論BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)備安裝專業(yè)的深度運(yùn)用

宋季瑋 何小勇

摘? ? 要：建筑信息模型（BIM）是將建筑或工程數(shù)據(jù)數(shù)字化的一種新型工具。通過(guò)建立對(duì)建筑及建筑過(guò)程進(jìn)行BIM，模擬建筑的信息，提供可視化的、可優(yōu)化的虛擬建筑模型，可大大提高施工質(zhì)量，減少返工次數(shù)。還可以準(zhǔn)確計(jì)算工程量，控制項(xiàng)目成本，減少資源浪費(fèi)。本文就BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)備安裝專業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，為相關(guān)研究與實(shí)踐提供借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);機(jī)電設(shè)備;安裝

1? 綜述

在機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員利用BIM技術(shù)，通過(guò)建立詳細(xì)的三維模型，準(zhǔn)確掌握機(jī)電設(shè)備的三維和在建筑中的定位尺寸，從而更好地指導(dǎo)施工過(guò)程，減少返工，降低機(jī)電設(shè)備安裝成本。另外，將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑機(jī)電設(shè)備的安裝施工過(guò)程中，一方面可以實(shí)現(xiàn)碰撞分析、管道分布分析等，另一方面通過(guò)可視化模型，可以機(jī)電設(shè)備的安裝過(guò)程和管理過(guò)程，從而改善機(jī)電設(shè)備的使用效果，延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備使用壽命，達(dá)到機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程的全流程優(yōu)化。此外，在施工過(guò)程中，施工單位可以按照BIM技術(shù)的模式，按時(shí)組織設(shè)備和材料，有計(jì)劃地組織勞動(dòng)。這樣可以詳細(xì)分解整個(gè)施工過(guò)程，使施工過(guò)程有序進(jìn)行。因此，BIM技術(shù)在建筑機(jī)電設(shè)備安裝中的應(yīng)用，將給建筑的施工帶來(lái)各種便利和效益。開展這一研究具有重要意義。

2? 機(jī)電設(shè)備安裝特點(diǎn)及BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)備安裝優(yōu)勢(shì)

機(jī)電設(shè)備的安裝是一門涉及面廣、涉及學(xué)科多，對(duì)工程的技術(shù)要求也非常嚴(yán)格的專業(yè)。建筑機(jī)電工程包括：水電、空調(diào)、通風(fēng)、供暖、安防、中央控制、綜合布線等，主要具有以下特點(diǎn)：

（1）安裝工程涉及各個(gè)工作面，協(xié)調(diào)難度大。

（2）施工涉及的技術(shù)含量高。目前，大多數(shù)電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸。各設(shè)備的參數(shù)和安裝質(zhì)量要求各不相同，對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝專業(yè)技術(shù)人員的要求極高。

（3）施工過(guò)程中，施工各方須通力合作。由于機(jī)電設(shè)備的種類繁多，工序復(fù)雜，需要各個(gè)施工方協(xié)調(diào)施工流程，合作安裝、調(diào)試。

（4）機(jī)電設(shè)備安裝全流程需進(jìn)行監(jiān)管，在采購(gòu)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行的各個(gè)階段需進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止管理不完善導(dǎo)致成本增加。

在機(jī)電設(shè)備安裝工程實(shí)踐中，采用BIM技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）高度可視化：在機(jī)電施工設(shè)計(jì)圖中，標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制管道往往采用線性化的形式表示，各專業(yè)管道通常布置在同一高度，可視化程度極低。在傳統(tǒng)的施工過(guò)程中，首先要在施工現(xiàn)場(chǎng)建立模型，然后進(jìn)行對(duì)比和修改。這一過(guò)程反復(fù)循環(huán)，耗時(shí)耗力。然而，機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程中通過(guò)采用BIM技術(shù)，根據(jù)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管道的性質(zhì)構(gòu)造BIM模型，在系統(tǒng)中對(duì)管道進(jìn)行了明確定義，設(shè)計(jì)好管道的布局和連接方式，然后根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件選擇合適的模式，可以顯著減少人力、物力、財(cái)力資源，縮短工期，顯著提高施工效率。所構(gòu)建的三維物理模型具有可視性，使項(xiàng)目設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)和施工能夠在視覺條件下進(jìn)行，有利于項(xiàng)目討論和溝通決策。

（2）高度協(xié)調(diào)性：在機(jī)電工程建設(shè)中，涉及水、熱、電、智能設(shè)備、通信設(shè)備等各種管道，不同行業(yè)的管線、設(shè)備往往不兼容。通過(guò)BIM技術(shù)建模，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管線布線進(jìn)行全程模擬。在施工前發(fā)現(xiàn)可能的沖突并提供解決方案，使各種管路設(shè)計(jì)更加合理，提高項(xiàng)目施工效率。通過(guò)BIM對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，可以顯著減少或消除因各專業(yè)機(jī)電設(shè)備不兼容產(chǎn)生的“打架”現(xiàn)象。

（3）高度優(yōu)化性：通過(guò)BIM系統(tǒng)提供的匹配優(yōu)化工具，可以對(duì)機(jī)電安裝過(guò)程相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，如根據(jù)模型給出的各種信息對(duì)機(jī)電設(shè)備的幾何尺寸、走向，變更信息等進(jìn)行優(yōu)化。

（4）可導(dǎo)出圖型、報(bào)表：可通過(guò)BIM系統(tǒng)導(dǎo)出碰撞檢測(cè)報(bào)告、綜合結(jié)構(gòu)圖紙等實(shí)際施工圖，為施工人員提供方便，并指導(dǎo)設(shè)備安裝人員的進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝。

3? BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)備安裝專業(yè)的深度應(yīng)用

3.1? 設(shè)備集成

在機(jī)電設(shè)備安裝與施工過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備安裝人員與土建系統(tǒng)人員可能存在溝通障礙，導(dǎo)致圖紙更改和工程返工。在機(jī)電安裝項(xiàng)目中引入BIM技術(shù)，可以在施工前進(jìn)行機(jī)電設(shè)備與建筑的集成三維建模，將二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)各種專業(yè)、系統(tǒng)的操作。然后使用虛擬模型執(zhí)行管道的沖突檢查。這樣可以提前了解機(jī)電工程中各種管道和建筑結(jié)構(gòu)，以及管道之間是否存在碰撞沖突，在施工前協(xié)調(diào)各專業(yè)，更改圖紙，降低返工率。減少由于返工造成的工期延誤與財(cái)產(chǎn)損失。

3.2? 工程量統(tǒng)計(jì)應(yīng)用

主流BIM軟件支持工程量統(tǒng)計(jì)應(yīng)用功能。采用BIM技術(shù)進(jìn)行工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)，需要完成機(jī)電設(shè)計(jì)管道的優(yōu)化，完成三維建模后，利用各分區(qū)機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)各專業(yè)主要材料用量和輔助材料用量進(jìn)行細(xì)致統(tǒng)計(jì)。機(jī)電設(shè)備安裝BIM化后，只需設(shè)置分區(qū)、設(shè)置材質(zhì)類型等信息，即可輸出相應(yīng)的報(bào)表文件。既可以統(tǒng)計(jì)材料類別，也可以統(tǒng)計(jì)材料數(shù)量，為施工及工程量結(jié)算提供方便。

3.3? 施工組織模擬

施工組織模擬是BIM應(yīng)用的一個(gè)重要方面。對(duì)于復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備安裝項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，BIM模擬極大地方便了管道安裝過(guò)程。在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備管道安裝流程中，專業(yè)安裝人員會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行安裝，不能保證與BIM模型中的管道走勢(shì)相同與高度集成化。另外，若安裝工人不熟悉安裝順序，施工順序顛倒，將極大地增加施工難度，甚至造成設(shè)備損壞。利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工組織模擬，提前確定科學(xué)合理的施工方案，并對(duì)安裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判，出臺(tái)應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)施工方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，極大地降低了安裝過(guò)程中事故發(fā)生概率，避免了經(jīng)濟(jì)損失。

4? 結(jié)語(yǔ)

采用BIM技術(shù)優(yōu)化機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程，可優(yōu)化管道布置，實(shí)現(xiàn)專家協(xié)同工作，進(jìn)一步縮短安裝時(shí)間;BIM技術(shù)提供的碰撞檢測(cè)功能可以減少管道之間的交叉，避免因返工造成的損失;通過(guò)施工模擬，優(yōu)化了施工方案，使安裝過(guò)程更加合理，提高了施工現(xiàn)場(chǎng)的管理水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜曉龍.BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用研究[D].吉林建筑大學(xué)，2017.

[2] 宋玉石.BIM技術(shù)在公共建筑機(jī)電設(shè)備安裝工程中的應(yīng)用研究[D].鄭州大學(xué)，2017.

作者簡(jiǎn)介：

宋季瑋（1986—），男，漢族，江蘇啟東人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：機(jī)電工程。

何小勇（1986—），男，漢族，山東泰安人，專科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：機(jī)電工程。