BIM技术在装配式建筑机电安装中的应用

李祁东，解中鑫，毕 炜，张光尧

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100010）

机电安装是装配式建筑中的重要组成部分。我国的机电安装一般工作包括设备安装、线路安装、管道安装，所涉及的专业广泛、综合性强、施工工艺复杂。机电安装是否完好决定装配式建筑物使用寿命的长短，采用BIM技术可以有效地对机电管线设计进行优化，从而极大地提高装配式建筑的工程安装质量和安全绩效。

1 装配式建筑中的机电安装模块工作流程

对预制构件进行机电深化设计是装配式建筑项目实施的关键环节，也是工业化住宅优于传统住宅的重要体现。现阶段，装配式预制构件的生产设计较为分散，传统的设计模式是由设计院进行施工图设计，而后交给总承包企业进行预制构件的深化设计(即构件拆分)，设计后转交预制构件生产企业进行生产。设计院对构件的生产要求、生产过程不够了解，难免会出现户型布置不合理的问题，造成经济性浪费。采用BIM技术进行预制构件的设计分析可以极大地提高施工质量及工作效率，减少资源浪费。某项目机电安装流程见图1。

装配式建筑中的机电安装模块工作流程对预制构件进行机电深化设计是装配式建筑项目实施的关键环节，也是工业化住宅优于传统住宅的重要体现。

图1 机电安装流程图

将预制构件的各参数数据集中整合在一起，建立BIM数据库平台，在预制构件的工业化生产过程中，采用BIM平台，通过项目自定义编码，对单个构件实现唯一编码，并将其以二维码形式导出粘贴在各构件上，通过施工现场扫描即可查看对应的构件信息、施工图、设计变更等，实现数字信息化施工管理，并对构件的生产、验收、运输、安装过程进行及时跟踪。

2 实例分析

2.1 工程概况

以某精品酒店为工程背景，对BIM技术在装配式建筑当中的应用展开分析和讨论。本项目总建筑面积约49500m2，建筑主体为地上8层地下2层，建筑设计高度为27.65m。地下为酒店的地下停车场、娱乐房以及配套的办公区域；地上为酒店的客房、会议室、健身房、餐厅等场所。在本项目的机电工程的设计当中，出于本项目的工程定位和地理位置特点，大量采用了被动式日照采光节能系统。

从绿色环保的角度出发，本项目使用的是当地供电局进行研究设计后给出的独立型供电系统，具体供电原理为使用两条供电线和10kV电源进行独立供电，防止由于断电和停电等故障造成酒店的供电中断的问题。本项目的机电安装工程包括酒店的通风、照明、消防、监控等设备和线路的安装。

2.2 BIM技术在装配式建筑的机电安装中的具体应用

根据工程背景可知，本项目为精品酒店对采光具有较高的要求。因此，在进行内部的机电安装过程中需要尽可能地对酒店的层高进行控制。对于机电工程的安装而言，需要严格的对机电工程的管道铺装浇筑厚度进行控制,以此来满足局部线管叠合厚度的需要。因此，运用BIM技术首先需要对机电工程的所有的平面图纸进行汇总，如强弱电、灯具、装饰等。最后利用所有的平面图纸信息进行三维信息模型的科学构建（图2），结合水管施工、暖通施工等排线的设计方案，进行净空高度的完善和优化，并且进行关键节点处三维大样图的明确（图3），从而有效地推动BIM技术在装配式建筑机电安装中的作用发挥。

图2 本项目管线综合前后对比

图3 局部节点三维空间布线图

本项目中的机电工程采用预埋构件。通过这样预埋的方法来减少在施工过程中模版对建筑浇筑的影响，同时也极大地提高了现场安装的灵活性、便捷性。其次，根据BIM技术对在走道的地方容易发生管道叠合地方进行优化设计便于施工。在两层线管叠合交叉的地方，通过BIM模型分析，应该结合实际的情况，在不同管道线路的基础厚度方面进行现场预制结构保护层和内置钢丝网的厚度叠加，从而使得厚度基本保持在65～75mm。在机电设备的关键点，如照明配电箱和动力配电箱的电路输出线路回路的交叉处，由于该处工作负荷强度较大，所以现浇层厚度最低应该在75mm左右，而对于电气管线交错连接现象较少的位置，只需要将现浇层的厚度保持在55mm左右，即可实现对于机电安装的有效性保障。

根据上述图纸可以看出，BIM技术在三维管线综合方面发挥了重要的作用，对于提高地下室管线分布的科学度，以及维持地下室设计的美观度具有重要的意义。同时能够有效地降低项目施工的返工现象，减少施工矛盾的产生，如对于碰撞自行翻弯的现象，利用BIM技术可以很好地避免此种问题，从而进行事前的相应调整，从而提高三维管线综合的经济效益，降低不必要的成本输出。

3 结论

基于BIM技术的装配式建筑机电深化设计优化研究将BIM的信息化和装配式建筑的高效、节能、环保等优点相结合，建立BIM数据平台，全流程进行项目施工管理。目前我国和欧美发达国家相比，装配式建筑的发展还有一定差距。在我国，预制构件生产标准、设计验收等相关规范的出台明显滞后于施工技术的发展。预制构件的生产类型较为局限，尺寸不够精确，容易造成返工。而BIM技术可以将项目的相关生产数据进行整合，弥补装配式建筑信息匮乏的不足。将BIM技术与装配式建筑机电相结合，建立BIM数据库，项目管理人员可将施工图、工艺视频等上传到数据库并进行施工交底，施工负责人可通过手机模型查看相对应的施工图，及时获取施工图变更信息，提高施工的进度以及住宅的精细化程度，减少资源的浪费。因此，将装配式建筑机电与BIM技术相结合具有非常重要的意义。