談BIM技術在建筑機電安裝中的應用

關 汝 勇

(山西一建集團有限公司，山西 侯馬 043010)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和建筑業(yè)水平的不斷提高，在提高建筑本身施工質(zhì)量、保證建筑物安全的同時，人們對建筑物實用性和舒適性的要求越來越高。建筑機電安裝工程主要包括建筑物內(nèi)的電氣工程(動力以及照明的強電工程，電訊、電視、智能、網(wǎng)絡等弱電工程)、暖通工程(采暖和空調(diào)工程、通風和排煙工程等)、給排水工程(生活生產(chǎn)供水、消防供水、廢水排水、雨水收集等)、消防工程、燃氣工程、機械設備工程等。建筑機電安裝工程作為整個建筑物的血液工程，直接影響著建筑使用功能的發(fā)揮及人們使用舒適度的體驗，同時建筑機電安裝工程的優(yōu)劣，也間接的影響了建筑使用周期的長短。

建筑機電安裝工程與其他建筑工程相比，具有以下特點:涵蓋范圍廣、涉及專業(yè)多、施工時間長；施工場所及工序交叉作業(yè)多，施工復雜；新技術、新材料使用多，產(chǎn)品更新快。由于上述特點，造成了建筑機電安裝工程在實際施工時不可避免的產(chǎn)生各種矛盾，例如機電安裝的預埋件、洞口、管線、基礎等與土建工程矛盾，機電安裝各專業(yè)在設備間相互位置及碰撞的矛盾，機電設備管線在走線及安裝后同建筑美觀的矛盾，建筑機電安裝在使用時同人們舒適性及便利性的矛盾等等。如果在建筑機電安裝設計及施工過程中，能很好的解決了上述矛盾，也就是一個成功的建筑機電安裝工程，也就能很好的體現(xiàn)建筑的功能性和舒適性，更好的為人們服務。

1 BIM技術

建筑BIM技術，其實質(zhì)上是一個建筑信息模型，它是以一個建筑工程項目所有信息為基礎，通過計算機數(shù)字仿真模擬而建立起來的一個建筑模型。它可以使建筑工程項目各參與方，在項目從設計施工到安裝使用等全過程中，一方面通過不同的信息建立起擬建建筑的BIM模型，另一方面通過BIM模型來反映擬建建筑的不同信息。它是將傳統(tǒng)的設計施工和安裝使用信息從圖紙的符號中，提升為建筑模型的信息，從而提高建筑工程設計、施工、安裝的效率，以及降低其產(chǎn)生各種錯誤可能，可以說建筑BIM技術是建筑領域繼計算機制圖計算后，又一次由建筑二維到三維、由單一專業(yè)到建筑各專業(yè)配合的質(zhì)的飛躍[1]。

目前，BIM技術在建筑機電安裝領域應用越來越廣泛，越來越受到各方的青睞。由于前述的建筑機電安裝工程的特點，BIM技術的應用，極大地提高了建筑機電安裝的施工效率、降低了施工成本、避免了不必要的返工、浪費，尤其是其3D可視化技術的碰撞檢查，為建筑機電安裝各專業(yè)協(xié)調(diào)、同步推進，起到了很積極的作用。

2 BIM技術在建筑機電安裝中的應用

2.1 三維可視化模型

BIM技術三維可視化模型，是BIM技術的核心內(nèi)容，其貫穿建筑機電安裝設計、施工及管理的整個過程。

首先在項目招投標階段，由于BIM三維可視化立體模型的出現(xiàn)，使建筑機電安裝的各道工序、各專業(yè)占位與走線，都能很直觀的通過三維立體模型反映出來，可以清晰的反映建筑機電安裝的各個過程和步驟，有效的提高了業(yè)主單位和評標專家對于項目機電安裝的接受和理解程度。

其次，在設計階段，三維立體化模型的出現(xiàn)，及時為機電設備設計人員提供空間布局和后期使用效果分析，提高了設計效率，如圖1所示。

再次，在技術交底及施工階段，三維可視化立體模型的出現(xiàn)，將傳統(tǒng)的建筑機電設備平面圖紙符號，直接直觀的反應成建筑機電設備立體模型，便于施工人員快速、準確的掌握建筑機電安裝的技術要求和安裝要領，提高了施工效率。

最后，由于三維可視化立體模型的出現(xiàn)，便于后期機電設備的管理和運行,有效的降低了機電設備管理和運行成本。

2.2 基于BIM技術的管線碰撞檢查

如前所述，建筑機電安裝工程是一個涉及到多個專業(yè)的綜合性安裝工程，其涵蓋多個專業(yè)的技術領域。例如其強電弱電由電氣工程師負責完成設計、給水排水由給水專業(yè)工程師完成、空調(diào)通風由暖通專業(yè)工程師完成等等，由于前期各專業(yè)的設計均基于本專業(yè)要求來完成設計工作，各專業(yè)均需要走線、開洞、安裝、預埋等，故在施工階段，需要按各專業(yè)的設計圖紙，在同一個建筑空間內(nèi)實現(xiàn)所有這些安裝、走線、開洞、預埋等，且其大部分安裝工作集中在有限的設備空間內(nèi)，導致各專業(yè)之間管線、設備等的碰撞幾乎無法避免，有時甚至發(fā)生機電設備安裝同結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的沖突，傳統(tǒng)的安裝辦法只能是邊施工、邊修改，甚至是不停的拆除、返工等?；贐IM三維立體模型的管線碰撞檢查，在設計階段，將各專業(yè)機電設備安裝，根據(jù)各專業(yè)設計圖紙，統(tǒng)一構(gòu)建在一個立體模型中，即可通過模型進行三維碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)碰撞后及時修改設計，在施工前完全避免管線碰撞的發(fā)生，優(yōu)化了管線布設，極大地提高了建筑機電安裝的施工效率，有效的避免了施工過程中的修改、返工等，如圖2所示。

2.3 基于BIM技術的現(xiàn)場施工管理

BIM技術的成果終端，一般為平板電腦、智能設備輸出的立體信息模型，其在機電設備進行安裝施工過程中可以根據(jù)不同的需要進行信息的標注、留存、共享等操作，極大地方便了現(xiàn)場施工管理[2]。例如在現(xiàn)場某機電設備安裝中發(fā)現(xiàn)有安裝缺陷或安全風險的存在，現(xiàn)場工程師可以及時的在其BIM設備終端該位置進行缺陷標注、資料留存、信息共享等操作，其他管理人員及監(jiān)督人員，通過BIM共享設備，不在施工現(xiàn)場，即可很直觀的了解該缺陷或風險的情況，及時的做好處理整改工作。該操作將以前傳統(tǒng)的監(jiān)理通知單、驗收單、整改單、照片證據(jù)留存、整改處理辦法、技術交底單等紙質(zhì)的建筑機電設備安裝施工管理程序，完全集中在共享的BIM設備終端，避免了資料的留存、交接、傳遞等工作，極大地提高了機電設備安裝的施工現(xiàn)場管理水平和效率。

2.4 基于BIM技術的機電設備運維管理

建筑機電設備安裝工程，有大量的閥門、管線、接頭、儀表等，其不僅數(shù)量大，而且種類規(guī)格多，傳統(tǒng)的機電設備運行維護，都依靠管理人員的紙質(zhì)手工記錄來完成信息的登記、修改、更新等，以往這都是一項繁瑣且復雜的管理任務?；贐IM技術的機電設備運維管理，可以在模型中相應的機電設備位置，輸入相關的設備信息，在運行和維護中，可以及時的查找、完善、更新機電設備的維護運行信息，完全脫離了傳統(tǒng)的調(diào)取資料、更新信息、保存數(shù)據(jù)的過程，極大的方便了建筑機電設備在日常的運行和維護管理，提高了工作效率，如圖3，圖4所示。

2.5 規(guī)劃施工材料和安裝進度

建筑機電設備安裝，離不開建筑管線、設備材料的采購、存儲以及加工制作。在建筑機電安裝領域引入BIM技術，通過三維立體模型的建立，可以科學的優(yōu)化材料規(guī)格和型號，合理的控制機電設備材料的采購、存放、進場時間，提高工作效率。此外三維立體模型可以相對準確的確定設備、管線的尺寸定位，這就可加大定尺成品件的制作比例，減小現(xiàn)場安裝工作量，提高成品使用率。此外，目前我國的建筑機電設備安裝施工進度管理，還停留在傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)管理模式中，對于標段多、設備復雜、工序繁多的設備機電安裝工程，傳統(tǒng)的管理辦法顯得力不從心，對機電安裝的整體進度計劃安排，難以做到統(tǒng)籌、全面、準確的安排[3]。利用BIM技術結(jié)合施工現(xiàn)場的監(jiān)控、掃描等高清影像設備，可以將機電設備安裝信息及時反饋給BIM模型，根據(jù)模型確定安裝施工進度，便于科學合理的管理施工進度，縮短整體的施工工期。

3 BIM技術在建筑機電安裝行業(yè)的發(fā)展前景

隨著裝配式建筑的發(fā)展和大力推廣，建筑機電安裝工業(yè)化是未來建筑機電安裝行業(yè)發(fā)展的主要方向和必經(jīng)之路，基于BIM技術的建筑機電安裝工程已經(jīng)到了刻不容緩的發(fā)展境地。同時隨著我國建筑信息化的發(fā)展和同國際行業(yè)的接軌，傳統(tǒng)的建筑機電安裝紙質(zhì)化、二維化的管理模式已經(jīng)不適應當前行業(yè)發(fā)展的需要，充分利用BIM技術的工業(yè)化建筑機電設備安裝工程是今后發(fā)展的主要方向。

4 結(jié)語

隨著建筑機電安裝行業(yè)的發(fā)展，以及計算機三維立體技術的進步，BIM技術在建筑機電安裝行業(yè)的應用和發(fā)展將越來越廣泛，它不僅可以有效地提高建筑機電安裝的施工效率、降低施工成本，還可以科學化的進行機電安裝現(xiàn)場管理和設備運維管理，極大的提高了管理水平。BIM技術在建筑機電設備安裝領域的應用和發(fā)展，必將帶來一次新的技術革命。