試論BIM技術推動機電工程項目的管理升級

孔嶸

摘 要：伴隨著BIM技術在機電工程項目管理中的應用，很多新的工具和概念應運而生，尤其是在機電安裝工程項目管理方面的優化有明顯的成效。文章主要針對電機專業的特點，通過分析建筑設計信息傳遞技術發展階段，研究了BIM在電機工程項目管理中，碰撞檢查和管線的綜合設計、系統的平衡校核、工程量的準確計算、施工用料的精準控制以及對優化電機系統運營的維護管理五個方面的應用，對提高機電工程項目管理水平有積極的促進作用。

關鍵詞：BIM技術；機電工程；項目管理；應用

中圖分類號：F284 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）14-0133-01

隨著經濟水平的不斷提高，人們越來越對生活的追求也越來越高，對建筑功能和舒適度的要求也越來越嚴格。為了滿足人們日益增長的物質需要，對現代建筑機電設備安裝工程設計標準不斷提高，設計的內容由簡單到復雜、繁多方向發展，在建筑總造價中的比例不斷上升，因而，對相應的機電工程項目管理水平要求越來越高。

傳統的管理模式采用二維CAD技術在設計、建造以及運營階段都不能滿足復雜管理的需要。BIM技術在機電工程項目中的應用對優化機電安裝工程項目有積極的影響，為其帶來了新的工具和理念。

1 建筑設計信息傳遞技術的三個發展階段

作為工程項目設施實體與功能特性的數字化表達，BIM以三維數字技術為基礎，BIM是集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，稱為“建筑信息模型”，是“Building Information Modeling”的英文首字母縮寫。能夠完整描述工程對象，連接建筑項目生命期不同階段的數據、過程以及資源，利用數字信息化技術，管理和協調前期的項目設計、中期的工程施工、后期的運營維護，才稱得上是一個完整的信息模型。

眾所周知，建筑在設計階段、建造階段以及運營階段都是以3D狀態存在的。然而，隨著建設技術的不斷提高，從設計的構思到實體形成的傳遞過程經歷了三個階段的發展變化。

1.1 從三維構思到三維軸測圖再到三維建筑實體的發

展階段

三維構思指的是建筑師將設計的建筑形象和結構在頭腦中加以想象。三維軸測圖指的是建筑師將自己對建筑的三維構思通過三維軸測圖表達出來。三維建筑實體指的是，建筑師將以三維軸測圖的形式不能夠表達或者表達不清的信息通過言語描述來傳遞。

1.2 從三維構思到二維圖紙再到三維建筑實體的發展

階段

從三維構思，到二維圖紙，再到三維建筑實體的發展階段是當前信息傳遞的主要形式，我國的建筑業長期處在這一發展階段。2D圖紙和文字是設計人員之間、建造方和業主和監理之間、設計方和業主及監理、設計方和建造方之間進行信息傳遞的主要形式。基于2D圖紙的項目信息傳遞如圖1所示。

1.3 從三維構思到BIM模型再到三維建筑實體的發展

階段

從三維構思到BIM模型再到三維建筑實體的信息傳遞形式，建筑師們能夠基于業主的要求，直接對3D模型進行設計，并且直觀地檢查“錯、漏、碰、缺”，有助于各專業人員之間的交流、理解，是現階段建筑行業的發展目標。根據自身需求，后續參與方使用各個參與方輸入自己需要輸入的信息，保證信息入口的一致性。一方面避免了錯誤發生的可能，另一方面節省了重新輸入的成本。與傳統的形式相比，該階段的信息傳遞形式存在很大的差異，基于BIM的項目信息傳遞形式如圖2所示。

2 機電安裝工程中BIM技術的具體應用

從機電安裝施工領域上看，BIM技術在電力工程項目管理中的應用主要表現在碰撞檢查和管線的綜合設計、系統的平衡校核、工程量的準確計算、施工用料的精準控制以及對優化電機系統運營的維護管理五個方面。

2.1 碰撞檢查和管線的綜合設計

隨著電力、通信、數據、空調、智能以及安全等技術在建筑領域的廣泛應用，電機工程的復雜性呈幾何級數而隨之遞增。目前，在電機安裝工程實際施工的過程中面臨的艱巨任務是實現安裝空間的合理利用，實時地配合土建和裝修專業。BIM技術的采用不僅滿足了系統使用和各種國家規范的要求，還在綜合考慮預留足夠的檢修空間和支吊架的制作和安裝的情況下，避免使用多余管件，減少系統的阻力，綜合布置管線，合理利用空間。

2.2 系統的平衡校核

機電設備的使用效果和設計選擇的產品參數是目前業主方最關注的問題。因此，在機電安裝工程中，深化設計三維制作出BIM模型是一個不錯的選擇。作為一個參數化的模型，BIM模型是真實系統在電腦中的虛擬反應。通過BIM模型，能夠對設備、管道、部件均包含完整的數據信息，例如：系統最不利環路、原始設計所選設備的參數能否滿足使用的要求等系統數據進行校核。

2.3 工程量的準確計算

依靠人工根據圖紙進行測量統計的傳統工程量，一方面需要大量的人工消耗，另一方面易引起手工計算的差錯。以先建好的工程信息模型為基礎，BIM模型借助一個富含工程信息的數據庫，保證了所提供工程管理需要的工程量信息的真實性，相關人員利用信息平臺能夠快速統計、分析各種材料，實現了工程量與設計圖紙的一致性。

在機電安裝工程中，除了管道部件，還有各類機電設備，源自于真實廠家產品數據庫，大量的機電設備和各類管道部件都是采用專業三維機電深化設計軟件搭建的BIM模型。因此，BIM模型具有快速統計項目工程量信息的優勢。一方面能夠快速、準確地評估由業主和建筑方所引起的成本變化，另一方面減少管理人員大量簡單重復的勞動。

2.4 施工用料的精準控制

通過BIM數據庫信息平臺，可以對施工用料數量進行快速、準確的提取，并且提供準確的數據支持為制定采購計劃和施工現場限額領料，因施工用料申報不準確而導致的倉庫積壓、工期延誤以及資金占用等問題的出現明顯減少。BIM技術在大型項目中，能夠分層、分區域提取用料量，用料卸貨到料地點能夠一次性到位，避免了二次搬運的工作，降低二次搬運的費用。

2.5 優化電機系統運營的維護管理

在建筑生命周期的運營管理階段，利用BIM技術，通過數字仿真模擬機電系統的真實信息的內涵，不僅包括采購信息、施工單位、導線的耐火等級、構件的使用年限以及閥門采購廠商等在內的非幾何信息，還是幾何形狀描述的視覺信息，所建立的虛擬機電系統，能夠對大樓里的任何設備以及相關信息進行快速查詢，并及時地維護，從而降低維護成本。

3 結 語

本文主要針對機電安裝工程項目特點，從碰撞檢查和管線的綜合設計、系統的平衡校核、工程量的準確計算、施工用料的精準控制以及對優化電機系統運營的維護管理五個方面的應用進行討論。此外，在機電安裝的工程中，還有普遍適用于各個專業的預制構件、施工模擬以及進度控制等多領域的應用。在實際工程中，要想利用BIM技術實現機電工程項目的管理升級，可以綜合考慮項目的情況、施工周期、參建單位技術力量等，對不同層面的應用內容進行安排。

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