BIM技术在建筑机电安装全过程中的应用分析

■ 中铁十八局北京工程有限公司 李春辉

近年来，随着经济社会快速发展、科学技术不断进步，BIM技术作为现代信息技术的典型代表，在建筑行业的应用不断深化。建筑机电安装中应用BIM技术能够充分发挥其可视化、参数化等特点，提高机电安装的质量和施工效率，并有助于合理控制工程成本，提升企业管理水平。本文以内蒙古自治区包头市某建筑框剪结构项目为例，对建筑机电安装工程BIM技术全过程应用作出分析。

1. 工程概况

包头市某建筑框剪结构项目，包括1栋地上1层（商业S2#）、2栋地上2层（商业S1#、S3#）、4栋地上15层（2#、4#、6#、8#），建筑最高处48.09m、2栋地上18层（3#、5#），建筑最高处56.79m、2栋地上22层（1#、7#）高层住宅，建筑最高处68.39m、人防及地下车库，总建筑面积100097.76m2；小区汽车通道设置在地下车库内，并将各车库连为一体。地下人防面积5485.95m2。建筑物总面积为10万m2，主要为18层以上的中高层结构。整个建筑涉及高达8000余台电器设备的安装，以及2000余个综合支吊架的安装。该工程采用BIM技术为其建筑机电安装提供全过程技术支持。

2. 机电安装BIM技术应用内容

2.1 安装方案优化

传统的建筑机电安装工程中运用BIM技术，主要是通过室内计算机辅助操作为主，由于难以将计算机运输到施工现场，给处理建筑机电安装现场问题带来诸多不便，BIM技术优势也难以得到充分发挥。为此，项目施工人员要严格对照现场施工情况，在建筑不同图层进行提前规划，增大了现场施工的难度。同时，由于项目施工过程中容易遭受各种外界因素的干扰，各种突发情况难以控制，需要按照具体问题进行分析，致使出现人力、财力和物力浪费的问题。随着经济社会的发展、科学技术水平的飞速提升，BIM技术得以和网络信息相互结合，有效弥补了传统BIM技术的缺陷。同时，移动设备可以通过对BIM模型的读取，实现对BIM数据模型的动态化全程跟踪，及时了解建筑机电安装的实时情况。除此之外，移动设备中存储有专业模型，可以对现场施工中涉及到的信息进行综合对比，提高建筑物机电设施设备安装质量和效率。

2.2 管线碰撞检查

建筑框剪结构项目中的建筑机电安装环节需要关注不同楼层的管线布置，主要包括对控制供暖系统、电气系统、给排水系统和消防系统的管线安装。因为楼宇管线复杂，涉及多个不同专业，需要各专业工种共同协作完成，如果在设计和安装过程中出现管线搭接错误，势必会影响到机电安装的安全性，也会影响到后续项目施工质量。在此过程中，运用BIM技术可以有效解决上述问题。首先，建设统一的BIM工作系统，实现对供暖、电气和给排水系统的统一调配；其次，建立统一整体建筑机电安装模型，借助计算机辅助手段，对线路是否存在交叉碰撞的问题进行分析，并判断发生碰撞的具体位置。BIM技术在建筑机电系统中的运用既可以帮助解决电线设计问题，又可以大大提高项目施工效率。

2.3 三维可视技术交底

随着BIM技术在建筑行业的广泛运用，使得类型不一的建筑模型经由整合后形成新的系统，并借助三维立体模型直观展示施工状态。在建筑机电安装过程中，运用BIM技术可以对项目施工过程中存在的技术难点进行分析，方便项目技术人员提前对建筑施工重难点进行分析。三维可视技术在该工程应用中的优势主要表现在以下几个方面：一是运用三维可视技术，可以帮助项目施工人员及时发现施工中存在的问题；二是方便业主充分了解建筑设计技术，及时了解建筑机电安装的进度，及时按照业主的需求对建筑物结构进行优化升级；三是基于此技术，项目施工人员可以准确掌握建筑物内部管线的整体布置问题，从多维度了解管线安装情况，防止因不熟悉管线布置情况引发施工事故。

3. 机电安装BIM技术应用阶段

3.1 主体预留阶段

在对建筑框剪结构楼机电进行搭设前，运用BIM技术对桥架搭设进行定位，对点位进行优化提升，使得建筑物在保证质量的前提下做到美观。另外，运用BIM技术，能够及时发现项目施工中容易存在的问题，防止因方案预设存在问题，影响后期工程施工；既能够有序推进工程进度，又能够对现场施工中的套管位置进行提前优化，为后期孔洞定位提供参考。运用BIM技术在对电井、管道井进行优化设计时，要保证井孔预留位置一次性浇筑，防止出现二次开孔的问题，降低人力、财力和物力等资源的浪费。此外，在以上各项目施工环节中，设备信息资料得以详细记录，机电设备参数得到准确记录。借助BIM技术模型分析的方法，对相关数据进行录入和读取，能够大大提高建筑工程机电设备的运行效率和施工准确性。

3.2 管道施工阶段

在进行管道作业前，需要借助BIM技术对供暖管道、给排水管道、电气管道、消防管道等进行提前预设，在确保管道施工技术专业性的同时，对管道施工的重点内容进行不断优化和升级。例如，该项目施工借助BIM技术在综合分析判断的情况下，要求走廊吊顶的高度需大于300cm，在对走廊位置管线进行整体优化后，支架高度架设最高处为300cm，施工单位的工作人员借助BIM技术对实际呈现的数据进行分析，进而确定走廊是否需要安装吊顶。在经过系统分析整合以后，最终决定走廊设计为无吊顶的结构。

4. 机电安装工程BIM技术的优越性

4.1 提高采购环节效率

在项目施工前后以及机电工程安装过程中，都需要提前做好相关准备工作，确保施工所需要的设施设备及时到场。传统的人工预算具有无法预料结果变化的缺陷，容易导致采购出现不足或者超出项目预期的情况。在建筑机电安装过程中运用BIM技术，可以对采购环节中物资采购数量、类型进行提前整合和预算，从而大大减少采购数量与实际结果不符的问题，经综合分析，制定机电安装预算方案，可以有效提高整个采购过程的可控性。

4.2 合理调节资金

对于已经完成建设的机电设施，传统人工预算的方式主要依靠预算工作人员进行预算，或多或少会影响预算的精确性，进而影响整个项目的经费预算。在建筑机电安装中运用BIM技术，借助虚拟模型，对需求模块进行深入分析，有助于有效控制预算成本，对施工资金进行合理安排和使用。

4.3 构建机电安装标准化构件库

在建筑机电施工环节中运用BIM技术，可以借助虚拟模型的构建，来提升建筑机电安装的效率。同时，建立建筑机电安装全过程的信息管理系统，既可以全面观察建筑机电安装的相关数据，又能大大提高建筑机电运行效率。

5. 结语

本文以包头市某建筑框剪结构项目为例，对以安装方案优化、管线碰撞检查、三维可视技术交底为主的机电安装BIM技术应用内容进行了分析，总结了机电安装BIM技术应用主体预留和管道施工两个阶段的优越性。通过研究发现，BIM技术不仅有利于提高建筑机电安装的效率，而且有利于有效控制建筑机电施工质量以及建筑机电安装成本，为今后BIM技术扩展应用提供技术支持。