机电安装工业化中的BIM技术应用与改进

机电安装工业化中的BIM技术应用与改进

摘要：BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型，是以建筑工程项目的主要相关信息数据为基础建立能仿真模拟真实建筑物的建筑模型。可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性的特点使其成为机电安装精细化、工业化的重要手段和工具。本文通过对BIM技术在机电安装工程项目管理中的发展和现状的分析，初步阐述了BIM技术在机电安装工业化中的步骤和应用。 关键词：BIM；机电安装；应用改进

所谓机电安装工程是指将建筑工程中所需要的设备、管路、管线等按照一

定的设计要求人为的组装，用来满足不同的功能要求。它涉及到设备采购、安装、调试等各个方面，其最终的目的就是要满足建筑内环境的功能要求。随着超大型机电安装工程项目的不断涌现，传统的的管理模式已经无法满足这类超大型安装项目的实施，这时就可以用到BIM技术。它可以从根本上解决建筑生命期内各阶段各专业系统间信息断层的问题，从设计、安装、运行、维护等方面全范方位提高工程的信息化水平和处理效果，继而推动整个机电安装行业的工业化进程。

一、BIM技术在机电安装工程中的现状

BIM是一种全新的工程设计理念，它将工程设计前各种管道、结构建立成建筑模型，通过模拟施工进程修正各种出现的问题最后化为数据指导实际项目的施工。随着BIM技术的不断成熟，其在机电安装工程项目中的应用也越来越普遍。许多机电安装项目先后引入了BIM的技术理念，利用BIM与各类3D画图软件的兼容性将BIM技术应用到机电安装工程的日常设计中。但从总体上来说，机电安装工程项目对BIM技术的运用还是停留在初级阶段，有着明显的局限性。具体表现如下：

（一）BIM技术的功能浪费

虽然现在越来越多的机电安装项目增大了对BIM技术的应用，但大部分企业

对BIM技术的认识还只是停留在三维描图、模型建立、设计计算等基础功能上，BIM实际的技术应用还是只开发出冰山一角，这使得其应用被限制。功能的浪费使得BIM技术充其量只能作为机电安装项目中计算布局的一种工具，无法给项目带来本质的帮助。其实，BIM技术真正精髓的功能是其在工程实践，如宏观调控机电安装项目进度、合理分配设备材料资源、控制工程项目成本上的能力，但是这部分技术应用很明显被大部分机电施工企业所无视。

（二）BIM技术应用范围狭窄

在建筑设计或机电安装设计之前，BIM技术能很好发挥其防真建模、宏观布局的作用，但项目施工过程和后期检验等方面已经很难再看到BIM技术的出现。主要依靠具体施工人员经验和技术能力的粗放型管理使得BIM技术很难在机电施工项目中独当一面。进度控制、材料控制、维修运行这些本是BIM技术能大展身手的部分，施工项目组也大多交给施工人员人为控制。同时，地域上发展的不平衡让BIM技术的应用范围更加狭窄，除了一些一线城市，大部分城市的安装企业不会舍得在BIM技术上有大的投入，这样机电安装企业在总体技术上也不可能实现多大的提升。

二、BIM技术的特点

（一）全建筑信息

机电安装工程项目的各参与者、设计者都是使用同一个建筑模型，其在工程项目的不同阶段中加入各自专业的工程设计信息：构建尺寸、材料成分等设计信息；型号规格、功能编码等生产信息；工程造价、连接方法等施工信息；维护修理、使用年限等运营信息。这样极大缩短了整个工程项目的设计周期，提高了工程施工的效率。

（二）全过程覆盖

建筑的生命从方案设计开始到改建拆除结束，这是一段跨度很长的时间。而BIM可以在这段很长的时间内随时提供施工单位或检查机构查阅其构建的模型信息，这个模型为这个项目的所有对象提供了一个统一的交流平台。

（三）全对象协同管理

BIM不只是对工程项目的设计方、施工方和运营商负责，还让建筑实物的业主、管理部门也参与进来，最大限度的发挥了协同管理的作用。

三、BIM技术应用的重要性

BIM技术的应用能宏观调控，减少各种重复施工作业的浪费，有效解决机电安装行业施工效率低的问题，不只如此，BIM在改善技术结构、实现建筑全生命期管理、减少环境破坏等方面都将是一个关键因素。其应用重要性具体表现在：

（一）加强信息管理

信息管理是规避项目风险，减少管理成本的关键一环。BIM技术可以支持并优化整个信息管理流程，通过控制项目进程中具体施工进度来减少浪费、提高效率，从而有效控制项目施工成本，规避项目风险。

（二）加强施工管理

BIM技术的应用很容易与施工管理产生碰撞，施工人员能够依靠BIM技术提供的准确构件信息和定位尺寸等相关数据指导施工安装的具体过程。不只如此，BIM技术对项目材料、设备管理系统、技术管理方面也有自己独特的优势特点，在提供有价值的信息参考同时提升项目施工管理的精细化水平。

（三）平衡专业碰撞

机电安装项目工程是一个涵盖面广、涉及专业多的复合型项目活动，各专业在协同合作中出现碰撞也是无法避免的。在传统设计模式中，由于个专业工作进度的先后，每一个设计专业都有着自己独特的建筑模型，如果一个专业的建筑方案发生变更，那所有专业的模型建筑都要随之改变，这样就很难平衡各专业的设计进度及思想碰撞。BIM技术就可以很好的解决这一点。因为其建构的三维模型可以满足几乎所有设计专业的需要，各设计专业围绕同一个建筑模型进行设计，大大缩短了总体设计的时长。同时，当其中某一个专业的设计方案发生改变时，其他设计专业能及时在此共有模型上修改各自的细节信息，大大提高了设计质量和效率。

四、BIM技术在机电安装中的具体步骤

（一）建立模型

BIM的建模指的是设计工程师根据已有的施工二维图纸使用Autocad以及Magicad软件重新构建三维模型，然后不断修正建筑结构模型与实际设计情况上的偏差，最后建立工程需要的结构模型。如果条件允许，也可以直接采纳施工单位提供的建筑结构模型，这样可以省掉重复建模的时间，提高整体设计的效率。 （二）碰撞检测

在机电安装项目的施工中，水电、通信、智能等多种管道交错纵横，很容易就造成冲突碰撞，因此在安装前，会采用BIM技术先模拟各种施工环境下的管道铺设，提前发现在实际施工中可能会遇到的各种冲突碰撞，从而减少安装设计变更，提高工程项目施工的生产效率。具体体现在以下三点上：

1、结构碰撞检测

指的是由于建筑结构本身设计不合理而带来的结构碰撞，在施工前可以通过BIM模型先检测到这种结构碰撞，如通道方向碰撞、梁线过高碰撞等等。

2、管线与结构碰撞检测

造成这种碰撞的原因通常是由于管线在结构上的定位不合理，这种情况也会在BIM模型中反映出来，可以直接借助模型改变管线的铺设情况，也可以相应改变建筑结构使其满足原来的管线定位要求。 3、管线之间碰撞检测

管线之间的碰撞是最易发生的碰撞，一个建筑结构里需要容纳一个庞大的管线网络，而这些网络在二维平面图里是不好表现出来的，也没有具体的定位，而在局部结构复杂或管线较多的部位上是很容易发生管线之间碰撞的，这就需要利用BIM技术提前进行三维管线排布设计从而有效避免管线碰撞。

（三）管线综合排布优化设计

在检测出管线之间的冲突碰撞后就需要对碰撞冲突的部位进行合理调整，最大程度上满足各管线的功能要求。在调整中要注意小尺寸管道的铺设不能影响大

尺寸管道；非重力流管道不能影响重力流管道；弱电管道不能影响强电管道等原则。进行优化调整后，还可以在BIM模型中查看设计后的管线排布效果。

（四）输出土图纸

BIM设计的模型是三维模型，因此与二维平面图纸不同的是，输出图纸一共有四个层次：管线铺设平面图；管线铺设剖面图；三维轴测图；BIM模型。

五、BIM技术在机电安装工程中的应用

机电安装工程的施工项目与其它建筑项目不同，它的施工周期长、涉及范围

广、技术要求高，因此需要不断研发新的工艺方法来提高机电安装项目的施工效率。BIM技术以其先进的管理理念和技术手段在机电安装工程中得到了越来越广泛的应用。

（一）管线碰撞分析

设计和施工返工是最容易造成机电安装工程经济损失的原因，越是大型的机电安装项目设备管线越是交错复杂，冲突碰撞也越容易出现，因此需要在施工前利用BIM技术对管线碰撞进行分析。步骤方案如下：?利用BIM设计软件分别构建结构、给排水、电暖管道的信息化模型?在设计软件里将上述各种管道整合在一起构建成一个建筑模型?利用软件分析工具检测各类管道碰撞的类型并将其位置生成报告。值得注意的是，软件检测碰撞也可能会有误判的，所以必须有经验的设计师对生成的报告进行甄别处理。最后修改真实碰撞点部位的管线排布，重复检测过程直到解决所有剩余碰撞的问题。

（二）技术交流平台

传统的机电安装工程技术很难协调好各个技术部门的设计施工，BIM为解决这种情况提供了一个很好的技术交流平台。在传统施工流程的基础上各个部门的设计人员根据对先前建立模型所有有效信息的分析处理进行整个组织施工的综合协调，最后归纳拟定最适合的设计方案。这样不仅提高了项目工程的施工效率，也保证了整个项目的施工质量。

（三）管理工作平台

BIM可以在信息模型中提供施工进度、材料利用、施工成本等所有信息，设计者可以根据这些预算清单、材料准备清单和工程量清单做到工程项目的同期管理，评估方案，大大提高施工管理的效率。

（四）提供构件模型参数

除了上述管理信息，BIM技术还能在模型中为各设计专业的施工和安装提供精准的建筑构建信息以及管道、构件、设备的定位尺寸数据，以此达到指导机电安装项目施工、降低施工成本的目的。

（五）机电安装仿真模拟

按照传统机电安装方法，一旦施工过程中遇到管道或结构碰撞等问题，就只有通过工程返工来解决。而利用BIM技术的三维仿真模型可以对实际情况进行模拟，从而得到更多的可行性数据，为项目工程的实际施工提供更行之有力的参考和指导。

（六）三维可视化演示

当机电安装项目的整个材料和结构模型建立完成后，在软件中可以直接利用BIM技术的可视化特点观察实际的建筑模型。施工单位可以根据软件上模拟的工程进度控制实际施工次序，有效掌控机械安装项目结束的时间，大大提高计划的可行性与深度性。

（七）物业信息管理

BIM在建立信息数据库的同时，也收纳了各种设备材料、规格型号等项目信息，这样在项目后期的检查和设计中可以更快的通过数据库找到相关的信息数据，大大减少了信息查询和准备时间，提升了项目施工的效率。

结束语

作为继CAD之后的计算机二次革命，BIM的重要性毋庸置疑，加大对BIM技术的应用有助于促进我国机电安装工程技术的进步和创新，为我国建筑行业的发展作出更大的贡献。

参考文献：

[1]缪昌华,费海丰,钱雪松等.基于BIM技术实现机电管线安装的优化管理[J].建筑技术,2013,44(10):890-893.

[2]张欢.机电安装工业化中的BIM技术应用与改进[J].城市建设理论研究（电子版）,2015,5(12):2907-2908.

[3]秦少平.BIM技术在机电安装工程中的应用[J].中华民居,2014,(15):339-340.

[4]陶亚南.BIM在建筑项目机电安装工程中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2015,(16):6691-6692.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lcj2.html