BIM技术在机电工程中的应用

BIM技术在机电工程中的应用

陈振华

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摘要：随着机电工程的不断发展，城市机电工程是我国基础设施发展的重要组成部分，主要应用于城市交通信号设施、街道照明设置、安全视频监控设施等，如何提高城市机电工程管理是业界需要关心的事情。BIM技术是基于虚拟构建模型的一种高新应用技术，通过三维建模方式，模拟整个施工全过程。因BIM技术具有可视化、集成化、仿真性等特点，无论是管线碰撞检查还是组织协调，都为城市机电工程的施工管理提供了极大的便利条件，开启了机电工程管理方法新维度。

关键词：BIM技术；机电工程；应用

引言

建筑中机电专业的管线布置设计相比于建筑、结构设计要复杂得多，尤其是各种碰撞问题的解决，始终是一大难点。传统的二维机电设计图纸在信息表达、可读性、修改、更新、交互性和可视化等方面存在许多不足，在协调沟通中容易因存在的问题而发生碰撞，从而导致在施工环节需要返工而导致成本增加。BIM技术的出现，是建筑业的一次全新的革命。BIM技术在机电建模中的应用已经成为现代建筑设计和施工的重要组成部分，现代建筑设计中经常使用BIM建模软件和建筑信息构建三维的模型，以模拟建筑物的真实信息。这种建模方式不仅可以提供更直观的设计效果，减少设计冲突和错误的产生，还能够提高设计的灵活性和效率。

1BIM技术特点

BIM技术是根据项目工程数据建立三维建筑模型，可以直观地展示整个项目施工全过程，为各参建单位提供参考数据。在机电工程建设中，BIM软件可以将整个工程进行系统化，根据项目的实施随时优化施工流程，不断将更改的信息反馈至各参建单位端口，在节约工程成本的同时提升了沟通效率。BIM平台可以进行项目全寿命周期管理，各个环节可以利用动态数据进行展示，保证了项目的协调性，提高了数据的准确性。BIM技术主要有以下特点。

1.1可视化展现

通过搭建的三维模型，在BIM平台窗口可以展示

设计成果、施工动态、管道碰撞和设备操作等。这种可视

化的功能，让管理人员能够更好地预判工程质量和安全

的关键点。

1.2仿真化模拟

BIM平台可以对搭建好的模型进行动态模拟。将相关的分部分项工程赋予定额后，通过仿真模拟可以对整个机电工程的工期、成本进行计算，同时也可以对整个工程的重点、难点进行预判，提前做好预案消除施工冲突。

1.3全过程协调

因BIM平台可以共享数据信息，各参建单位在授权的端口均可提取相关数据。对整个工程的设计、施工、运营有效地组织协调，提高了各单位的沟通效率，打破了地域与时间的壁垒。

2BIM技术在建筑工程中建设阶段的全生命周期

建筑全生命周期的简称是BLM,属于建筑工程自实施初期的规划调查至建设方案设计以及工程运维，再至最后结束使用的全阶段。建筑全生命周期的属于在项目管理生命周期的概念、规划、实施以及收尾等四个部分的基础上，诞生并具备高应用价值的建筑项目概念。全面完整的建筑工程项目全生命周期需涵盖工程初始阶段的规划、工程设计、工程施工、运维保护四个部分，且以上部分均存在极为紧密且必然的联系。将BIM技术科学应用至建筑工程的建设之中，能够帮助相关工作人员高校衔接建筑工程全生命周期内的全部施工流程以及管理环节，进而有效实现协同管理的建筑工程建设目标。

3BIM技术应用

3.1模型创建

把各专业的二维设计图纸转换为三维的BIM模型的过程称为“翻模”。鉴于科技馆项目规模大、机电管线复杂密集，只有不断地进行调整和改动，才能保证构建模型的准确性。本研究首先使用revit软件创建科技馆的柱、梁、板、墙、楼梯、门、窗等建筑模型，再使用revit和MgiCAD软件创建水系统模型，包括给水系统、排水系统、消防水系统、喷淋系统模型；电系统模型包括强电桥架、弱电桥架的建模；空调系统模型包括空调水系统和空调风系统。在机电管线模型的绘制过程中，首先应当分专业、分系统进行绘制，在确定初步排布方案后，再由各专业进行协同建模。建模要在同一个样板文件中建模，以保证建模标准的统一性、成果的一致性。在建模过程中，需要根据设计图纸和施工要求，来设置管道的起止点、管径、材质、连接方式等参数，并确保管道与设备的连接是正确的。

3.2冲突检测和管线综合

通过BIM软件设计完成该建筑工程的工艺、建筑、结构、电气、仪表自控以及暖通除臭等全部专业化模型的管线之后，还需要利用摄像装置的视口检测、漫游以及碰撞检查等方法，精准确定该建筑工程设计存在的冲突以及碰撞情况，以此有效保证细节布控的强化力度，同时完整严谨的编制出三维校审以及管线综合完善报告，并将其交予相关专业人员予以进一步深化，之后循环上述步骤，一直到全专业协同高效解决繁琐位置内全部的碰撞情况。

3.3偏差分析

在BIM环境中，偏差分析可以通过对BIM模型中的实际数据与预期计划的数据进行对比来实现，用于检查项目的实际进度、质量和其他关键指标与最初计划之间的差异。对这些差异的深入分析有助于识别问题、制定纠正措施，并提高未来项目的规划准确性。以下是在BIM中进行偏差分析的一般步骤。首先，从BIM模型中提取实际执行过程中的数据，包括实际工程进度、成本、材料使用等方面的信息，确保数据的准确性和一致性。并重新审视项目计划，明确原始的项目计划和预期值，包括项目的时间表、成本估算等，可以是项目启动时的计划，也可以是项目执行过程中进行的中期或阶段性计划。然后，利用稳定分析算法中的欧拉公式，将实际数据与BIM模型中的预期数据进行对比计算，确保BIM模型中的信息准确且反映了实际的工程状态，包括施工进度、材料使用、构件数量等。

3.4BIM技术进度管理

在机电项目施工过程中，因为需要多专业协同建设，增加了进度控制的难度，导致项目工期延误时有发生。BIM技术的出现，让施工项目每个节点都可以进行模拟施工，保持各方施工协调进行、有序开展，使项目工期进度得到了有效控制。在日常机电工程施工中，进度主要受工地布局、管线布置、设计变更等多种因素影响。管理人员通过模拟工艺流程，合理编制安装作业指导书，对关键工作与关键路线进行合理分析，使工期更能够得到保障。并且通过BIM平台采集到的数据，利用赢得值法对计划进度与实际进度进行比较，方便进度偏差的计算。BIM平台还可以输入各种机电子项目消耗的资源参数，形成进度网络图，当进度发生偏离时可以及时采取合适的纠偏措施，优化资源分配，缩短施工工期。

3.5工程量统计与建筑效果

Revit是功能十分强大的一个软件，可以将最终完成的模型生成并导出材料表，并进行工程量的统计，对项目预算和成本控制能够起到重要的作用，Revit软件内置的明细表包括管道、管件和附件等，可以为施工备料提供依据。同时，Revit模型可以导出gfc文件，将gfc文件导入广联达GTJ、GQI中用于计算土建和安装工程量，从而为项目管理单位提供机电工程的材料量统计。Revit的应用实现了工程量与施工进度协同关联，便于管理方实施精细化管理。此外，Revit也可导出FBX格式文件，使用Lumion或DMAX对模型进行渲染，更真实地还原完工场景，给人以更加直观的体验。

结语

综上，BIM在城市机电工程发展中占据了非常重要的位置。BIM技术在机电工程中的管理与应用，使机电工程管理人员的工作效率与水平得到全面提升。这种基于数据集成和三维模型构建而产生的建设信息模型分析技术，满足了城市机电工程建设的需要，可以有效优化施工方案，降低施工成本，为机电工程建设管理提供有力的支撑。

参考文献

[1]李海峰.基于Revit参数化设计在实际项目中的应用[D].南昌:南昌大学,2020.

[2]李雅妮,何宏凯,李丹丹.BIM技术在机电安装工程施工中的应用研究[J].房地产世界,2022(01):128-130.

[3]宋文彬.BIM技术在建筑项目机电设计中应用研究[D].青岛:青岛大学,2021.