BIM技術在機電安裝工程中的應用研究

楊輝

天津宇田設備安裝有限公司 天津 300454

BIM是基于應用最先進的三維或多維數(shù)字設計和工程管理軟件所構建的“可視化”數(shù)字建筑模型，為項目規(guī)劃設計、建筑施工、機電安裝、項目管理提供“模擬和分析”的科學協(xié)作平臺。BIM作為一種全新的理念和技術，在歐美國家，其項目應用數(shù)量已超過傳統(tǒng)項目。機電安裝因其自身特殊性，即專業(yè)跨度大、設備管線多、系統(tǒng)復雜，涉及范圍廣泛，包括電氣、暖通、給排水、消防等安裝工程，施工過程中需各部門協(xié)調配合交叉作業(yè)，容易出現(xiàn)管線碰撞，造成工期延誤和經(jīng)濟損失；同時面臨著設計圖紙變更頻率高、返工現(xiàn)象普遍，公共建筑機電安裝技術標準要求高及人性化需求等諸多問題。

1 應用優(yōu)勢

在機電安裝施工前的深化設計階段，將機電專業(yè)在三維空間里錯綜復雜的管線、設備等建筑信息直觀、形象、準確地展示出來，從而極大地改善設計，減少錯誤的發(fā)生。在機電安裝階段，通過BIM三維仿真模擬，可進行施工工藝的三維可視化技術交底，讓施工人員能清晰直觀地掌握施工工藝，提高建筑機電工程的施工質量和效率。對于施工過程來說，BIM技術可優(yōu)化機電管線布局，減少施工階段不必要的返工，縮短工期，降低成本，提升效益。

2 應用現(xiàn)狀

建筑功能隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展不斷發(fā)生變化，為了滿足人們的建筑物多功能，室內(nèi)環(huán)境高質量的需求，在建筑過程中增加多種功能設備。BIM技術的崛起為建筑行業(yè)帶來一場偉大的變革。該技術即為將建筑模型化，進行模型的設計，并運用于后期建筑運維。BIM技術開始逐漸使用是在2002年，現(xiàn)如今已經(jīng)有1/3的企業(yè)在百分之六十的項目上投入使用BIM技術，預計在未來兩年時間內(nèi)其使用率將翻三倍，BIM技術在芬蘭、挪威和德國等國家的使用率高達60-70%。

3 BIM技術在機電安裝工程中的具體應用

3.1 工程概況

青島某資源化示范工程建設于萊西市青島新天奇生態(tài)循環(huán)科技有限公司園區(qū)內(nèi)，工程項目耐火等級為一級，屋面防水等級為二級。為增強辦公室空間布置的靈活性，辦公室結構形式采用鋼框架結構，加工車間也采用門式鋼架結構。建筑工程總建設面積達14000m2，其中有20%為辦公區(qū)域，其余為加工區(qū)域。

3.2 安裝方案設計

由于建筑機電安裝工程管線相對較多，因此為了保證管線的合理性，BIM技術可以根據(jù)現(xiàn)場情況，利用3D模擬等技術，對管線進行規(guī)劃和布置，可以不再出現(xiàn)混淆和交錯的現(xiàn)象。另外，利用BIM技術可以對管線碰撞進行模擬檢查，根據(jù)檢查的結果、查勘實際情況以及調整，實現(xiàn)最優(yōu)的管線距離BIM技術在內(nèi)部信息平臺相互結合，這樣在確定安裝方案、方案本身變更以后，系統(tǒng)會及時更新，安裝人員也會第一時間得到更新以后的方案，避免方案與實際情況存在誤差，影響建筑機電安裝工程的質量。

3.3 設計優(yōu)化

（1）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。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。

（2）碰撞檢測。通過對BIM技術的引用，在項目施工之前進行管線綜合的三維建模，從而實現(xiàn)將二維圖紙向三維的動態(tài)轉換，使各個系統(tǒng)操作更為專業(yè)。借助虛擬模型進行管線的碰撞檢查。碰撞檢查的基本內(nèi)容：完成碰撞檢查項目，檢查結構本身，以便找到建筑和結構間的碰撞。例如，檢查建筑、結構、機械和水暖電之間的交叉情況，例如，電氣于暖通間的碰撞檢查，電氣于給排水間的碰撞檢查，電氣于消防設備間的碰撞檢查。與傳統(tǒng)方法比較，BIM技術建?？梢圆捎肗avisworks自動進行碰撞檢查。完成二維圖紙向三維模型轉換后，對存在結構的梁布置的標高低可以檢查出來，使得樓層間距很低，無法造成人的正常通過[1]。

（3）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)生與結構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。

4 結語

綜上所述，地鐵機電施工工程是一項復雜的工程，所涉及的行業(yè)和專業(yè)很多，其中有建筑、暖通等，然而采用BIM技術，不僅讓這些專業(yè)得到協(xié)同作業(yè)，還是獲得相應的數(shù)據(jù)，讓各個環(huán)節(jié)都能實現(xiàn)分工明確。本文對BIM技術在建筑機電安裝工程中的應用做了相關闡述，BIM技術本質上是三維仿真技術在建筑行業(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。并利用施工模擬對施工過程模擬，優(yōu)化施工過程。