建筑机电安装工程中BIM技术的应用

    王镇安

    摘要：BIM技术作为现代信息技术的典型代表，在建筑行业应用度不断深化，建筑机电安装中应用BIM技术能够充分发挥其可视化、参数化等特点机电工程作为建筑工程的重要组成部分，其工程质量对整个建筑工程都有着极其重要的影响，BIM 技术在机电工程中的应用可以促使方案优化，提升工程质量和效率，降低施工成本。在建筑机电安装工程中能够全面科学地使用此技术，可以极大地促进了施工进度、质量等方面的提高，从而带动机电安装行业整体水平的进一步提高。

    关键词：建筑工程;机电安装;BIM技术

    中图分类号：G4 文献标识码：A

    对于建筑物来说，机电各专业的施工质量和安全功能对建筑物使用过程发挥着至关重要的作用。由于人们对建筑物安全使用性能的标准不断提高，所以必须运用更高的安装施工管理技术，从而确保机电安装工程能够达标，给用户提供良好的办公、居住环境。建筑机电安装工程中应用 BIM 技术先通过建模软件对各安装专业系统进行模型建立，再利用相关软件进行管线碰撞检查，调整至合适的标高位置，减少了施工过程中的返工和材料浪费等问题，为后期施工带来极大便利。

    一.BIM 技术概述

    （一）BIM 技术就是建筑信息模型，通俗来讲，是将建筑工程各阶段的工程信息输入模型，可以为实际施工提供参考，实现提升建筑质量的目的，在三维技术的协同下，可以实现收集工程数据来对施工建筑物进行实物模拟，最后，建立统一的工程数据模型。

    二.BIM技术应用重要性

    （一）提高设计质量

    建筑机电安装工程的质量标准要求较高，在安装过程中如果没有仔细地做好各个细节管控和考虑，那么很可能安装作业无法顺利完成，严重影响到施工工期。为此，在安装建筑机电工程中需要将设计安装的准确度提升，同时充分考虑工程实际情况，加强准备各项工作，保证机电设备能够和项目施工要求相配套，保证准确地设计安装机电工程。机电安装往往对工作人员的专业技能有着较高的要求，但是仍然不可避免地存在各种问题。建筑机电工程中应用 BIM 技术能够利用 3D 技术直观地呈现出机电系统安装整个过程，工作人员利用虚拟模型可以合理安装机电设备，保证各个数据参数精准无误，有助于机电设计安装整体质量水平的优化。

    （二）合理调节资金的使用

    在传统的建筑机电工程中往往由有经验的工作人员估算机电安装所用资金预算，但是预算工作容易受到多种因素的影响，很难保证每次预算都和实际相符合，很可能会受到各个因素的影响出现较大的偏差，这就导致工程资金使用率降低，为后续企业资金周转埋下一定的风险隐患。BIM技术在建筑机电工程中的应用能够根据虚拟模型合理分析施工细节，明确影响安装工程的各项因素，从而合理分析具体实际情况，通过模型快速准确地得到预算方案，保证预算方案合理性，提高预算方案的准确度。此外，工作人员利用 BIM 模型能够及时发现预算中不合理之处并且调整解决，细致地分析问题，从而保证预算方案的充分落实，保证合理使用工程资金，将企业的经济效益提升。

    三.BIM技术的优点

    （一）信息全面性

    在机电工程中利用 BIM 技术可以构建数据库、建筑信息模型，将产品型号、规格等输入到模型当中，保证施工人员能够快速准确地获取相关的信息，能够集中管控和辨识相关数据。工作人员的主要工作是将相关信息录入到系统中，保证录入的数据准确及时，从而为其他相关工作人员提供相关数据，保证机电安装工程的效率提升。

    （二） 可视化

    利用BIM技术构建的信息模型能够直观地呈现出建筑机电工程安装完成后的效果，工作人员可以对安装过程和安装结果直观地查看，并且模型可以展示出各种数据，工作人员通过分析、修改调整相关数据查看安装效果，有助于优化施工方案，能够降低后期出现施工冲突的问题。

    （三）参数性

    利用 BIM 技术可以将各种参数输入到模型中，工作人员可以高效地调取需要的数据，能够实现参数设计智能化，各个部门和单位能够在 BIM 平台上相互沟通交流，能够将参数差异性降低，有助于工作效率的提升。

    （四）全生命周期

    将 BIM 技术应用于建筑机电工程当中能够开展全过程、周期性的控制，有助于发挥出 BIM 技术的优势。比如施工单位可以利用 BIM 技术整体规划设计，做好施工进度、质量、成本等方面的协调管控，能够模拟机电安装过程，深入剖析相关信息，施工企业可以按照计划方案开展合理管控，有助于各项管理方案、施工方案、管理制度的落实，有助于监视机电安装的各个环节和步骤。

    四.BIM 技术在建筑机电安装工程中的应用

    （一）BIM 技术建模实施过程

    对于建筑工程而言，BIM 技术在施工中发挥着重要的辅助作用。首先，根据设计方案作出的 BIM 建筑信息模型，在模型中体现出建筑工程中特殊位置的形态特征和设计构思等，再将此交给接受后续施工的企业。而负责机电安装工程的企业在充分利用BIM信息模型后，以模型特点为依据，并与现场实际施工经验相结合，有利于构建以机电安装工程为主的 BIM模型。与此同时，由于建筑物结构已经确立了总体格局，而部分固定区域也已经标注明确，因此进行机电安装工程施工的企业要在充分考虑现场实际情况的基础上开展后续施工工作。

    （二）基于 BIM 技术的建筑机电管线的综合优化分析

    在进行建筑机电管线安装时，最困难的部分在于：若发生机电管线或者管道冲突的问题时，处理方式仍然只遵从旧的规范避让原则，也就是“电管让水管，水管让风管，小管径让大管径，冷水管让热水管，有压管让无压管，重力排水管优先”的原则，既难以有效处理碰撞问题，也会因为建筑结构设计的特殊性，让问题进一步恶化。而在 BIM 软件中，Navisworks 软件功能则为有效解决建筑机电安装各专业系统中的“碰撞问题”提供科学规范的解决方法。假如仍然采用以往的解决方法，单个处理找出的问题，既耗费大量人力物力，也极易在处理碰撞问题时带来新的质量安全隐患。因此充分发挥 BIM 技術的作用，科学解决各专业管线交错的问题，从而在源头上有效消除此类问题。

    （三）物料管理

    利用BIM技术能够将所有物料种类、价格、数量等信息统计到模型当中，并且和模型结构相结合对机电工程安装所需要的成本进行精确计算，这从很大程度上控制了机电安装工程造价，同时能够提升项目预算编制效率。此外，在施工进度管理中利用BIM技术能够实时检测物料的使用情况、供应情况、价格更新情况等，保证采购人员根据实际情况合理调整采购计划，明确材料入场时间，将物料使用效率提高，保证材料供应及时的同时避免大量材料堆积到现场影响施工秩序。通过灵活地应用BIM技术能够提升物料管理水平，能够保证施工进度方案的高效落实。在工程初期可以对所需物料进行统计，一方面，减少工程前期造价的时间;另一方面，可以保障物料选择的正确性以及物料的使用率。例如，对物料中三角形面积计算，BIM 技术自动执行 s = （a+b+c）/2S = ah/2 的运算，最终转化为=a2sin Bsin C/（2sin A）（a、b、c—三边长，H—a 边上的高，s—周长的一半，A，B，C -内角）。

    （四）BIM 技术在三维可视化技术中的应用

    以往的机电安装工程施工时，虽然同样是依照设计图纸进行施工，但完工后总是有与图纸有偏差的地方。将 BIM 技术应用到三维可视化技术中可以完美解决这一问题，通过信息化模型的建立，将整个施工方案用图像形式展示出来，这相当于对工程做了一次现场指导，通过模拟工程进度和实际工程进度的对比可以快速找出工程建设中存在的问题，并采取相应的改善措施，确保施工的顺利进行。

    （五）BIM 技术在协调管道安装中的应用

    建筑机电工程中最多的就是管网的铺设，管网安装铺设的质量和进度会影响整个工程的进度，因此，确保管网的严谨性很有必要，BIM 技术在协调管网安装中的应用可以解决很多问题，一方面，可以利用 BIM 技术对管网的线路进行检查，模拟机电安装的全过程，确保管网安装设计的合理性;另一方面，通过对现场数据的收集和分析，可以实现对管网安装的实时监督，确保管网布设的进度。

    （六）建立关于 BIM 运行的組织机构

    对于机电安装工程来说，以 BIM 技术为基础的组织机构具有重要作用。而该组织机构主要由三个方面构成，依据项目实施顺序将进行说明。第一部分，即在项目实施之前，技术总负责人要确保项目工作的安全性，并对各项资源与任务进行科学安排与分配，同时也要重视对工作过程的详细记录及核对，以便于后期的审核与反馈。第二部分，在项目进行的前半部分，模型组处于关键地位，不仅要在项目计划的周期内完成模型的构建工作，还要对碰撞报告进行全面分析，从而选出最佳模型方案。第三部分，在项目进行的后半部分，应用组在其中发挥着重要作用。应用组既要以前两个环节的模型及拟定的施工组织设计为依据，对现场施工做出科学统筹分配，也要密切注意生产进度的变化，以达到有效控制生产成本的目的，还要对施工时各方面的相关数据进行精确记录，从而确保能够找出不准确的数据并及时进行修正。

    （七）优化设计图纸

    由于机电安装工程难度高，管线相互交错，所以在进行施工时经常因为管线碰撞现象所困扰，为施工进度带来了极大的阻碍作用。

    而在机电安装各专业汇总时充分利用 BIM 技术，则能够通过动态演示的方式，有效检查设计管线，并在运行过程中找出管线设计中的不合理之处，随后科学改善管线设计方案，为设计的实用性与科学性提供保障，以免施工过程中因此延误工期，从而对机电安装质量带来不利影响。与此同时，机电安装过程中要确立科学合理的标高，从而避免安装时对建筑的主体结构造成破坏，因此要求设计人员设计阶段进入现场，既要进行详细严谨的测量，也要通过提高放样的精确性，确立合理的标高，并以各类重要数据为依据，科学绘制剖面图，然后利用 BIM 技术的可视化功能，通过模拟的方法，对信息模型进行科学建设，并提取出准确的参数，从而对管线碰撞问题进行有效处理。除此之外，机电安装工程图纸设计时还要对管线设计进行全面分析，以达到对安装工程中所需的设备材料规格与数量等信息详细了解的目的，并确保预留孔洞、管线的铺设以及设备安装的顺利施工，从而促进机电安装工程施工效率和质量观感的进一步提升。

    （八）对施工成本的控制

    利用 BIM 技术构建的模型能够模拟整个工程建设过程，能够准确高效地计算整个工程所用的材料、设备、人员等，可以准确地预算人工本、材料设备成本等，达到控制机电工程成本的目的。技术和经济是控制机电工程施工成本的两个最为主要的方面。技术方面主要是利用 BIM 技术构建模型，优化机电工程施工方案以及材料性能参数，并且快速收集整理相关数据信息。利用BIM技术的模拟、分析、处理等模块能够对出现的问题快速响应，保证管理人员和施工人员及时发现问题，保证技术交底充分详细，降低技术方面带来的经济损失。在经济方面，主要是相关管理人员全过程控制机电安装工程的成本核算、采购、材料使用等，有助于高效处理数据信息，能够有效控制机电安装的成本[。

    结语：综上所述，现代建筑行业不断发展，机电工程作为现代建筑必不可少的内容越来越受到各界关注。由于建筑机电工程项目的施工难度不断增加，因此建筑企业中的领导者及技术管理人员要重视对先进技术的研究应用。在建筑机电工程中应用 BIM 技术可以完成碰撞检查、优化设计、成本控制、进度优化等诸多工作内容，能够节省工作人员工作量，有助于机电工程安装效率的提升。当前建筑机电工程施工中仍然存在一些需要改进之处，相关工作人员要积极发挥BIM技术的优势，提升机电工程安装质量。

    参考文献

    [1]黄军才，杜运坡.BIM技术在公共建筑机电设备安装工程中的应用研究[J].工程建设与设计，2020（02）：263-264.

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