BIM技术在机电安装工程施工中的应用研究

BIM技术在机电安装工程施工中的应用研究

李子豪

南京鑫峰建筑装饰有限公司 江苏南京 210000

摘要：伴随着经济建设水平的快速发展，工程建设技术和软件也处于快速发展过程中，大型建筑物内部机电管线布设较为复杂，现场实际情况与设计图纸存在一定差异，在这种情况下正常开展机电安装工程难度较大，如何在约定工期内保质保量的完成机电安装工作是机电施工人员需要着重解决的问题。BIM技术的应用在一定程度上解决了高层建筑专业设计与施工协调不一致的情况，为BIM技术的应用拓展出一个全新的局面。基于此本文主要探讨在机电安装工程中应用BIM技术辅助进行正常施工的策略，以期为机电安装工程施工效率和施工质量的提升打下良好基础。

关键词：BIM技术；机电安装工程：应用策略

机电安装工程是房屋建筑工程的重压组成部分，担负着保障建筑内部水电资源正常供应和电梯、通风设备正常运行的重要作用。随着国内城市经济水平的不断提升，更加注重建筑设计理念，然而内部核心结构设计复杂化，让施工精度和施工进度的管理也越为严格，传统的二维平面设计图纸在建筑管线规划方面的实际效用较为有限。在机电工程安装过程中经常出现管线相互碰撞的情况，BIM技术的优势在于能够将传统的二维平面设计图纸转变为三维立体数学模型设计图纸，为施工现场机电管线调整提供精准指导，为机电工程施工质量提供必要保障。

1机电安装工程施工过程中存在的问题

机电设备安装工程本身的质量问题层出不穷，出现问题的原因也因施工现场的条件差异而存在较大区别，例如各类管线材料的型号和直径等关键参数与现场实际情况不匹配，导致施工中断，材料浪费的情况较为普遍。各部分机电工程在安装过程中存在一定的施工流程和先后顺序，而现场负责施工的人员数量较多，专业能力和素养存在一定差别，许多施工人员混淆了施工顺序，盲目操作影响后续机电设备的正常安装，影响整个机电安装工程的完工效率和完工质量^[1]。

2BIM技术关键优势

2.1实现工程项目可视化

在建筑工程项目中应用BIM技术能够建立其与业主目标相一致的三维立体数字模型，这种施工图纸设计方案区别于传统的CAD平面制度方案，能够将完工后的建筑施工效果提前展示给业主和施工人员，加强图纸设计的协作性，实现建筑工程施工质量和施工进度的实时监控，帮着施工人员认识到工程展开过程中存在的问题，实现对工序的合理管控。

2.2分部分项数据获取方便

BIM技术除了将数据以三维立体模型的形式展示出来外，还是有序集合了各项施工软件和相关信息的工程数据库，这种数据库可以根据施工人员的实际需求将各个环节的相应数据以针对性的方式提供给相关人员，为施工建设流程的正常展开打下良好基础。

3BIM技术在机电安装工程中的应用策略

3.1应用BIM技术进行管线优化，保证管线排布准确合理

在机电安装工程施工过程中，施工人员经常需要处理管线交叉情况，必要时甚至需要在管线通道中进行交叉共同作业，如何保证交叉管线位置排布合理，避免在施工中发生管线碰撞情况是施工人员需要优先考虑的问题。BIM技术的优势在于能够使用NavisWorks、Solibri等软件对数字化三维立体模型当中的管线预计敷设路线碰撞检测，确定不同管线的交叉位置在空间坐标上有无存在重叠情况，确定管线之间的最小距离与设计预期是否一致，保证走线方向和走向位置设计合理。在碰撞实验完成后，设计人员可以将存在管线碰撞情况的交叉部分以红色高亮的方式显示出来，必要时可以BIM软件可自动输出碰撞检测报告，详细说明相关的管线碰撞情况，做好设计修复，保证管线排布准确合理，为机电工程正常施工安装打下良好基础，如图一^[2]。

图一、应用BIM技术进行管线排布碰撞实验

3.2应用BIM技术 实现精确化施工安装

在机电工程安装过程中，为保证机电工程的固定质量，经常需要用到一些形状较为少见的施工材料，这种施工要求导致在构件加工过程中经常出现材料浪费和加工不合理的情况，影响施工质量。而BIM技术的优势在于能够将真实环境中的每一个细节测量结果融入到三维立体数字化模型当中，注明每一个细节模型的材料尺寸、信号和名称信息，保证每一个构件都有相应的标识和参数，在预制构件加工过程中，保证构件的相关参数与机电设备的型号完全吻合，保证施工过程正常展开，预制构件加工工厂可以根据构异形构件的细节参数制作标准化的浇筑模具，提高施工材料利用率，减少材料浪费。

在机电安装工程中，由于是在建筑主体施工人员基本完成施工作业后再进入现场安装机电设备，导致部分建筑工程项目的设备基础设计和预留洞口设计方面的实际施工情况与图纸的设计存在一定差异，导致机电安装过程受阻。为了有效避免因机电安装工程延误影响施工效率，机电安装人员可以就现场的情况与设计部门负责人进行沟通，设计人员可以直接通过变动三维立体图形模型参数的方式完成图纸修改，在修改过程中通过直接观察三维模型的方式感受设计方案的修正对修改位置周边其他配套设施的影响，保证修改环节的质量，避免图纸修改后与周边设施不匹配的情况发生，保证图纸修改的规范性，避免二次施工的情况发生，提高施工效率，为机电工程规范施工提供准确指导。

3.3创建数字化三维模型，优化施工设计

设计人员在工作中与甲方充分沟通，全面了解其具体需求后，应用BIM技术根据发包方需求创建三维数字模型，在创建三维数字模型的过程中，为保证机电安装工程的施工质量，施工人员需要先行了解机电安装工程负责的具体项目和内容，依据具体施工内容制定严格的建模设计规范，保证建立的三维数字化模型的各项参数与施工现场的实际情况保持一致。其次设计人员需要根据机电安装工程涉及到的相关的机电设备类型和安装规范需求组建设备数据库，根据三维模型当中的实际空间大小和空间排布选择型号适宜的机电设备，保证机电设备满足使用需求的同时，与预留空间大小相一致，避免后期机电施工出现机电设备无法正常安装的情况。

此外，在机电工程施工过程中应用BIM技术创建数字化三维模型，可以对机电安装过程中设计到的各项环节进行深度优化，保证设计合理。例如在机电安装过程中经常会设计到电路安装和设备接电需求，为避免线路下垂影响安全，经常会将各种管线线路以支撑吊架的方式连接在一起，并固定在建筑天花板内部，形成一个统一的支撑吊架系统。设计人员利用BIM技术能够分析不同楼层当中存在走线需求的机电设备，根据机电设备数量和分布位置设计支撑吊架系统的覆盖范围和具体走线方向，尽可能用最少的支撑吊线满足机电设备的走线需求，降低施工材料的用量，优化设计的同时做好施工成本管控。

3.4应用数字模型进行实时反馈，实现精装施工图纸设计

在机电工程施工过程中应用BIM技术，能够将各种图纸改动情况和修改必要性以更加直观的方式展示给设计院，负责不同部分的图纸设计的设计人员在作业过程中完成设计优化，可以直接将优化后的设计图纸和改动内容统一传递给每个设计人员，有效降低沟通成本，保证图纸统一性。此外利用三维数字化模型作为施工设计图纸，能够有效避免部分施工人员看图困难的情况，帮助他们快速了解设计图纸的具体情况，保证机电设备安装准确，避免因图纸理解困难影响机电设备和配套设施的安装质量，降低返工和误工情况的出现概率，保证施工准确性。

此外，BIM技术创建的三维数字化模型能够让施工人员根据自身需求情况打印不同形式的设计图纸，例如三维图形结构、立面工程图纸、剖面工程图纸等，施工人员可以根据实际施工需求选择不同角度提取立体形式的设计图纸或是二维平面设计图纸，也可以使用智能设备软件直接查看三维模型，对模型当中的管线位置、设备标高和吊顶标高等关键数据进行实时查看，提升施工作业准确性和机电工程施工质量。

3.5实时统计工程量，做好进度控制和成本预算

在机电安装工程施工过程中应用BIM技术，通常需要施工人员严格按照设计方案建立三维数学化建筑模型，将模型当中的各类模型构件参数配套输入其中，以高精度标准完成模型搭建，机电安装工程人员在核算机电安装环节工程量的过程中，可以直接使用三维数字模型当中的相关参数和GQI软件进行智能运算，降低工程量核算过程需要的时间，有效提高施工效率，为能够对工程的工序和施工所用材料设备以及具体施工作业时长进行综合计算，为机电安装工程的原材料采购环节正常展开打下良好基础，避免材料采购过多或过少的情况出现，加强对机电安装工程施工成本的管控，为机电安装工程的施工进度控制和材料消耗情况做好相应控制，根据尚未完成的工作内容做出针对性的准备和安排，将施工成本管控落实到每一个细节当中，提升管控质量和管控水平，为今后的施工筹备环节和竣工结算环节的正常展开提供必要依据。

3.6合理排布施工次序，提高信息共享效率

机电安装工程本身涉及到的施工内容和流程较为复杂繁琐，包括幕墙安装、电梯安装、弱电通路安装、屏蔽门安装、消防设备安装、通风设备安装等多个环节，同一个施工现场当中同时存在十多家企业共同施工作业的情况时有发生，每个人手中的图纸多是与现场环境相一致的部分，在这一过程中如何保证不同企业的施工人员按照一定的次序完成作业任务，做好施工协调是施工单位经常需要考虑的问题，BIM标准模型的建立保证每个施工单位拿到的具体图纸与实际情况相一致，必要时设计人员可以在数字模型当中的每个机电设备标注施工次序，让每家施工企业都能知道自己的施工次序以及对接单位的具体情况，出现问题可及时进行有效沟通，所有企业均以设计图纸为准按顺序进行施工，保证责任划分合理有效，有效降低扯皮返工等情况的发生概率，实现信息共享，提高沟通和施工协作的紧密性，提高管理质量。

结束语

综上所述，将BIM技术应用到机电安装工程施工过程中，能够有效提升不同施工企业在同一工程项目中的协作施工效率，及时发现图纸中存在的问题并进行调整，有效降低因单一设计变更引发的连锁式设计失误情况的出现概率，提高施工建设的合理性，为机电安装工程施工质量的提升打下良好基础。

参考文献

[1]魏素梅,刘洋.BIM技术在机电安装工程造价管理中的应用[J].国际公关,2021(11):87-88.

[2]张涛.基于BIM技术的机电安装工程深化设计[J].住宅与房地产,2021(31):117-118.