建筑电气设备管线安装BIM技术的应用与探析

刘亚东

摘要：社会经济快速发展背景下，各类建筑项目如雨后春笋般的快速兴起。然而从当前大多建筑项目设计与施工实际情况看，面临的问题仍较多，如电气设备管线安装部分，项目相对较为复杂，若未能保证各部分设计与施工的合理性，将直接影响设备管线安装的合理性。通过实践研究发现，设计与施工中引入BIM技术，对提高建筑电气设备管线安装质量有积极作用。本次研究将对BIM技术做简单介绍，明确建筑电气设备管线安装基本原则，在此基础上分析建筑电气设备管线安装中BIM技术的具体应用。

关键词：建筑电气设备;管线安装;BIM技术;应用

作为近年来建筑领域的常见技术，BIM技术以其自身优势被广泛引入到建筑项目设计与施工中。从BIM技术优势看，主要表现为可通过三维模型将所有建筑相关信息融入其中，其仿真模拟结果有可视化、协调性、模拟性等特征，贯穿于建筑工程整个寿命周期。值得注意的是，如何将BIM技术应用到建筑某一项目中如电气设备管线安装部分，是机电安装工程目前需考虑的主要问题之一。因此，本文对BIM技术在建筑电气设备管线安装中的应用研究，具有十分重要的意义。

一、BIM技术相关介绍

（一）BIM技术内涵与特征

关于BIM技术，主要指为依托于三维数字技术融入建筑工程项目相关信息，由此形成的工程数据信息模型，可被应用于建筑工程各环节中。近年来BIM技术应用下，可发现能够用于项目功能特性表达，满足设施实体数字化表达方式。在数字化表达下，其中的信息内容涉及建筑工程各部分，如建筑物理属性、非物理属性，均可被明确表达出来。从BIM技术特征看，主要表现为：①3D参数化，相比以往二维设计方案，BIM技术作为三维设计技术，其优势更表现为借助工程相关参数可实现3D模型创建的目标，做建筑性能模拟分析;②信息化特征，作为信息化技术的重要产物，BIM技术在信息化特征上较为突出，利用信息数据做建筑单元描述，尽管以往CAD设计方式下可进行几何要素包括点、线、面的描述，但难以与BIM技术在描述建筑构件方面的优势表达出来，参数化、信息化模拟优势明显;③完整性特点，除描述3D几何信息外，也可描述建筑设计拓扑关系，且其他许多工程信息如工程量、施工工序、结构类型、建筑材料等均可被描述出来。除此之外，BIM技术开放交互性特点也较为明显，这为其在建筑工程中的应用提供重要技术支撑[1]。

（二）BIM技术在建筑电气设备管线安装中的优势

电气设备管线安装是建筑设计中的重要组成部分，其安装质量直接影响建筑项目整体质量。将BIM技术引入，其优势主要表现为：第一，降低设计难度，节约设计时间。以往管线设计中，要求专业人员做反复协调与校核，工作强度较大。将BIM技术引入，短时间内单人便可完成管线设备的设计调整。相关研究统计发现，对于4万㎡地下室，管线在1个月内可完成调整。第二，工期节约，空间减少。BIM优势在于三维可视化，在管线排布中，利用BIM技术可做碰撞检查，节约工期，同时保证管线布置合理，有助于建筑空间的节约。第三，有助于综合效益提高。BIM技术的应用，可使管线综合排布，且合理利用联合支架，提高资源的利用率，同时对提高施工技术管理水平、降低成本等效果理想，可帮助提高项目综合效益[2]。

二、建筑机电工程管线安装基本原则介绍

建筑电气设备管线安装中，经常与给排水、采暖、消防、通风管道的安装产生碰撞，所以应遵循相关的管线排布原则。具体分析其中的原则，主要表现为：第一，大管优先。由于管线安装中，可能涉及大直径与大截面管道，这些管道在排线上极为困难，如排烟管道、排水管道以及空调通风等管道的安装，占据的净空间较大，这些均要求优先布置。第二，有压让无压原则。其主要涉及有压管道、无压管道，考虑到其中的无压管道大多以重力排水方式为主，如冷凝水排水管、雨排水管、粪便污水排水管以及生活污水排水等，在设计中极为困难，所以当出现与有压管道交叉情况下，要求有压管道进行避让。第三，非金属管优先排布原则。考虑到管线安装中，金属管連接、切割与弯曲均较为容易，所以应以在安装金属管中，避让非金属管。此外，在安装设计中，如水管垂直下方、热水管道上方，均应避免布置电气线路[3]。第四，优先考虑联合支架原则。合理深化设计，如将强电、弱电桥架以及消防桥架的固定采用联合支架，不仅节约材料，而且观感质量良好。

三、建筑电气设备管线安装中BIM技术的具体应用研究

（一）电气专业设计内容

BIM技术应用于建筑电气设备管线安装中，首先需对建筑电气专业设计进行明确。从电气专业设计的内容看，以消防、智能化以及强电部分等为主。在设计文件方面，依据主要设备表、图纸目录以及设计图等，同时按照相关的规范和施工工艺，在BIM技术应用下，以三维模型形式，将所有设计的理念和效果体现出来。

（二）BIM技术应用下的数据信息分析

具体引入BIM技术中，首先要求进行平面图绘制，且图形绘制需有族库支撑。值得注意的是，部分设计人员在采用BIM技术中发现无数据支撑，其直接导致最终的计算精度下降，更无从谈及自动处理。对此情况，考虑在BIM技术引入下做好族库的构建工作，明确族库属性。同时，注意上游与下游数据传递，保证数据结果准确性，这样才能使BIM技术优势得到充分发挥[4]。

（三）BIM技术应用的具体表现

BIM技术引入到建筑电气设备管线安装中，首先需做好方案设计工作。在方案内容中，需明确工程实际，做好主要管线通道、位置、机房面积等相关分析，利用BIM技术将管线安装情况直观的呈现出来，确保方案更加明确。其次，应在管线综合布置中发挥BIM技术的优势。以往电气设备管线安装中，需反复做人工审核图纸、确定施工重点难点，耗时较长，且出现人为失误的可能性较高。在BIM技术应用下，通过模型的可视化与虚拟化，使施工难点与关键点得以捕捉。同时，在展示施工工艺模拟结果，做三维模型交底，更有助于设计与施工人员对项目的直观了解。此外，焊接问题也是建筑电气设备管线安装中的主要内容，焊接质量是否达到标准，直接对管道整体质量有较大影响。BIM技术应用下，可通过模拟结果对所有焊口编号、准确位置体现出来，在施工前，做好施工作业指导书，这对降低焊接问题的控制有重要作用[5]。另外，管线排布中，对于管线较为复杂的区域，以往施工中主要通过各专业、各分包现场协调形式实现，大多只图自己施工便利，其他管线排布问题被忽视，由综合机电施工单位组织，应用BIM技术深化设计，通过对机电各系统的设备管线的精确定位，明确设备及管线细部做法，同时节约空间，方便指导现场施工，减少人工浪费[6]。

四、结语：

BIM技术是建筑电气设备管线安装的主要技术支撑。实际引入BIM技术中，应正确认识BIM技术的内涵与特征，明确建筑电气设备管线安装的基本原则，保证BIM技术在建筑电气设备管线安装中的优势充分发挥。通过3D 深化设计、管线碰撞、工艺模拟、管线综合及深化设计、辅助验收等BIM 的应用，以数字化、信息化和可视化的方式提升项目建设水平，做到精细化管理。这样才能使BIM技术充分应用到电气设备管线安装中，提高建筑整体质量。

参考文献：

[1]张永耀.BIM技术在解决建筑工程管线碰撞问题中的应用[J].中国高新科技，2018（21）：109-111.

[2]叶乔亭.BIM技术在高层建筑管线综合安装中的应用[J].安徽建筑，2018，24（05）：90-92+174.

[3]王依然，石军，文哲，谢少文，邓祥.BIM技术在游泳跳水场馆机电管线施工中的运用[J].施工技术，2018，47（S1）：1513-1517.

[4]李甜，杨莉琼.bim技术在高铁站房管线综合中的应用[J].科技视界，2018（18）：177-178+173.

[5]张宇贝. 基于三维激光扫描的复杂管线BIM几何模型构建与应用研究[D].北京建筑大学，2018.

[6]何志刚.BIM技术在建筑机电安装工程中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2018（07）：74.