BIM技术在机电工程中的应用研究

BIM技术在机电工程中的应用研究

王朝乾

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摘要：最近几年以来，全球经济蓬勃发展视域下，我国科学技术水平快速提升，BIM信息化技术的兴起，进一步带动了社会各行业领域的发展，在建筑机电安装工程项目建设中的广泛应用，取得了显著的效果。在现代化建筑建设中，通过机电工程项目，来实现建筑性能的优化与提升，以此更好地满足特殊建筑建设需求。如今先进技术的持续发展，机电系统安装施工技术迎来了新的发展契机。由于机电工程安装期间，一般需要牵涉建筑工程内部各个方面，比如消防和电路等。因此，机电系统安装时，相关技术人员需要对安装技术进行及时优化与更新，尽量采取前沿、新型现代化安装技术，促进机电工程安装施工水平有效提升。因此，笔者结合多年工作经验，介绍了BIM信息化技术在机电工程建设施工中的应用价值和优势，进一步探讨了BIM信息化技术于机电工程建设中的使用要点，希望为相关从业人员打开新的思路。

关键词：BIM技术；机电工程；应用

前言：现如今，随着人们生活水平的不断提高，机电工程逐渐的成为了我国建筑工程项目建设中的核心部分，由此人们对建筑机电工程安装质量提出了更高的要求。通风系统、电气系统、给排水系统、通信信息系统等是机电工程的重要施工内容，但是机电工程的施工空间通常相对狭小，这也导致机电工程具有较大的施工难度。将BIM技术应用在机电安装工程中，不仅能够对机电工程的整个施工过程进行优化并全程预判，还可以对施工重点和难点进行细化分解，可显著提高机电工程施工的精准性和安全性，因此有着重要的研究价值。

1BIM技术在机电工程中的应用价值及优势

1.1价值

建筑施工企业在BIM技术的支持下，可以搭建起建筑物的可视化三维模型，并创建分析数据库，数据库能够对项目的物理特征和功能参数进行全面描述。BIM技术在机电工程中的应用，可以实现不同项目信息智能化链接，极大程度上提高信息的共享价值，技术人员也可以对信息数据进行修改，使其更加优化、更加精准。建筑施工企业也可以利用BIM技术搭建信息交换平台，将图形和非图形数据进行有效整合，并在同一个视觉平台中将所有信息进行集成，各参建方就可以利用信息交换平台进行信息交换，这有助于提高各参建方的协作效率，并实现利益最大化。机电工程在施工过程中所涉及的数据非常庞大并且复杂，仅仅依靠人工将很难发现其中的失误和漏洞，BIM技术可以妥善解决这一问题，BIM技术可以通过总结随机信息与集成特定模型，能够及时发现方案中的错误和缺陷，可确保机电工程施工过程更加科学与高效，因此能够显著提高机电工程的安装质量和安装效率。

1.2优势

在机电工程项目建设过程中融入BIM技术，具有一体化、可视化、模拟化、协调化以及模拟碰撞的价值和优势。利用BIM信息化技术，构建三维建筑信息化模型，能够建立起机电安装工程各个环节的有机联系，能够帮助工作人员对机电工程的整体安装质量进行宏观调控，而且三维建筑信息模型更加直观，能够为后续施工提供科学指导。在三维建筑信息模型的支持下，施工单位也能对暖通信息和电气走向等数据参数进行优化调整，有助于使施工设计方案更加科学，而且技术人员还可以对建筑信息模型中的资料和数据进行反复观察和测算，找出设计中存在的问题和疏漏，并借助一定的碰撞检查降低返工概率。在过去很长一段时间里，业主和施工单位在确定施工方案时都以设计图纸为依据，但是设计图纸经常存在一些视觉死角，无法进行直观清晰的分析，所以很容易产生理解歧义，而BIM技术搭建的三维建筑信息模型，能够让各参建方更加直观地了解建筑工程的实际施工情况，并且不存在视觉盲点，因此业主和施工单位就可以结合三维信息模型进行充分论证，最终制定出更加可行、更加完美的施工方案，这可显著提高机电安装工程作业的协调性，并极大程度地减少工程变更和返工情况的产生。

2BIM技术在机电工程中的应用要点

2.1建立组织机构

BIM技术不仅为一项设计工具，同时还被广泛用于工程项目管理活动当中。借助BIM技术，创建完善的组织架构，对项目责任进行具体的明确，同时进行科学、合理的分工。

（1）在机电工程项目建设施工之前，BIM管理者需对BIM信息化技术应用过程中的阶段节点、分项工程以及每个小组任务分工记性科学的统筹与安排，对实际使用成效进行严格的监督检查；

（2）机电工程项目开展期间，建模小组需要按照不同的施工阶段，建立相关的模型，然后输出碰撞检测报告，结合现场的反馈结果，对模型进行适当的调整；

（3）使用小组要按照三维模型，结合具体的施工组织规划，在BIM数据基础上，对现场施工进行合理的优化和改进，对工程施工进度进行科学调整，对工程造价进行合理把控，定期对各方施工生产数据进行比对，及时修复偏差。

2.2碰撞检测

在过去很长一段时间里，二维平面图纸是机电工程施工的最主要依据，不同专业的设计人员难借助二维图纸彻底规避管线之间的碰撞，如果在同一位置分布多处机电构件，不仅具有较大的施工难度，而且会严重影响施工效果，严重时甚至会造成大面积返工，导致工期延长、施工成本超出预算。而基于BIM技术进行的碰撞检测，能够提前对管线的分层排布进行优化，工作人员需要结合管线变更的难易程度和构件的重要性适当进行翻弯调整，例如小管道避让风管、机电管道避让结构、水管道低于桥架、给水管道高于污水管道等，切实保证不同专业管线的零碰撞。碰撞检测主要方式具体涉及软碰撞、硬碰撞与组间间的重复。其中，软碰撞主要指的是在同一个空间之下，不存在两个或者两个之上机电部件发生重叠，抑或彼此涵盖，一般也被人们叫做跨维度碰撞，但二者间距比较小，管线与机械设备在安装于维修时，需预留充足空间，所以，需通过碰撞检测验证是否合理。硬碰撞主要指的是两个或两个以上机电部件，在同一个空间之下发生交互。

2.3设计优化

2.3.1净高度优化

各种管线不仅不能够在空间中发生碰撞，管线在安装过程中也必须满足一定的纯度标准，因为如果管道位置过低，虽然会避免与其他管道发生碰撞，但是会对建筑的使用空间造成不良影响，严重时甚至需要返工。所以技术人员也需要利用BIM技术，在机电工程安装过程中能够对净高度进行优化设计和分析，达到精简垂直空间内管道的目的，促使建筑物空间得到更加优化的利用。

2.3.2管网优化

（1）机电工程安装时，技术操作人员需充分考量安装空间、设备和机床泵站等各类要素，将BIM技术有效融入到工程项目施工中，从而实现管道、阀门以及各个部件间的空间配置优化与改善，实现对空间资源的合理利用；

（1）BIM技术还可以对管道路径进行优化，机电安装工程中，确保全部的管线执行大管道低压原则，技术人员可以充分利用BIM技术设计出最优的空间路径；

（2）BIM技术的应用，可以对地面、墙面以及其他部分间嵌入实行优化，并进行科学的分析。由于机电工程安装施工期间，大部分的内置构件需穿过地板、横梁以及墙壁，为了确保嵌入效果，技术人员就需要利用BIM技术的仿真3D成像，精准计算出嵌入部件的位置和尺寸，确保安装细节到位；

（3）BIM技术可以对支架部位实施优化，提升悬挂质量。机电安装工程建设施工当中，支架、悬挂安装是非常关键的一环，起实际安装位置直接关乎着管道运行稳定性和可靠性，同时会在一定程度上影响着施工成本和清洁成本，对支架和悬挂结构进行优化设计，可为机电工程的顺利安装奠定扎实前提。

2.4管件、支吊架预制

在建筑项目的机电安装工程中，管件、支吊架预制是十分重要的作业内容，该环节在施工过程中存在着大量的焊接和切割作业，施工环境相对不友好，与绿色建筑施工理念存在一定差距，如何提高管件和支吊架预制的施工效率、减少对周边生态环境造成的破坏与污染，是当下我国建筑业亟需研究的焦点问题。进行管道预制加工操作时，相关生产厂家必须根据加工图纸，制作相应形状、尺寸管件，制作完成之后，做好防腐和开口预留处理，再对这些管件送到施工现场，按照规范标准要求，完成组装、焊接。大型建筑项目机电安装项目建设过程中，如果能够将数字化加工技术和BIM技术联合使用，不仅可以极大程度地提高建筑资源的利用率，还可有效降低施工成本、提高施工效率。

2.5孔洞预留，指导施工

机电安装工程在施工过程中，BIM工程师可利用了refit平台插件，来识别模型中管线的穿墙位置并自动生成预留洞口，这可从源头上保证洞口位置的准确性，工作人员只需按照施工图纸，就可顺利地完成管道预埋预留作业，为后续的机电安装工程施工奠定良好基础。BIM模型具有较高精度，可显著提高机电安装工程中的预留预埋精度，可从源头上避免二次开槽开挖，因此可以在很大程度上提高施工效率并保证施工质量。

2.6施工进度管理

机电工程项目建设施工阶段，做好施工进度管控至关重要。必须保证工程项目如期如质完工，以防因工期延误，而影响超高层建筑施工进度。机电施工进度实际管理当中，应用BIM信息化技术，可以确保各施工工序在规定进度下完成，改善工程施工安装中的混乱现象。机电工程项目施工之前，工作人员可借助BIM技术，对施工方案进行科学编制，合理优化，以确保施工安装方案合理性、可行性，从而对机电工程后期安装施工提供有利的指导，促使施工人员充分的掌握具体施工安装程序及任务目标，加强施工质效提高，最大程度的规避施工方案无需性带来的项目施工延误问题。另外，机电施工进度管理中应用BIM技术，还可以发挥全过程实时性特征，有利于管理者度施工建设施工情况展开动态化实时把控，对项目各阶段施工进度施行效果进行精准把关。在此，施工进度管理者将可及时的发现施工期间进度延误影响因素，从而在后续不断施工中探索针对性的有效应对方略，争取在不对工程项目施工安全与质量造成影响条件下，落实更科学、更合理的施工优化调整方案，有效弥补前期施工耽误时间，充分保障施工工期，确保其可以按时完工交付使用。

2.7三维模型构建，提前预演安装效果

在机电工程系统安装中灵活使用BIM技术，对设计人员进行至关性的设计大有裨益。由于BIM技术可以借助三维模型，完成搭建，预先演示建筑施工效果，帮助设计施工人员进行对照与参考。BIM技术在进行信息整合、分析期间，可通过三维模型构建，促使设计图纸、信息具象化，这样一来，设计、施工人员均可通过直观三维模型，实现自我纠错和施工参考。实际施工中，可将施工效果与三维模型进行比对，若存在问题，可及时返工，有效整改。与此同时，三维模型还能够更加直观地对业主进行展示，满足业主的定制化需求。

结束语：

综上所述，随着中国建筑水平的提升，BIM技术被广泛用于建筑机电安装工程项目建设中，使用效果显著，赋予了建筑更高的现代化和智能化水平，同时节省了大量施工成本，创造出了更大的经济价值。但是不可否认，将BIM技术应用在机电安装工程中，其发展时间相对较短，技术还需要不断完善与更新，需要相关技术人员能够投入更多精力，推动BIM技术的深入落实，为我国建筑机电安装工程的快速发展提供助力。

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