浅谈BIM三维可视化交底技术在机电工程中的应用

浅谈BIM三维可视化交底技术在机电工程中的应用

李光硕,李昊

中国建筑第八工程局有限公司华北分公司，天津，300450

摘要：根据建设工程的相关要求，施工前为了确保施工方案合理性，需要施工单位组织技术人员到施工现场对作业人员实施安全技术交底，并且要做到技术交底的前瞻性、完整性、针对性、可操作性和及时性[1]。通常在工程开工前或者分项工程施工前，由各专业技术人员直接向施工班组长进行技术交底，使现场施工人员对工程特点、工程质量标准、施工方法、施工工艺、施工重难点等方面有一个详细了解，熟悉现场情况，传统技术交底往往采用纸质文字宣贯，内容乏味，表达不直观。BIM三维可视化技术利用BIM技术搭建模型，根据施工方案中的施工方法、质量标准等要求转变成三维立体模型，并配以文字加以说明。采用三维可视化进行各专业节点交底时，专业技术人员更能表达出自己想法，现场施工人员更能直观了解节点施工要求，大大提高了技术交底的效率，降低了施工过程中的返工率。

关键词：BIM技术；技术交底；三维可视化

一、背景

随着经济的发展,城市化进程的进一步推进,建筑在功能上要求越来越高,建筑中的机电工程也越来越复杂，机电系统繁多、、管线密集、空间狭小、交叉施工等各种因素制约，以往传统的机电工程施工技术交底，工长往往采用书面资料对各专业施工人员进行施工技术交底，不能直观的表达出机电管线安装的要求和质量标准等，导致部分施工人员不能真正理解施工工艺、施工要点、施工标准等要求，造成现场机电安装不规范、管线定位不准确、管线安装碰撞等问题的出现，进而出现机电管线大面积的拆改或整改情况的产生，严重影响施工进度和施工质量，大大增加工程的成本输出。

图1 非镀锌电缆桥架间连接板不规范

二、三维可视化交底的优势

机电安装工程动工之前，通过BIM技术对图纸中的难点或是复杂位置进行三维可视化交底，使施工技术方案交底工作更加直观，方便相关技术人员在施工现场进行指导和加快施工人员对施工部位的熟悉程度。三维可视化交底在机电安装中具有以下优势：

（1）三维可视化交底具有直观性，在已知设计方案的基础上，通过构建三维建筑机电模型，直观展示各类机电管线之间的关系，与建筑结构之间的碰撞情况，如空间构造、各类机电管线、机电设备安装位置等，确保施工人员直观的了解施工工程的特点和交叉施工管线避让原则。

（2）三维可视化交底具有优化性，通过各专业图纸建立三维模型，解决设计图纸上出现的设计缺陷问题和施工问题，优化各类机电管线碰撞问题，消除各种因素对机电安装工程产生的阻碍，提高工程项目的经济效益。

（3）三维可视化交底具有高效性，以往传统方式管线综合是通过图纸叠加，极容易造成图纸叠加过多，图形混乱，无法辨识管线之间标高等问题，不能清晰了解管线之间的关系，出现施工误差，大量返工问题。通过BIM技术形成三维立体施工图，方便高效管理管线之间的关系，极大提高管线分层优化效率。

（4）三维可视化交底具有模拟性，通过BIM技术将二维图纸三维化，对复杂节点、施工难点或施工交叉繁琐节点进行三维可视化模拟施工，是施工人员直观了解该区域的施工顺序，减少返工拆改量，提高机电工程安装效率。

（5）三维可视化交底具有协调性，在机电安装工程施工之前，通过BIM技术将设计图纸转变成三维立体模型，通过机电管线深化原则等要求，协调各专业之间的施工顺序，合理优化施工作业层或施工段，合理分配施工资源，加快施工进程。

（6）三维可视化交底具有适用性，三维可视化交底不仅仅可以用于机电安装的过程，还可用于施工安全、质量等方面，全方面推行三维可视化交底技术，为项目快速建设保驾护航。

三、三维可视化交底的应用

图2大型动力站房三维可视化模型

本文以在大型动力站房中的应用为例，机房宽22m，长45m，房间净高5.3m，有冷水机组4台，冷冻水循环泵4用1备，冷却水循环泵4台1备，中型水箱一个，定压补水装置1台，2台水处理器等设备，站房上层有空调冷冻循环水，排水管道、空调冷却循环水，弱电桥架、强电桥架、消防桥架、送排风系统等管线，造成动力站房空间拥挤，设备维修通道及安装难以满足相关要求。为保证各设备功能及检修空间得到满足，以及提高站房内的美观度。项目采用BIM三维可视化交底技术，在施工之间对泵组接管方式、泵组隔震安装等重点部位进行施工交底，明确安装要求和细则，提高现场安装效率，加快施工进度。具体应用过程如下：

图3 单吸卧式离心泵弹簧减震器安装

图4 单吸卧式离心泵接管安装

（1）在施工作业开始前，首先进行图纸会审，查找设计图纸中的问题，并及时进行纠正。在会审过程中，需要弄清楚各设备管路系统，明确了解各设备与管路的连接关系，熟练清楚管道连接哪个设备，管道是从设备哪端进哪端出，这是后期实施管线优化的重要点。

（2）为保证站房中大型设备准确落位，三维可视化交底的准确性，需要及时与厂家进行沟通，获取各种设备的基础大小、外形尺寸及管道进出口位置等参数，保证三维模型中设备族与实际到货设备各类参数一致。

（3）运用BIM技术对各种设备和管线进行1：1建模，在绘制模型过程中，需要明确各类管线的材质、配件及连接方式等，防止由于材质不同造成管线尺寸出现差异，直接影响管线的排布质量。由于站房内大管径管道较多，阀门种类繁多，在进行翻模时，需要阀门的类型，不要遗漏，避免后期出现安装空间不足或者无法安装的问题。

（4）优先优化各类设备位置，保证其维修空间和人员检修通道，最大限度的利用好空间，深化顶层风管和桥架，减少竖向空间占用，其次优化主管道走向，控制管线之间的间距，进行同层铺设，避免十字交叉碰撞，合理规划阀门安装位置和人员操作高度，最后进行设备接管，进行是相同设备采用接管方式相同，保证后期加工方便，施工便捷，美观度高。

（5）合理设计管线综合支架，不仅能尽可能节省机房空间，同时还能避免大量支架钢材浪费，使各个管线布局条理清晰，整体简洁美观。

（6）在施工之前进行三维可视化交底，使施工人员更加了解熟悉施工部位特点，对设备接管方式直观表现出来，避免施工人员出现接管方式错误，返工事件的产生。

四、结束语

总而言之，BIM技术三维可视化交底，直观、简洁表达出设计意图，通过三维能真实模拟再现施工过程，将每个施工细节通过BIM三维技术展现出来，提高了施工人员的工作效率，使机电安装施工变得简单化，有效加快施工进度。

参考文献：

[1] 王鸿来,王铁帆,王成,朱晶晶,王焕旺. 基于BIM技术的施工可视化交底研究. 《城镇建设》.2022年15期.