机电设备施工中BIM技术的应用研究

机电设备施工中 BIM技术的应用研究

李飞

中铁一局集团电务工程有限公司电务公司 陕西省西安市 710054

摘要：将BIM技术应用到机电设备施工过程中，重点强化前期设计阶段工程三维模型形成和应用，在优化选择设计方案基础上，能够从数据平台信息共享交流、保证设备和管线施工满足工程要求，强化施工过程落实中监督管理。严格促使BIM技术应用价值的充分发挥，满足工程项目成本管控、成本控制和工程建设目标等方面要求，促使机电设备安装项目建设水平得到有效提升。

关键词：机电设备；施工过程；BIM技术；应用研究

一、应用BIM技术的重要意义

现今，随着现代化信息技术深入到生产生活各个领域，我们的建筑行业也迅速进入了BIM信息化建设时代。大量实践证明，BIM技术的充分应用提升了整个建筑工程行业的发展水平，将信息化技术优势充分发挥出来。目前建筑领域体量越来越大，工期越来越紧，专业交叉越来越多，业主的标准和要求也越来越高，为此设计、施工中采用BIM技术也越来越广泛。因此BIM技术应用于建筑工程项目施工中具有非常必要的现实意义。

建筑工程项目从前期规划设计到施工过程建设再到竣工验收等各个阶段，应用BIM技术需要考虑各阶段之间的衔接。BIM技术的应用在提取参数的时候需要结合工程项目本身实际状况；工程建设目标的实现需将结构、建筑、设备、电气等相关专业充分结合在一起的同时，还应考虑与施工的组织、工艺、工序相结合；在施工前应用BIM技术通过三维建模可以将施工效果全面、具体和直观的展现出来，为工程施工人员提供多种方案，优化施工组织设计，这就为工程项目实现高水平建设发挥有效的促进作用；此外，对于工程项目成本和质量而言，都需要严格管控施工过程，通过BIM技术可以提前预判施工的难度、施工精度，为施工工具和施工设备的选择提供了参考和比较，提升工程施工的效率，避免后期返工现象出现，促使建筑工程项目效益最优化展现出来。

二、机电设备工程施工中应用BIM技术的重要意义

1、有效提升和改善机电设备工程施工质量

BIM技术通过三维模拟效果的展示，能够促使施工管理人员在正式施工之前，发现、预测施工过程可能存在问题，提前做好预防工作，为工程项目实现高质量建设发挥有效促进作用。此外相关施工人员通过前期学习，能够把握工程项目施工难点和重点，提前针对各个施工环节进行有效分析，严格把控施工材料应用，机械的选择，在充分满足工程项目施工需求基础上，加强协调合作，为实际施工建设奠定基础，避免相关质量问题出现。

2、满足工程项目施工进度管控目标

将BIM技术应用到机电设备工程项目施工中，能够通过三维模型实现提前总结，严格按照模型展示督促现实施工进度，做好进度总结工作。此外，相关工作人员做好记录工作，及时与前期进度管控规划实现对接比较，一旦发现严重超过工期控制范围时，及时核查调整，在不影响工程施工目标下，促使进度管控和计划保持相适应。

3、有效控制机电设备施工的成本

在机电设备工程施工建设中，控制工程项目施工成本是非常必要的。相关管理人员在工程项目实际正式施工之前，实现对工程的模拟操作，能够明确各个环节使用所需要的材料和其他方面基本信息，以此实现对材料的预加工处理，严格按照施工进度灵活性调整，避免资源浪费，提升资源应用效率。此外，通过BIM技术应用到机电设备施工过程中，能够避免工程施工出现随意变更现象，严格按照方案规划落实一系列的操作施工，实现成本控制。

三、机电设备施工中BIM技术的应用实例

腊山御园房地产开发项目二期总建筑面积10.7万㎡，项目从设计到施工全程应用BIM技术，在施工前组建BIM团队优化设计图纸质量，提高各专业设计效率。地下车库项目在地下一层开辟出一条安装后净高达到2.85m、净宽2.6m的车行通道，保证了搬家车顺利达到每个单元出入口，为小区业主提供了便利。本项目也荣获了2017年度山东省（BIM）技术应用成果设计组三等奖。以下对BIM使用过程进行分析和介绍。

1、建设数据平台

本项目首先通过BIM技术先建立项目的三维模拟图形，全面、立体的将机电工程各个专业的整体设计全部信息化、数据化。然后利用BIM的模拟功能对现场机电工程进行预先的模拟，比如本项目对暖通、给排水设备、消防、强弱电材料的摆放位置、摆放方法和线路进行规划，在对车行通道、卷帘门、暖通、给排水、电气设备的进行模拟的同时，也模拟了机电设备的摆放位置和施工时机械的布置位置以及具体操作流程等。通过三维展示使技术人员、施工人员更加直观的了解施工的安装过程、步骤以及最终需要达到的建造目标，在展示过程中共同讨论施工的可行性，收集合理化建议，最终提出更加合理的施工方案。

例如：原设计卷帘门的安装方式为侧装，制约了车道的净高。通过探讨提出将卷帘门改为侧装，同时机电各专业将管线绕到卷帘门两侧，这样通过三维模拟，确定了施工方案，车辆通行满足使用要求。施工中着重在此部位进行管控，减小了管控的难度。

在这，需要注意的是使用BIM技术设计机电设备安装建设数据平台时，各个专业信息之间的交流与共享是关键性环节。建立三维模型要尽可能在模拟中详细的标记出不同区域的不同设计结构、标高，需要的设备型号、尺寸等信息。只有模型切合实际才能有利于施工的顺利、高效进行。

2、建立各专业详细的BIM模型

利用BIM技术建立三维模型后，本项目机电相关专业开始搭建各专业的BIM模型，对于一些施工难点、疑问较多的部位和节点，利用精确模拟进行优化。在虚拟的三维环境下方便发现设计中的碰撞冲突，大大提高了管线综合的优化设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突，也显著减少由此产生的变更申请单，减少了施工顺序错误或者施工方案不合理导致的返工或者浪费现象。大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。最终有效的保障工程后期的质量、设计的准确性，达到了预期的目标。

例如：本项目车道上方通风管道原设计尺寸为1250*400mm，通过建模发现与车道出现碰撞，与设计沟通后将其变更为2000*250mm，满足车道标高和通风专业风量要求。这样施工前材料预加工精性大大提高，提高了施工效率。

在这，需要注意的是使用BIM技术建立各专业模型需要协同考虑和配合，主要包括机电碰撞检查、管线综合深化设计、净高优化分析、车道转弯半径净宽优化分析等。

3、管线综合绘图及BIM模型跟进

建立各专业详细的BIM模型后，就可以进行管线综合绘图。管线综合绘图改变了传统CAD图纸的单一的线性设计的二维图纸，实现了点、面相结合的三维立体绘图，如有设计变更需要及时的调整。BIM技术的图纸联动修改功能发挥着至关重要的作用，在对某一部分进行数据改动时，其他相关数据信息都会自动变更与之协调的信息，通过联动修改功能可以有效减少设计人员工作量，提高工作效率。

例如本项目供电局户表系统不在原设计范围内，这就需要在供电局图纸下发后及时将其与BIM模型进行跟进。BIM工程提取桥架等规格、型号、走向、标高等参数通过图纸联动修改功能实现一键同步联动修改，非常便捷，避免纰漏。在更好的指导现场施工的同时，对变更后实际需求的材料类型和种类进行统计从而节约施工成本，更好的保障施工质量，提高施工的效率和进度。

在这，需要注意的是BIM模型跟进必须与设计变更同步，变更设计的参数提取要保证及时、准确。虽然变更可能是其中的某个专业但仍然需要协同考虑相关专业，避免对造成其他影响。

4、施工成果展示

腊山御园房地产开发项目二期车库机电设备安装施工成果展示是我公司联合设计院打造的基于BIM协同平台的试点项目，将设计图纸与BIM模型紧密配合，将BIM模型与施工现场紧密结合。现场发现问题后第一时间反馈给BIM工程师并提出相关优化意见辅助进行修改，提高了解决问题的速度，将问题解决在施工之前。本项目BIM技术在机电设备安装中通过三维建模技术，能够直观、清晰的呈现出整个机电设备安装的整体结构、管道的布置、构造、材质等具体的情况。实现了全面的展示机电设备的设计成果。所以，在成果展示的环节，可以通过对模型的展示，全面的了解机电工程的具体情况，深入分析、探究，找到不足，进行及时的修改，能够减少在真正施工之后问题出现的次数，避免资金的浪费；能够切实的提高机电设备设计的有效性与合理性。极大的提高机电设备施工的质量。以下附图分别为车道模拟、机电管线模拟。

结束语

综上所述，BIM技术最大的特点就是能够通过建立三维参数来实时对建筑物进行精准的模拟。首先收集模拟建筑物的相关信息，根据施工的需要进行相应的筛选，提高信息的利用率，对工程有一个准确的了解、判断；同时BIM技术是一门综合性较强的学科，需要实现数字化加工、计算机技术、工程设计等功能，将信息进行整合，使信息之间具有完备性、关联性、一致性，从而建立三维建筑模型。将BIM技术应用到机电设备的施工之中，能够提高机电设备设计的质量，提高施工过程的系统化管理，有效的提高项目的效率、质量，尽量的缩减工程周期。要想将BIM技术大范围的应用到机电设备项目之中，设计人员应该不断深入的完善BIM技术，施工人员应该将BIM技术与传统的施工工艺相结合，寻找二者之间的平衡点，在最大限度满足使用功能的前提下，避免碰撞，减少返工工程量。

参考文献

[1]董大纲，蔡悠笛，张杰，等.BIM技术在暖通空调设计中的应用初探[J].暖通空调，2013（12）：105-109.

[2]杨名东.浅谈BIM在建筑设备领域的初步应用[C]//2015年福建省暖通空调制冷学术年会论文集，2015.