建筑机电工程设备安装技术与BIM技术的实际应用

建筑机电工程设备安装技术与BIM技术的实际应用

林雷

中冶宝钢第一分公司   武汉   438200

摘要：建筑工程中的机电安装涉及很多的环节，其中包括电气、通风以及排水等内容。正是由于机电安装中所包含的环节众多，导致机电安装过程十分的复杂和多变，需要我们按部就班地进行施工，否则，会对整个建筑工程产生严重的影响。基于上述的这种情况，我们决定将BIM技术引入机电安装环节中，希望能够有效地规避机电安装环节中问题的出现。随着人们生活水平的提高，对于建筑工程要求也随之增加，为了满足人民日益增加的要求，我们需要从机电安装的各个环节进行控制，实现机电安装过程中质量与效率的双重提高。

关键词：建筑；机电工程；安装技术；BIM技术

引言

如今，建筑信息模型已被建筑、工程、施工、设计行业进行广泛采用，这种数字模型技术允许在计算机环境中对施工项目进行建模，同时进行各种分析和模拟。管道系统的目的是将流体从开始端输送至末端。多个管道系统的布局优化、安装施工顺序、空间协调、保证净高是施工建筑主要要解决的问题，对于住宅型民用建筑来说，主要体现在地下室的机电安装工程，为保证业主的车辆进出、观感效果，对单独管道进行最佳布局，形成管线的综合排布，以便在各种约束条件下不会发生冲突，减少施工过程中的繁琐、劳动力密集、容易出错、耗时耗工的现象，将施工成本降到最低。通过BIM的方法，根据各种管线的布局设计的安装、经济等要求，在建模过程中就考虑之后的各专业管线之间的碰撞、机电专业与结构、建筑的碰撞，避免在施工再次出现预见性的问题，减少施工的时间成本。下面通过现场实际施工的实际问题探讨一下，整个施工区域相对较大空间立体，人员施工过程穿插土建、机械、电气等专业很容易产生干涉，利用BIM技术可以有效减少类似的情况发生。

（部分施工图纸）

1机电安装BIM技术应用内容

传统的建筑机电安装工程中运用BIM技术，主要是通过室内计算机辅助操作为主，由于难以将计算机运输到施工现场，给处理建筑机电安装现场问题带来诸多不便，BIM技术优势也难以得到充分发挥。为此，项目施工人员要严格对照现场施工情况，在建筑不同图层进行提前规划，增大了现场施工的难度。同时，由于项目施工过程中容易遭受各种外界因素的干扰，各种突发情况难以控制，需要按照具体问题进行分析，致使出现人力、财力和物力浪费的问题。随着经济社会的发展、科学技术水平的飞速提升，BIM技术得以和网络信息相互结合，有效弥补了传统BIM技术的缺陷。同时，移动设备可以通过对BIM模型的读取，实现对BIM数据模型的动态化全程跟踪，及时了解建筑机电安装的实时情况。首先，建设统一的BIM工作系统，实现对供暖、电气和给排水系统的统一调配；其次，建立统一整体建筑机电安装模型，借助计算机辅助手段，对线路是否存在交叉碰撞的问题进行分析，并判断发生碰撞的具体位置。BIM技术在建筑机电系统中的运用既可以帮助解决电线设计问题，又可以大大提高项目施工效率。随着BIM技术在建筑行业的广泛运用，使得类型不一的建筑模型经由整合后形成新的系统，并借助三维立体模型直观展示施工状态。在建筑机电安装过程中，运用BIM技术可以对项目施工过程中存在的技术难点进行分析，方便项目技术人员提前对建筑施工重难点进行分析。三维可视技术在该工程应用中的优势主要表现在以下几个方面：一是运用三维可视技术，可以帮助项目施工人员及时发现施工中存在的问题；二是方便业主充分了解建筑设计技术，及时了解建筑机电安装的进度，及时按照业主的需求对建筑物结构进行优化升级；三是基于此技术，项目施工人员可以准确掌握建筑物内部管线的整体布置问题，从多维度了解管线安装情况，防止因不熟悉管线布置情况引发施工事故。

2建筑工程中机电安装施工技术的特点

机电安装施工技术是一个较为宽泛的概念，应用该技术的主要目的是满足建筑工程投入使用后各阶段的功能需求。一方面，机电安装施工涉及民用、公用、工业等众多领域，并且不同机电设备的安装施工技术具有明显的差异性，因此，机电安装施工技术具有覆盖面广的特点；另一方面，建筑工程中机电安装施工技术还具有较强的通用性，其可以同时满足水暖、通风与电气等工程的需求。随着我国建筑行业的高速发展，机电安装施工技术水平也在持续提高，并且该技术对设备的要求也越来越严格。传统的机电施工安装技术及设备缺乏先进性与适配性，已经无法满足建筑工程的实际需求。而随着建筑规模的不断扩大，大型建筑工程对吊装技术、装配技术以及检测技术的要求越来越高。对此，施工单位必须积极引进先进的施工技术与设备，主动采购新型施工材料，从而全面提高机电安装施工技术水平，进一步促进我国建筑行业的稳定发展。机电安装施工贯穿建筑工程的各个施工环节，其对施工周期与投入成本有着重要的影响。在建筑工程施工初期，机电安装施工的主要任务是布置管线，并做好总体规划；在结构施工结束后、室内装饰施工开始前，机电安装施工的主要任务则是机电安装施工，包括但不限于明暗线布置、暖通系统施工等内容。由于机电安装施工技术的应用效果与建筑工程的整体施工质量密切相关，并且直接决定了建筑工程的后续使用功能，因此，施工单位必须重视机电安装施工，并且从施工团队、施工技术、安装设备等角度进行严格把控，从而全面提高机电安装施工技术的应用效果。

3BIM技术在建筑机电工程设备安装技术中的应用实践分析

3.1配电箱柜安装技术

其一，参与配电箱柜安装的技术人员需具备丰富的安装经验与较高的安装水平。在配电箱柜安装之前，技术人员需要做好测量与定位工作，以明确配电箱柜的具体安装位置，同时将误差降到最小。其二，技术人员需要检查配电箱柜是否满足工程标准。当发现配电箱柜的质量与型号不符合工程建设要求或设计方案要求时，技术人员应在安装前对其进行更换。只有配电箱柜符合安装标准要求，才不会对后续的排烟系统与配电系统的安装工作造成不利影响。目前，由于配电箱柜的型号较多，所以技术人员需要了解不同型号配电箱柜的功能，并结合工程实际情况合理选用高压配电箱或低压配电箱。此外，技术人员还应了解配电箱柜内部的工作原理，并严格按照工程文件要求选择合适的配电箱柜。常规而言，配电箱处于打开状态时，其防护等级应高于IP20；配电箱处于关闭状态时，其防护等级应高于IP40。为保障配电箱的稳定运行，减少安全隐患，技术人员在安装配电箱柜时，应遵循从内到外的安装顺序，同时重点关注电源、母线槽、低压柜是否存在强制相连的情况，以免损坏设备。在设备运到施工场地时，技术人员先要利用螺丝对其进行加固处理，再正式施工。在施工完成后，技术人员要检查配电箱柜中的元器件、槽钢接地干线等是否存在连接不牢固等问题，从而避免配电箱柜在后续使用过程中发生安全事故。

3.2构建BIM可视化模型，实现机电设备安装信息的整合与分析

（1）BIM技术的应用将从前的二维施工图纸，改为现在的三维施工图纸，进而避免机电安装过程中问题的出现。这也是目前比较常见的一种方式。（2）BIM技术可以在设计阶段，将所有的信息整合起来，进而对软件进行导入处理，这样大大省去了我们建模的时间，同时，还能保证所建立模型的准确性和真实性。另外，在建模工作结束后，我们还能够从不同的角度去补充模型数据的信息库，并使其朝着更加丰富和真实的方向进行发展，通过现场CAD平面图纸转换为立体如有直观的图像及图形，减少施工作业人员的适应及空间建模的时间并且对现场具体位置点、走向有了相对明确的方向。现场烟道走向转换过程及走向见图1。     

图1 现场烟道走向转换过程及走向

3.3工程算量

BIM建模软件同时兼容工程量计算，对项目建模所绘制的管道、管件、设备可进行工程量统计，数量准确，在施工图算量过程中可以进行参考，但要求模型绘制的精准度达到可算量标准，通过软件内部的明细表，对各个系统进行划分，只要现场完全按照交底模型进行施工，对同种类型的图元进行准确编辑，统计时才不会出现误差，各个专业的型号类别提前设定，可在安装之前对材料进行场外加工，减少施工过程中安装时间，提高施工效率。现场施工尽量保证人等材料，少出现材料等人现象。完全按照建模图纸进行半成品加工，现场对半成品进行安装，这种方式统计出来的工程量不会出现错误，不仅在正式工程中可以运用，在工程项目的临时设施的算量中也很便捷，例如现场临水临电安装工程量的统计，完全按照前期的项目规划好的路由进行安装，过程中比对现场与模型的误差及时进行调整，最终在进行结算时可作为重要依据。

3.4搭建BIM机电安装应用平台

BIM技术最先的研究应用，就是在建筑行业领域开始的，随着信息化的进一步发展，通过BIM技术进行施工中具体项目的控制，为建筑施工提供了更高的标准。由于该技术具备可视化和信息化两大优势，直接将其应用在施工过程中，在机电安装过程中搭建一个应用平台，对各个阶段的信息进行获取和分析，通过BIM技术组建应用平台后，可以直接导出一个施工监控模型，对整个建筑工程进行可视化和有限元模拟。其应用最主要的优势是对信息的获取，能够实时地掌握机电安装施工中的具体信息，将施工中的过程展示在画面中，出现问题时及时反馈。在施工模拟阶段建立可视化操作模型和有限元模型，在确定好安装目标后，获取各个阶段内的安装设计图，并在合理的布局下指导安装施工。在平台中直接将BIM导出为有限元模型，用于后续的施工控制，避免加大二次建模的复杂性，其次在可视化分析中，可以通过工程模拟软件，动态地监控安装施工过程，便于分析施工的各个工序步骤，对资源进行合理配置，及时调整安装方案。

3.5确定机电管线综合排布方案

项目部组织设计院相关设计人员到项目部进行排布方案会审。经审议，方案一虽然施工方便，对新风机组效果影响小但标高太低影响使用效果，且需满足更高层次的验收要求。方案二虽然新风机组支管需要翻弯，经暖通专业设计负责人计算核实，设计预留量能满足本工程要求，因此确定方案二为本项目最终排布方案。其管线综合排布图见图2。

图2管线综合排布图（切面）

3.6机电设备安装技术

考虑到机电施工的安全性，在安装前，施工人员必须掌握机电安装技术，同时明确安装需求，全面检查机电设备的质量，从而确保安装过程的科学性和有序性。在机电设备安装阶段，考虑到设备类型较多、工况复杂等问题，施工人员需要了解所有设备的运行模式并掌握控制设备的方法。同时，施工人员还应做好各阶段的质量检查工作，以保证各个环节的施工质量以及设备的精度。此外，由于建筑工程中的机电设备种类较多，所以施工人员还需要结合工程实际情况，对关键设备的运转构件进行润滑及清理，从而有效保障机电安装的整体质量。

结束语

综上所述，上文主要论述了BIM技术在建筑机电安装过程中的应用。机电安装环节作为建筑工程中的重要组成部分，由于自身的安装环节十分的复杂，导致具体施工的过程中容易出现问题，为此，我们引入了BIM技术。BIM技术的应用有效地避免了机电安装过程中可能出现的问题，大大地提高了机电安装过程中的质量，为后续的施工提供保证。

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