BIM技術在建筑機電安裝全過程中的應用分析

■ 中鐵十八局北京工程有限公司 李春輝

近年來，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展、科學技術不斷進步，BIM技術作為現(xiàn)代信息技術的典型代表，在建筑行業(yè)的應用不斷深化。建筑機電安裝中應用BIM技術能夠充分發(fā)揮其可視化、參數(shù)化等特點，提高機電安裝的質量和施工效率，并有助于合理控制工程成本，提升企業(yè)管理水平。本文以內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市某建筑框剪結構項目為例，對建筑機電安裝工程BIM技術全過程應用作出分析。

1. 工程概況

包頭市某建筑框剪結構項目，包括1棟地上1層（商業(yè)S2#）、2棟地上2層（商業(yè)S1#、S3#）、4棟地上15層（2#、4#、6#、8#），建筑最高處48.09m、2棟地上18層（3#、5#），建筑最高處56.79m、2棟地上22層（1#、7#）高層住宅，建筑最高處68.39m、人防及地下車庫，總建筑面積100097.76m2；小區(qū)汽車通道設置在地下車庫內(nèi)，并將各車庫連為一體。地下人防面積5485.95m2。建筑物總面積為10萬m2，主要為18層以上的中高層結構。整個建筑涉及高達8000余臺電器設備的安裝，以及2000余個綜合支吊架的安裝。該工程采用BIM技術為其建筑機電安裝提供全過程技術支持。

2. 機電安裝BIM技術應用內(nèi)容

2.1 安裝方案優(yōu)化

傳統(tǒng)的建筑機電安裝工程中運用BIM技術，主要是通過室內(nèi)計算機輔助操作為主，由于難以將計算機運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，給處理建筑機電安裝現(xiàn)場問題帶來諸多不便，BIM技術優(yōu)勢也難以得到充分發(fā)揮。為此，項目施工人員要嚴格對照現(xiàn)場施工情況，在建筑不同圖層進行提前規(guī)劃，增大了現(xiàn)場施工的難度。同時，由于項目施工過程中容易遭受各種外界因素的干擾，各種突發(fā)情況難以控制，需要按照具體問題進行分析，致使出現(xiàn)人力、財力和物力浪費的問題。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展、科學技術水平的飛速提升，BIM技術得以和網(wǎng)絡信息相互結合，有效彌補了傳統(tǒng)BIM技術的缺陷。同時，移動設備可以通過對BIM模型的讀取，實現(xiàn)對BIM數(shù)據(jù)模型的動態(tài)化全程跟蹤，及時了解建筑機電安裝的實時情況。除此之外，移動設備中存儲有專業(yè)模型，可以對現(xiàn)場施工中涉及到的信息進行綜合對比，提高建筑物機電設施設備安裝質量和效率。

2.2 管線碰撞檢查

建筑框剪結構項目中的建筑機電安裝環(huán)節(jié)需要關注不同樓層的管線布置，主要包括對控制供暖系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的管線安裝。因為樓宇管線復雜，涉及多個不同專業(yè)，需要各專業(yè)工種共同協(xié)作完成，如果在設計和安裝過程中出現(xiàn)管線搭接錯誤，勢必會影響到機電安裝的安全性，也會影響到后續(xù)項目施工質量。在此過程中，運用BIM技術可以有效解決上述問題。首先，建設統(tǒng)一的BIM工作系統(tǒng)，實現(xiàn)對供暖、電氣和給排水系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配；其次，建立統(tǒng)一整體建筑機電安裝模型，借助計算機輔助手段，對線路是否存在交叉碰撞的問題進行分析，并判斷發(fā)生碰撞的具體位置。BIM技術在建筑機電系統(tǒng)中的運用既可以幫助解決電線設計問題，又可以大大提高項目施工效率。

2.3 三維可視技術交底

隨著BIM技術在建筑行業(yè)的廣泛運用，使得類型不一的建筑模型經(jīng)由整合后形成新的系統(tǒng)，并借助三維立體模型直觀展示施工狀態(tài)。在建筑機電安裝過程中，運用BIM技術可以對項目施工過程中存在的技術難點進行分析，方便項目技術人員提前對建筑施工重難點進行分析。三維可視技術在該工程應用中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是運用三維可視技術，可以幫助項目施工人員及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題；二是方便業(yè)主充分了解建筑設計技術，及時了解建筑機電安裝的進度，及時按照業(yè)主的需求對建筑物結構進行優(yōu)化升級；三是基于此技術，項目施工人員可以準確掌握建筑物內(nèi)部管線的整體布置問題，從多維度了解管線安裝情況，防止因不熟悉管線布置情況引發(fā)施工事故。

3. 機電安裝BIM技術應用階段

3.1 主體預留階段

在對建筑框剪結構樓機電進行搭設前，運用BIM技術對橋架搭設進行定位，對點位進行優(yōu)化提升，使得建筑物在保證質量的前提下做到美觀。另外，運用BIM技術，能夠及時發(fā)現(xiàn)項目施工中容易存在的問題，防止因方案預設存在問題，影響后期工程施工；既能夠有序推進工程進度，又能夠對現(xiàn)場施工中的套管位置進行提前優(yōu)化，為后期孔洞定位提供參考。運用BIM技術在對電井、管道井進行優(yōu)化設計時，要保證井孔預留位置一次性澆筑，防止出現(xiàn)二次開孔的問題，降低人力、財力和物力等資源的浪費。此外，在以上各項目施工環(huán)節(jié)中，設備信息資料得以詳細記錄，機電設備參數(shù)得到準確記錄。借助BIM技術模型分析的方法，對相關數(shù)據(jù)進行錄入和讀取，能夠大大提高建筑工程機電設備的運行效率和施工準確性。

3.2 管道施工階段

在進行管道作業(yè)前，需要借助BIM技術對供暖管道、給排水管道、電氣管道、消防管道等進行提前預設，在確保管道施工技術專業(yè)性的同時，對管道施工的重點內(nèi)容進行不斷優(yōu)化和升級。例如，該項目施工借助BIM技術在綜合分析判斷的情況下，要求走廊吊頂?shù)母叨刃璐笥?00cm，在對走廊位置管線進行整體優(yōu)化后，支架高度架設最高處為300cm，施工單位的工作人員借助BIM技術對實際呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行分析，進而確定走廊是否需要安裝吊頂。在經(jīng)過系統(tǒng)分析整合以后，最終決定走廊設計為無吊頂?shù)慕Y構。

4. 機電安裝工程BIM技術的優(yōu)越性

4.1 提高采購環(huán)節(jié)效率

在項目施工前后以及機電工程安裝過程中，都需要提前做好相關準備工作，確保施工所需要的設施設備及時到場。傳統(tǒng)的人工預算具有無法預料結果變化的缺陷，容易導致采購出現(xiàn)不足或者超出項目預期的情況。在建筑機電安裝過程中運用BIM技術，可以對采購環(huán)節(jié)中物資采購數(shù)量、類型進行提前整合和預算，從而大大減少采購數(shù)量與實際結果不符的問題，經(jīng)綜合分析，制定機電安裝預算方案，可以有效提高整個采購過程的可控性。

4.2 合理調(diào)節(jié)資金

對于已經(jīng)完成建設的機電設施，傳統(tǒng)人工預算的方式主要依靠預算工作人員進行預算，或多或少會影響預算的精確性，進而影響整個項目的經(jīng)費預算。在建筑機電安裝中運用BIM技術，借助虛擬模型，對需求模塊進行深入分析，有助于有效控制預算成本，對施工資金進行合理安排和使用。

4.3 構建機電安裝標準化構件庫

在建筑機電施工環(huán)節(jié)中運用BIM技術，可以借助虛擬模型的構建，來提升建筑機電安裝的效率。同時，建立建筑機電安裝全過程的信息管理系統(tǒng)，既可以全面觀察建筑機電安裝的相關數(shù)據(jù)，又能大大提高建筑機電運行效率。

5. 結語

本文以包頭市某建筑框剪結構項目為例，對以安裝方案優(yōu)化、管線碰撞檢查、三維可視技術交底為主的機電安裝BIM技術應用內(nèi)容進行了分析，總結了機電安裝BIM技術應用主體預留和管道施工兩個階段的優(yōu)越性。通過研究發(fā)現(xiàn)，BIM技術不僅有利于提高建筑機電安裝的效率，而且有利于有效控制建筑機電施工質量以及建筑機電安裝成本，為今后BIM技術擴展應用提供技術支持。