基于BIM技术的机电工程模块化建造应用概述

刘友青 侯玉勇

摘 要： 机电工程模块化建造作为一种新的建造模式，能够大大提升施工的效率，为机电工程的建设带来有利的条件。本文阐述了BIM 的概念以及应用优势，介绍了机电工程模块化建造流程，并且详细分析了基于BIM技术的机电工程模块化建造应用，通过有效运用BIM技术开展模块化建造施工，可使机电工程的整体质量得到提高。

关键词： BIM技术;机电工程;模块化建造

【中图分类号】TU198.6     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0168-01

引言

BIM技术作为一项重要的技术，在我国得到了广泛的应用，具有较多的优势，将其应用在机电工程建设中能够使工程的质量得到提升。由于机电工程中涉及的内容比较复杂，建造花费的时间比较多，为了保证建造的科学性，可借助BIM技术进行辅助，实现机电工程模块化建造，为机电工程的整体建造提供相应的条件。因此，应对机电工程模块化建造中BIM技术的应用进行详细的分析。

1 BIM 技术概述

1.1 BIM 的概念。BIM作为一種计算机与建筑行业的重要手段，可将二维的建筑设计图转化成为三维立体样式，使非专业人员能够从图纸中获取到相应的信息。运用计算机模型中的虚拟通路手段能够实现对机电工程中的水电、消防及燃热管道的通路情况的测试，使方案中的设计缺陷得到弥补，保证了管道的使用寿命。在机电工程的设计及施工等过程中，BIM技术能够发挥出有效的作用，使机电工程的施工效率得到提高，还能够给施工企业创造更多的经济效益。

1.2 BIM的应用优势。BIM系统在建筑设计中有着较大的优势，能够使设计具有更好的技术支持。BIM设计以3D模型的形式呈现，设计人员能够更加便利地进行沟通，使设计工作顺利进行，不需要进行想象就可以直观地看到设计的效果，甲方向设计人员提出了修改意见的时候，能够更加精准地提出问题。施工过程中，结合BIM模型，施工人员能够核对设计的效果及要求，使设计与施工等环节的沟通成本减少，给企业带来更多的效益。在BIM模型中，能够高效地完成管线的验证工作，为了保证结果的准确性，可运用计算机模型对机电通路稳定性进行准确的测试，结合测试的结果来比较不同的方案，并且在其中选择最佳的方案，为设计与施工带来有效的保障。

2 机电工程模块化建造流程

模块化建造是对各个专业及工序进行分配、结合，使加工厂制作的模块组运输到现场，运用吊运设备进行组装，利用BIM技术进行建造，在施工中运用平行作业及工厂化预制的模式，使施工的效率提升，加强建造的效果。应用BIM技术进行机电工程模块化建造的时候，需要将管道工厂化预制以及现场装配式安装结合起来，按照以下流程进行作业：搭建机电设计模型→管线综合优化→机电模块管道分段→模块虚拟加工与拼装→模块编码→组合支吊架系统→生成加工图及材料表并下料→工厂预制及模块组合拼装→现场安装、模块连接。

3 基于BIM技术的机电工程模块化建造应用

3.1 构建机电设计模型及优化管线。结合建筑的结构以及机电图纸内容，使用Revit软件建立三维模型，对厂家所提供的机组、阀门以及管道附件进行精确模拟，根据不同专业系统管道及附件设置不同的颜色，并且将管道系统颜色对应表列出，可为之后的作业提供便利的条件，避免施工错误的问题。建立好三维模型之后，需要考虑工程的规范以及施工现场的情况等方面内容，参考施工的要求来进行管线排布的优化，使管线能够达到工程建设的标准。

3.2 机电工程管道分段。将机房的管线深化之后，需要考虑到限制的因素，例如预制加工半成品管组的搬运及吊装等环节，分段的过程中需要分析管道的连接方式，按照工程建设的要求开展分段作业，还应根据以下原则进行操作。首先，管段的构件应尽量减少分段，避免接驳点过多而造成渗漏问题，还应保证分段的合理性，考虑到工厂的加工能力以及模块的质量，结合施工中可能产生的影响进行全面分析，保证施工的效果。在分段作业中，半成品管段运输及吊装是其中的重要内容，加工厂到施工现场之间的道路的特点也会对管道构件的分段带来一定的影响。

3.3 虚拟加工模块化机电系统。为了保证加工厂预制加工管道的组装效果，可运用BIM技术进行管段拼装虚拟仿真预演，在计算机中模拟模块组、支吊架等部分的施工顺序，预先发现在组装过程中工序不合理问题，并且明确施工中操作难度较大的节点。可通过观看模拟过程的方式来进行交底，使施工人员了解安装的各项步骤内容。

3.4 制定加工图及材料清单。综合考虑上述原则，在明确管道分段方案后，在三维模型中确定管道尺寸、空间位置及综合支吊架定位直接利用BIM软件对模型进行泵（机）组模块加工图、管道预制加工图、风管桥架预制加工图、支吊架预制加工图的绘制，并由软件自动生成相应的材料加工料单。

3.5 工厂化预制及模块化拼装。在专业加工车间，使用全自动生产线统一进行管道的预制加工、风管桥架预制加工以及支吊架加工。预制加工需要按照以下要求进行，首先，加工中需要考虑到预制、运输及吊运等因素，使预制率能够达到85%以上。在接驳点较多的管段，预制加工的难度比较大，需要由工作人员进行土建空间测量，在对土建误差进行分析之后再开展集中加工预制工作。预制管道支吊架的时候，需要对土建误差进行明确，使用三维放样机器人将采集的点云模型以及BIM模型进行拟合，找到误差点，进行现场安装的时候进行相应的调整。

3.6 现场安装与模块拼接。在进行现场装配的时候，需要由项目技术负责人来编写施工方案，对安装班组进行虚拟仿真模拟视频交底，明确施工中的重要环节，使装配施工能够高效完成。在预制装配的过程中，需要按照以下要求进行，首先，预制管组吊装前，需要对方案进行受力校验计算。在第一组装配过程中，需要根据设计图纸的位置进行准确安装，避免对后续相连的管段组产生影响，为施工带来保障。当每完成一组装配之后需要对安装点位进行校核，针对存在的问题，管理人员应分析其原因，采取有效的措施解决问题。其次，在施工中，装配完成一段管道之后，技术人员需要及时对上面的二维码进行扫描，更新信息，使施工中的信息能够统一对应，有效防止交叉施工带来的影响。

结语

机电工程模块化建造作为当前机电工程建设中的新内容，突出了模块化建造的优势，能够有效提高施工的效率水平。为了加强施工的质量，可将BIM技术融入到建造过程中，按照建设的要求进行施工，先构建机电设计模型及优化管线，进行机电工程管道分段，之后虚拟加工模块化机电系统，并且制定加工图及材料清单，完成工厂化预制及模块化拼装、现场拼装施工，使工程建设能够达到实际的要求，促进了机电工程建设的快速发展。

参考文献

[1] 梅俊，蒋凤昌，王进.BIM技术在大型复杂工程机电专业中的应用研究[J].江苏科技信息，2020，37（16）：68-70.