BIM技术在机电安装工程中的应用研究

杨辉

天津宇田设备安装有限公司 天津 300454

BIM是基于应用最先进的三维或多维数字设计和工程管理软件所构建的“可视化”数字建筑模型，为项目规划设计、建筑施工、机电安装、项目管理提供“模拟和分析”的科学协作平台。BIM作为一种全新的理念和技术，在欧美国家，其项目应用数量已超过传统项目。机电安装因其自身特殊性，即专业跨度大、设备管线多、系统复杂，涉及范围广泛，包括电气、暖通、给排水、消防等安装工程，施工过程中需各部门协调配合交叉作业，容易出现管线碰撞，造成工期延误和经济损失；同时面临着设计图纸变更频率高、返工现象普遍，公共建筑机电安装技术标准要求高及人性化需求等诸多问题。

1 应用优势

在机电安装施工前的深化设计阶段，将机电专业在三维空间里错综复杂的管线、设备等建筑信息直观、形象、准确地展示出来，从而极大地改善设计，减少错误的发生。在机电安装阶段，通过BIM三维仿真模拟，可进行施工工艺的三维可视化技术交底，让施工人员能清晰直观地掌握施工工艺，提高建筑机电工程的施工质量和效率。对于施工过程来说，BIM技术可优化机电管线布局，减少施工阶段不必要的返工，缩短工期，降低成本，提升效益。

2 应用现状

建筑功能随着经济的快速发展不断发生变化，为了满足人们的建筑物多功能，室内环境高质量的需求，在建筑过程中增加多种功能设备。BIM技术的崛起为建筑行业带来一场伟大的变革。该技术即为将建筑模型化，进行模型的设计，并运用于后期建筑运维。BIM技术开始逐渐使用是在2002年，现如今已经有1/3的企业在百分之六十的项目上投入使用BIM技术，预计在未来两年时间内其使用率将翻三倍，BIM技术在芬兰、挪威和德国等国家的使用率高达60-70%。

3 BIM技术在机电安装工程中的具体应用

3.1 工程概况

青岛某资源化示范工程建设于莱西市青岛新天奇生态循环科技有限公司园区内，工程项目耐火等级为一级，屋面防水等级为二级。为增强办公室空间布置的灵活性，办公室结构形式采用钢框架结构，加工车间也采用门式钢架结构。建筑工程总建设面积达14000m2，其中有20%为办公区域，其余为加工区域。

3.2 安装方案设计

由于建筑机电安装工程管线相对较多，因此为了保证管线的合理性，BIM技术可以根据现场情况，利用3D模拟等技术，对管线进行规划和布置，可以不再出现混淆和交错的现象。另外，利用BIM技术可以对管线碰撞进行模拟检查，根据检查的结果、查勘实际情况以及调整，实现最优的管线距离BIM技术在内部信息平台相互结合，这样在确定安装方案、方案本身变更以后，系统会及时更新，安装人员也会第一时间得到更新以后的方案，避免方案与实际情况存在误差，影响建筑机电安装工程的质量。

3.3 设计优化

（1）机电设备及管网的优化。①对安装部位进行优化分析。对于管道密集的空间区域和机电设备较多的重难点部位，例如各类机房、泵房等，需要综合考虑的因数很多，借助BIM技术可以很好的优化各种机组、阀门、管道、管路附件设备的空间布局，接口方向等，使空间得到最大化利用。②对管线经过的路径进行优化分析。机电专业间的各类管线在敷设时，都需遵循“小管让大管、有压让无压、低压让高压”的原则，BIM三维模型能够帮助对管线的空间路径进行优化分析。③对墙体、地面等部位的预埋件进行优化分析。机电安装工程中有很多需要穿越墙、楼板、梁的预埋件，这些预埋件的位置是否合适、预埋件的尺寸材质是否符合要求，是否有保温、防水、高出地面、后期封堵等要求。借助三维可视化BIM仿真模型可详细地推敲计算出每个细部信息。

（2）碰撞检测。通过对BIM技术的引用，在项目施工之前进行管线综合的三维建模，从而实现将二维图纸向三维的动态转换，使各个系统操作更为专业。借助虚拟模型进行管线的碰撞检查。碰撞检查的基本内容：完成碰撞检查项目，检查结构本身，以便找到建筑和结构间的碰撞。例如，检查建筑、结构、机械和水暖电之间的交叉情况，例如，电气于暖通间的碰撞检查，电气于给排水间的碰撞检查，电气于消防设备间的碰撞检查。与传统方法比较，BIM技术建模可以采用Navisworks自动进行碰撞检查。完成二维图纸向三维模型转换后，对存在结构的梁布置的标高低可以检查出来，使得楼层间距很低，无法造成人的正常通过[1]。

（3）净高优化设计。水电安装的各类管线除了空间上不能发生碰撞外，还必须满足净高标准。当各类管线布置地过低时，虽然不会发生与结构梁及其他管线的碰撞问题，但是可能会影响建筑物内部的净高，导致空间利用严重不合理，甚至会导致发生返工现象。为了合理优化建筑物内部的净空，还必须进行净高优化分析，将各类管线、设施在竖向空间上进行合理优化排布，尽量不影响建筑的功能性，建筑内部走廊部位及地下车库层的净高分析尤其重要。

4 结语

综上所述，地铁机电施工工程是一项复杂的工程，所涉及的行业和专业很多，其中有建筑、暖通等，然而采用BIM技术，不仅让这些专业得到协同作业，还是获得相应的数据，让各个环节都能实现分工明确。本文对BIM技术在建筑机电安装工程中的应用做了相关阐述，BIM技术本质上是三维仿真技术在建筑行业的应用，它能够整合建筑专业的各类工程信息数据，并加以分析、模拟、优化。并利用施工模拟对施工过程模拟，优化施工过程。