BIM技術在機電工程施工階段的應用研究

黃翔

摘要：作為一種新型建筑生產力工具，BIM技術主要在企業(yè)經營管理、項目設計、施工等方面進行信息數(shù)據(jù)的處理和分析，然后將這些數(shù)據(jù)進行可視化展示。與傳統(tǒng)施工方法相比，BIM技術具有可出圖、可協(xié)同、可視性和可模擬性等眾多優(yōu)點。它改變了原有的施工方式，應用在設計、施工、運維等建筑全生命周期階段。用BIM技術合理指導現(xiàn)場施工，強化進度、成本、質量、安全等管理，可使施工管理更有序、更有效?；诖?，本文將對BIM技術在機電工程施工階段的應用進行分析。

關鍵詞：BIM技術;機電工程;施工階段

1 BIM技術概念與研究背景

BIM技術在20世紀最早被提出來，經過多年的發(fā)展與運用，目前已經在全球范圍內得到了廣泛的認可。在建筑過程中，它能有效對信息進行集成，結合建筑設計、階段施工階段以及運行竣工階段，將各項信息建立在一個三維模型數(shù)據(jù)庫中。而在各階段讓不同的團隊以及施工單位進行工作交接，多方面協(xié)同管理，進而有效提升施工效率以及質量。而同時，在BIM技術應用過程中，它能通過各項數(shù)據(jù)及數(shù)字化技術來對施工過程進行動態(tài)化管理更新，并且不斷充實數(shù)據(jù)庫，將各環(huán)節(jié)中的不同部門以及單位協(xié)調整合到一起，為他們提供了一個協(xié)同管理與合作的平臺。

2 機電工程施工的特點

2.1 涉及面廣

機電工程施工涉及專業(yè)和分項眾多，主要包含電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等，且機電工程項目貫穿在設備的購置、安裝與調試等過程中，參與單位多、專業(yè)多，對協(xié)同工作能力要求較高。

2.2 項目體量大，新技術要求高

機電工程施工環(huán)節(jié)需及時引入新材料、新工藝、新設備，以提高安裝技術的質量。與土建工程相比，機電設備安裝工作最明顯的差別體現(xiàn)在質量評價方法、工程驗收方法和運營維護方法上。由于機電設備安裝材料種類繁多，施工方法繁瑣，所以，在機電設備安裝環(huán)節(jié)上，要投入大量的人力、物力，同時要求技術人員具備豐富的實踐經驗。

3 BIM技術在機電工程施工階段的應用

項目實施過程中，建立了項目經理直接領導的BIM技術部門，下設BIM深化設計經理管理建筑電氣、建筑管道、通風與空調、建筑智能化、電梯和消防工程的BIM工程師，該部門專職BIM工作，并通過BIM深化設計經理，與土建施工單位BIM負責人進行溝通，及時處理專業(yè)相交部位存在的施工問題，避免現(xiàn)場沖突，增強了不同施工單位的信息傳遞。BIM技術部門運用BIM技術，建立三維模型，并以此為基礎，進行深化設計，最后，結合先進的基于BIM技術的方案論證、技術交底、裝配化預制技術和施工管理協(xié)同技術，真正做到效率高、范圍廣、深度大的BIM應用，強化項目施工管理能力。

3.1 模型建立

根據(jù)設計圖紙及相關文件，理解機電專業(yè)設計意圖，嚴格依據(jù)相關規(guī)范和要求，結合結構、建筑等專業(yè)BIM模型，通過REVIT建模軟件，搭建機電BIM模型，并建立設備BIM族庫，根據(jù)創(chuàng)建的BIM模型進行專項BIM應用工作。

3.2 多方對比，科學管控

要保證工程項目的數(shù)據(jù)精準性及時性，就要分析各項數(shù)據(jù)。對合同、工程計劃進行以及實際工程中的消耗支出等方面進行多次計算并對比，判斷出在項目管理過程中的各項問題，明確及各項經濟效益的表現(xiàn)是否超標使用資源，是否科學掌握價格問題等等，這些都需要予以重視，進而科學管控各項工程項目的成本與風險。

3.3 虛擬施工，協(xié)同合作

建筑工程本身就需要與其他各部門進行結合。在BIM技術中，可以綜合施工時間軸以及三維模型對安裝進行模擬施工，進而明確工程在各階段的形象，和其對前一期施工階段的對比。綜合施工單位，監(jiān)理單位以及業(yè)主等多方面進行有效的溝通與管理，科學規(guī)劃施工方案，實時監(jiān)測管控工程的質量問題與安全問題。

3.4 管線綜合

管線綜合是根據(jù)確定的管線綜合方案、機電控制標高、設備實際技術參數(shù)、現(xiàn)場實際布置等因素，把建筑電氣、建筑管道、通風與空調，建筑智能化及其他專業(yè)模型進行整合，完成機電管線的綜合模型。

3.5 碰撞檢查

在綜合模型建立完成后，通過AutodeskNavisWorks等軟件，對模型進行碰撞檢測，提供具體位置的碰撞檢測報告。

3.6 模型深化

模型深化是施工階段BIM技術中最為關鍵的部分，它不僅僅根據(jù)碰撞檢測的結果，進行模型的深化。還需要根據(jù)設計原則，在原有設計上進行加工，在保證原有設計的基本框架下，令設計方案更具可行性。

精裝區(qū)域的深化方法。核實精裝圖紙機電設備安裝的數(shù)量是否與機電圖紙一致，安裝位置是否符合規(guī)范要求，例如：安裝間距、安裝高度等;此外，結合精裝圖紙，精準定位管線預留位置，例如燈具、檢修口等，再此基礎上，進行管線深化，在避免管線碰撞的基礎上，保證預留預埋的準確性，使精裝區(qū)域達到美觀要求。

非精裝區(qū)域的深化方法。對各專業(yè)的原設計管線進行分析，在滿足設計及規(guī)范要求的前提下，統(tǒng)一規(guī)劃，盡量保證管線的平直、簡短、無沖突，對于路徑一致以及管線密集處采用公共支架，并對其進行受力復核。

冷站、消防泵房、給水泵房、高低壓配電房等設備機房以及管線密集區(qū)域（如管井、管廊等）的深化方法。首先，明確各設備的位置及尺寸，準確建模，分析場地是否滿足安裝要求;再進行管線的連接，符合管線是否滿足規(guī)范要求和實際需要;其次，對管線進行統(tǒng)一規(guī)劃，優(yōu)化路徑;最后，進行施工模擬，確保深化模型的正確性。

3.7 BIM5D施工過程管理

BIM5D是基于BIM的施工過程管理工具，可以通過BIM模型集成進度、預算、材料、施工組織等關鍵信息，對施工過程進行模擬。在空間三維上再加上進度和成本兩個維度，重新拓展了認識BIM的視角，并將為BIM貫穿整個建筑生命周期的其他方向，拓展更多維度。

BIM5D模型包含最基本的3D模型，除此之外還包括了4D維度，BIM的第五維度與3D和4D（時間）相關聯(lián)，允許參與者隨著時間的推移可視化其活動和相關成本的進展情況?；贐IM5D，成本管理將變得更有價值。BIM5D也與現(xiàn)場項目交付階段相關，使用可靠的4D程序數(shù)據(jù)，可以跟蹤項目實際過程中的預測和實際花費，對每月的成本報告和預算很有幫助。

3.8 促進施工過程的造價工作轉變

運用BIM技術時，對于造價工作的轉變，一是思維模式，二是工作方式。在建筑安裝過程運用BIM技術，造價工作的思維模式并不是像傳統(tǒng)式的對各零散數(shù)據(jù)進行分別調用，而是在針對工程特點建立起一個標準的立體模型，根據(jù)各方面所需的材料設備等資金支出，而形成一定良好的參考意見。在工作方式中，BIM結合各項導入導出的模塊模型來對工程進行實時把控，將各項專業(yè)信息都集成到統(tǒng)一的平臺中。各項安裝的工程師也能通過錄入相應的專業(yè)信息，在模型中進行討論與溝通，并及時發(fā)現(xiàn)安裝過程中的問題予以解決。這樣不僅縮短了在施工過程中的重復建模和溝通確認的時間，還能促進各專業(yè)的人員根據(jù)相應的工作環(huán)節(jié)科學的制定資金投入計劃，減少不必要的損失。

4 結束語

BIM技術在機電工程中的應用越來越廣泛，不僅能在設計上提高效率，還能在工程現(xiàn)場對材料進行精細管理，對進度進行可視化管理，還能解決機電工程預留問題等。這些問題的解決，使BIM技術在現(xiàn)代建筑工程中的應用勢不可擋，成為機電安裝工程的重要輔助手段。

參考文獻

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