谈BIM技术在建筑机电安装中的应用

关 汝 勇

(山西一建集团有限公司，山西 侯马 043010)

0 引言

随着我国社会经济的发展和建筑业水平的不断提高，在提高建筑本身施工质量、保证建筑物安全的同时，人们对建筑物实用性和舒适性的要求越来越高。建筑机电安装工程主要包括建筑物内的电气工程(动力以及照明的强电工程，电讯、电视、智能、网络等弱电工程)、暖通工程(采暖和空调工程、通风和排烟工程等)、给排水工程(生活生产供水、消防供水、废水排水、雨水收集等)、消防工程、燃气工程、机械设备工程等。建筑机电安装工程作为整个建筑物的血液工程，直接影响着建筑使用功能的发挥及人们使用舒适度的体验，同时建筑机电安装工程的优劣，也间接的影响了建筑使用周期的长短。

建筑机电安装工程与其他建筑工程相比，具有以下特点:涵盖范围广、涉及专业多、施工时间长；施工场所及工序交叉作业多，施工复杂；新技术、新材料使用多，产品更新快。由于上述特点，造成了建筑机电安装工程在实际施工时不可避免的产生各种矛盾，例如机电安装的预埋件、洞口、管线、基础等与土建工程矛盾，机电安装各专业在设备间相互位置及碰撞的矛盾，机电设备管线在走线及安装后同建筑美观的矛盾，建筑机电安装在使用时同人们舒适性及便利性的矛盾等等。如果在建筑机电安装设计及施工过程中，能很好的解决了上述矛盾，也就是一个成功的建筑机电安装工程，也就能很好的体现建筑的功能性和舒适性，更好的为人们服务。

1 BIM技术

建筑BIM技术，其实质上是一个建筑信息模型，它是以一个建筑工程项目所有信息为基础，通过计算机数字仿真模拟而建立起来的一个建筑模型。它可以使建筑工程项目各参与方，在项目从设计施工到安装使用等全过程中，一方面通过不同的信息建立起拟建建筑的BIM模型，另一方面通过BIM模型来反映拟建建筑的不同信息。它是将传统的设计施工和安装使用信息从图纸的符号中，提升为建筑模型的信息，从而提高建筑工程设计、施工、安装的效率，以及降低其产生各种错误可能，可以说建筑BIM技术是建筑领域继计算机制图计算后，又一次由建筑二维到三维、由单一专业到建筑各专业配合的质的飞跃[1]。

目前，BIM技术在建筑机电安装领域应用越来越广泛，越来越受到各方的青睐。由于前述的建筑机电安装工程的特点，BIM技术的应用，极大地提高了建筑机电安装的施工效率、降低了施工成本、避免了不必要的返工、浪费，尤其是其3D可视化技术的碰撞检查，为建筑机电安装各专业协调、同步推进，起到了很积极的作用。

2 BIM技术在建筑机电安装中的应用

2.1 三维可视化模型

BIM技术三维可视化模型，是BIM技术的核心内容，其贯穿建筑机电安装设计、施工及管理的整个过程。

首先在项目招投标阶段，由于BIM三维可视化立体模型的出现，使建筑机电安装的各道工序、各专业占位与走线，都能很直观的通过三维立体模型反映出来，可以清晰的反映建筑机电安装的各个过程和步骤，有效的提高了业主单位和评标专家对于项目机电安装的接受和理解程度。

其次，在设计阶段，三维立体化模型的出现，及时为机电设备设计人员提供空间布局和后期使用效果分析，提高了设计效率，如图1所示。

再次，在技术交底及施工阶段，三维可视化立体模型的出现，将传统的建筑机电设备平面图纸符号，直接直观的反应成建筑机电设备立体模型，便于施工人员快速、准确的掌握建筑机电安装的技术要求和安装要领，提高了施工效率。

最后，由于三维可视化立体模型的出现，便于后期机电设备的管理和运行,有效的降低了机电设备管理和运行成本。

2.2 基于BIM技术的管线碰撞检查

如前所述，建筑机电安装工程是一个涉及到多个专业的综合性安装工程，其涵盖多个专业的技术领域。例如其强电弱电由电气工程师负责完成设计、给水排水由给水专业工程师完成、空调通风由暖通专业工程师完成等等，由于前期各专业的设计均基于本专业要求来完成设计工作，各专业均需要走线、开洞、安装、预埋等，故在施工阶段，需要按各专业的设计图纸，在同一个建筑空间内实现所有这些安装、走线、开洞、预埋等，且其大部分安装工作集中在有限的设备空间内，导致各专业之间管线、设备等的碰撞几乎无法避免，有时甚至发生机电设备安装同结构承重构件的冲突，传统的安装办法只能是边施工、边修改，甚至是不停的拆除、返工等。基于BIM三维立体模型的管线碰撞检查，在设计阶段，将各专业机电设备安装，根据各专业设计图纸，统一构建在一个立体模型中，即可通过模型进行三维碰撞检查，发现碰撞后及时修改设计，在施工前完全避免管线碰撞的发生，优化了管线布设，极大地提高了建筑机电安装的施工效率，有效的避免了施工过程中的修改、返工等，如图2所示。

2.3 基于BIM技术的现场施工管理

BIM技术的成果终端，一般为平板电脑、智能设备输出的立体信息模型，其在机电设备进行安装施工过程中可以根据不同的需要进行信息的标注、留存、共享等操作，极大地方便了现场施工管理[2]。例如在现场某机电设备安装中发现有安装缺陷或安全风险的存在，现场工程师可以及时的在其BIM设备终端该位置进行缺陷标注、资料留存、信息共享等操作，其他管理人员及监督人员，通过BIM共享设备，不在施工现场，即可很直观的了解该缺陷或风险的情况，及时的做好处理整改工作。该操作将以前传统的监理通知单、验收单、整改单、照片证据留存、整改处理办法、技术交底单等纸质的建筑机电设备安装施工管理程序，完全集中在共享的BIM设备终端，避免了资料的留存、交接、传递等工作，极大地提高了机电设备安装的施工现场管理水平和效率。

2.4 基于BIM技术的机电设备运维管理

建筑机电设备安装工程，有大量的阀门、管线、接头、仪表等，其不仅数量大，而且种类规格多，传统的机电设备运行维护，都依靠管理人员的纸质手工记录来完成信息的登记、修改、更新等，以往这都是一项繁琐且复杂的管理任务。基于BIM技术的机电设备运维管理，可以在模型中相应的机电设备位置，输入相关的设备信息，在运行和维护中，可以及时的查找、完善、更新机电设备的维护运行信息，完全脱离了传统的调取资料、更新信息、保存数据的过程，极大的方便了建筑机电设备在日常的运行和维护管理，提高了工作效率，如图3，图4所示。

2.5 规划施工材料和安装进度

建筑机电设备安装，离不开建筑管线、设备材料的采购、存储以及加工制作。在建筑机电安装领域引入BIM技术，通过三维立体模型的建立，可以科学的优化材料规格和型号，合理的控制机电设备材料的采购、存放、进场时间，提高工作效率。此外三维立体模型可以相对准确的确定设备、管线的尺寸定位，这就可加大定尺成品件的制作比例，减小现场安装工作量，提高成品使用率。此外，目前我国的建筑机电设备安装施工进度管理，还停留在传统的二维纸质管理模式中，对于标段多、设备复杂、工序繁多的设备机电安装工程，传统的管理办法显得力不从心，对机电安装的整体进度计划安排，难以做到统筹、全面、准确的安排[3]。利用BIM技术结合施工现场的监控、扫描等高清影像设备，可以将机电设备安装信息及时反馈给BIM模型，根据模型确定安装施工进度，便于科学合理的管理施工进度，缩短整体的施工工期。

3 BIM技术在建筑机电安装行业的发展前景

随着装配式建筑的发展和大力推广，建筑机电安装工业化是未来建筑机电安装行业发展的主要方向和必经之路，基于BIM技术的建筑机电安装工程已经到了刻不容缓的发展境地。同时随着我国建筑信息化的发展和同国际行业的接轨，传统的建筑机电安装纸质化、二维化的管理模式已经不适应当前行业发展的需要，充分利用BIM技术的工业化建筑机电设备安装工程是今后发展的主要方向。

4 结语

随着建筑机电安装行业的发展，以及计算机三维立体技术的进步，BIM技术在建筑机电安装行业的应用和发展将越来越广泛，它不仅可以有效地提高建筑机电安装的施工效率、降低施工成本，还可以科学化的进行机电安装现场管理和设备运维管理，极大的提高了管理水平。BIM技术在建筑机电设备安装领域的应用和发展，必将带来一次新的技术革命。