質(zhì)量、進度、安全、成本控制等方面進行全過程管理，BIM模型也可用于后期的運營維護與物業(yè)管理工作[3]。

3.4 指導施工安裝

在機電安裝現(xiàn)場施工前，利用BIM技術(shù)輔助技術(shù)交底，利用三維仿真模型，解決平面圖紙表達不清或者不夠直觀的問題，讓工人直觀、準確的理解施工重難點，并且可以借助手機端BIM應用程序，將施工模型發(fā)布到云端，讓工人通過手機就能方便的用好BIM技術(shù)。

結(jié)語：

為了提高建筑機電安裝工作的效率和精度，破解機電安裝設計困難的難題，本文對BIM技術(shù)在建筑機電安裝工程中的應用做了相關(guān)闡述，BIM技術(shù)本質(zhì)上是三維仿真技術(shù)在建筑行業(yè)的應用，它能夠整合建筑專業(yè)的各類工程信息數(shù)據(jù)，并加以分析、模擬、優(yōu)化。建筑機電安裝作為建筑領(lǐng)域空間關(guān)系最為復雜的一個專業(yè)，傳統(tǒng)二維圖紙無法表述清楚，借助于BIM這個高效的技術(shù)手段，可提高質(zhì)量、節(jié)約成本、減少返工、節(jié)省工期，提升企業(yè)的競爭力。BIM技術(shù)在不久的將來必將會成為建筑機電安裝領(lǐng)域不可或缺的重要技術(shù)手段。

參考文獻

[1]井天佐.談建筑電氣安裝工程的成本管理和成本控制[J].城市建設理論研究（電子版），2018（12）：23.

[2]莫世揚，陳宗科，陳曉波，路欣培，劉思源.BIM管理在機電安裝工程中的應用與實施[J].自動化與儀器儀表，2017（02）：146-148.

[3]秦凱凱.BIM技術(shù)在大型建筑安裝工程中的應用[J].建筑施工，2014，36（02）：171-173.