BIM技术在中共天津市委党校项目机电工程中的应用

BIM技术在中共天津市委党校项目机电工程中的应用

李龙新 李红宇 李宇星 聂惠捷 杨嘉旺

中国建筑第八工程局有限公司华北分公司，天津，300450

摘要：公共建筑涵盖的机电专业繁多，机电管线错综复杂，采用传统施工方式效率很低，过程中很容易造成管线拆改，延误工期。通过BIM技术能有效避免机电施工过程中管线的拆改，还能提前预留管线穿墙位置，避免后期墙体开凿。以中共天津市委党校二期新建项目机电安装工程为例，介绍BIM技术在公共建筑机电施工中的应用。结果表明：采用BIM技术能有效提高工人施工效率，加强现场施工管理，合理安排施工工序，节省工期。

关键词：BIM技术 管线综合 预留预埋 模型交底 落地应用

0引言

近些年来随着经济技术的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，各式各样的建筑随处可见，建筑内的机电管线越来越多，对工程质量的要求也逐年提高。现阶段BIM技术已经逐渐成熟，对于建筑行业的发展起到了非常大的作用，从传统的二维图纸转变到三维可视化模型，大大提高了施工效率【1，4】。本文通过精细化的机电模型，将BIM技术分项应用，从而实现模型的精度落地应用。

1 背景介绍

1.1项目介绍

本工程为中共天津市委党校二期新建项目，用地面积48708.5㎡，总建筑面积89500㎡，其中地上建筑面积72500㎡，主要包括博学楼41730㎡，功能为教室、办公、会议、餐厅、运动健身等；学员宿舍楼两栋，包括至善楼15350㎡，立德楼15350㎡，主要功能为学员宿舍；门卫两栋，每栋35㎡。地下建筑面积17000㎡，其中地下一层8200㎡，地下二层8800㎡，主要功能为汽车库、设备用房及篮球场。

1.2应用BIM技术原因

（1）涵盖机电系统众多

本工程涵盖电气专业、 给排水专业、 暖通专业、 智能化专业 、消防专业共五大专业26个系统。其中还包含燃气热水机房、中水泵房、给水泵房、消防泵房、换热机房，以及24个空调通风机房，机电管线错综复杂，采用传统方式很难进行施工。

（2）工期紧、任务重

中共市委党校二期新建项目主要使用功能为与直辖市地位相匹配、体现天津形象和风貌的、培训现代化党政干部的高等学府。其承载干部培训，省部级政府重要会议功能，政治意义重大。此外，该项目工期紧张，需要各专业高度协调办公，机电施工作为该工程土建专业和精装专业的纽带，要尽可能的缩短工期，保证后续精装进度。采用BIM技术能够有效避免机电施工过程中的拆改，还能提前预留管线穿墙位置，避免后期墙体开凿。

图1 机电模型图

2 BIM技术应用

该工程开工前期，我们便组建了专业的BIM团队，结合市委党校交付标准，分别制定了《机电BIM深化设计标准化手册》、《机电BIM深化设计管理流程制度》、《市委党校深化设计要求》等手册。通过上述标准、质量手册来保证深化设计质量，明确项目BIM实施团队与深化设计团队的工作职责与工作流程，提高工作效率。

在该项目深化设计过程中，我们充分考虑了管线施工安装的全过程：前期与土建专业配合进行一、二次结构预留洞，根据洞口位置进行二次结构排砖工作；机电管线施工安装过程中，我们根据施工操作空间，合理安排管线位置，提供综合管线支架图、各单专业平面图，降低了施工难度，节约了支吊架所需成本；后期与精装专业配合，根据不同吊顶类型龙骨所需空间进行管线排布，考虑后期检修空间位置。

2.1前期预留预埋

机电安装工程作为建筑工程中重要的组成部分，预留预埋阶段的工作对机电安装工程的质量具有决定性作用。为有效创造优越工程,加强预留、预埋阶段施工的品质管控,确保建筑质量，本工程采用BIM技术提前进行管线综合排布，根据管线位置精准留洞。

本工程地下二次结构采用砌块砖砌筑，地上二次结构采用ALC墙体。针对两种不同的二次墙形式，我团队根据墙体特点进行洞口的预留。

对于砌块砖结构，我们首先通过BIM技术将楼内管线进行综合排布，利用专业插件设置好墙体开洞原则，对各区域二次墙体进行墙体开洞，导出墙体预留洞图。根据机电专业预留洞图，进行二次墙排砖。通过对不同尺寸砌块进行编码标记，合理排布洞口周围的砌块，最终生成能够指导现场工人施工的平面图纸。二次墙体排砖图能够准确地反映每块砌块砖的大小、位置信息，方便工人施工，有效缩短施工工期。

地上建筑采用ALC墙体，具有保温性能好、安装操作简单、节能环保等优点。但ALC墙体开洞区别于普通砌块墙开洞，需遵循以下开洞原则：

（1）洞口在墙体顶部边缘预留，无法进行墙体固定；

（2）当开洞尺寸超过墙宽度一半，上部需整体截断；

（3）根据洞口位置反馈土建施工团队，合理布局ALC墙体宽度。

根据机电模型生成并导出二次结构预留洞平面图，标注详细的洞口、定位尺寸。穿墙风管预留洞尺寸超过条板墙宽度一半，采用与洞口尺寸一致的墙体自下而上拼接的方式。通过前期出具的二次结构预留洞图纸，有效避免了后期墙体开凿，保证了结构的安全性、稳定性。

2.2支架安装

墙体洞口预留预埋之后，紧接着进行支吊架的制作与安装工作。支吊架的形式决定了管线施工之后的整体效果；支吊架钢材的选型决定了管线安装运行后的安全性。因此，在管线综合深化的时候我们便充分考虑管线共用支架的情况，预留支架安装空间。

图2管线综合剖面图

为方便工人正确加工、安装支架，我们在机电模型中添加了支吊架，通过专业的插件对支吊架进行受力分析从而确定钢材型号，保障机电管线安全运行【5】。对每一个综合支架我们都会进行详细的定位、标注。此外，综合支架钢材型号、长度也都会标注清楚。下图即为综合支架安装和机电管线安装后的效果，成排管线共用支架，视觉效果整齐美观。

图3支架安装图4管线安装

2.3机电管线复杂节点安装

该项目机电管线较多，很多区域管线都是上下层铺设，只依靠平面图很难理解管线的位置关系。为提高机电管线施工效率，我们制做了复杂节点交底卡，重点讲解复杂区域管线施工顺序，帮助工人理解深化排布思路以及管线路由情况。通过这种方式能有效避免因各专业管线碰撞、占位等情况而导致的拆改。

为方便现场管控工作，我们将各区域生成全景二维码粘贴在施工现场，工长可用手机扫描二维码查看该区域BIM模型，以便检查工人是否按图施工。

图5全景二维码

2.4管井安装应用

根据管井深化排布原则，综合考虑支架安装空间以及后期检修空间对管井内的管线进行综合排布。每个管井出具相对应的一套图纸，包含详细的定位尺寸以及管道系统标注。现场根据图纸进行套管的预留预埋，可一次浇筑成型；根据管线位置关系提前制作并安装管井内支架。

为了更加直观的展示管井施工安装的过程，我们制作了管井的工序模拟：预留洞—支架安装—内侧管线安装—外侧管线安装，每层立管出支管的位置清晰明确，方便现场工人施工、工长监督管理。

2.5机房设备施工应用

机房深化前，我们根据设备的实际尺寸建立设备族，保证模型与现场一致。根据设备安装所需空间以及后期检查维修所需空间，我们对机房内的设备、管线进行设计深化，并重新导出基础定位图，方便土建提前打基础。管道上所有的阀门附件我们都会按照规范手册进行深化定位，确保阀门仪表拥有足够的安装以及操作空间。

2.6室外管网施工应用

本工程包括三个建筑单体，通过室外管网建立联系。室外给排水管网包含中水、给水、消防给水、雨水和污水工程，电气系统包括电力电缆、火灾自动报警及联动控制系统、智能化、室外景观和路灯照明系统。通过建立精细化的模型，综合考虑各管线系统的埋深，优化电井、水井布局，减少管线碰撞。外给水排水

图6室外综合管网

3 应用总结

本文介绍了机电施工全过程的BIM应用：前期建筑结构预留预埋避免后期剔凿，减少后期墙体修补封堵；过程中出具能够指导施工的综合支架剖面图、单专业平面图、设备基础定位图、复杂节点交底卡以及施工工序模拟等，方便现场管理人员和施工人员理解各道工序和工艺，确保了BIM模型的高效落地实施，减少拆改及返工，大大提高工作效率，节省工期。

参考文献

[1] BIM技术在建筑机电安装工程中的应用[J]. 刘斌.工程技术研究.2019,(08)

[2] BIM技术在建筑机电安装工程中的应用浅析[J]. 潘秀华.建材与装饰.2018,(38)

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

[4]BIM技术在地铁机电工程施工管理中的应用[J]. 胡金杰,秦久运,张民才.暖通空调.2019(10)

[5]基于MagiCAD的BIM技术在安装工程中的应用研究[J]. 李平.建设监理.2018(11)

作者简介：李龙新，男，助理工程师，1576994023@qq.com