談BIM技術在建筑機電安裝中的應用

關 汝 勇

(山西一建集團有限公司，山西 侯馬 043010)

0 引言

隨著我國社會經濟的發展和建筑業水平的不斷提高，在提高建筑本身施工質量、保證建筑物安全的同時，人們對建筑物實用性和舒適性的要求越來越高。建筑機電安裝工程主要包括建筑物內的電氣工程(動力以及照明的強電工程，電訊、電視、智能、網絡等弱電工程)、暖通工程(采暖和空調工程、通風和排煙工程等)、給排水工程(生活生產供水、消防供水、廢水排水、雨水收集等)、消防工程、燃氣工程、機械設備工程等。建筑機電安裝工程作為整個建筑物的血液工程，直接影響著建筑使用功能的發揮及人們使用舒適度的體驗，同時建筑機電安裝工程的優劣，也間接的影響了建筑使用周期的長短。

建筑機電安裝工程與其他建筑工程相比，具有以下特點:涵蓋范圍廣、涉及專業多、施工時間長；施工場所及工序交叉作業多，施工復雜；新技術、新材料使用多，產品更新快。由于上述特點，造成了建筑機電安裝工程在實際施工時不可避免的產生各種矛盾，例如機電安裝的預埋件、洞口、管線、基礎等與土建工程矛盾，機電安裝各專業在設備間相互位置及碰撞的矛盾，機電設備管線在走線及安裝后同建筑美觀的矛盾，建筑機電安裝在使用時同人們舒適性及便利性的矛盾等等。如果在建筑機電安裝設計及施工過程中，能很好的解決了上述矛盾，也就是一個成功的建筑機電安裝工程，也就能很好的體現建筑的功能性和舒適性，更好的為人們服務。

1 BIM技術

建筑BIM技術，其實質上是一個建筑信息模型，它是以一個建筑工程項目所有信息為基礎，通過計算機數字仿真模擬而建立起來的一個建筑模型。它可以使建筑工程項目各參與方，在項目從設計施工到安裝使用等全過程中，一方面通過不同的信息建立起擬建建筑的BIM模型，另一方面通過BIM模型來反映擬建建筑的不同信息。它是將傳統的設計施工和安裝使用信息從圖紙的符號中，提升為建筑模型的信息，從而提高建筑工程設計、施工、安裝的效率，以及降低其產生各種錯誤可能，可以說建筑BIM技術是建筑領域繼計算機制圖計算后，又一次由建筑二維到三維、由單一專業到建筑各專業配合的質的飛躍[1]。

目前，BIM技術在建筑機電安裝領域應用越來越廣泛，越來越受到各方的青睞。由于前述的建筑機電安裝工程的特點，BIM技術的應用，極大地提高了建筑機電安裝的施工效率、降低了施工成本、避免了不必要的返工、浪費，尤其是其3D可視化技術的碰撞檢查，為建筑機電安裝各專業協調、同步推進，起到了很積極的作用。

2 BIM技術在建筑機電安裝中的應用

2.1 三維可視化模型

BIM技術三維可視化模型，是BIM技術的核心內容，其貫穿建筑機電安裝設計、施工及管理的整個過程。

首先在項目招投標階段，由于BIM三維可視化立體模型的出現，使建筑機電安裝的各道工序、各專業占位與走線，都能很直觀的通過三維立體模型反映出來，可以清晰的反映建筑機電安裝的各個過程和步驟，有效的提高了業主單位和評標專家對于項目機電安裝的接受和理解程度。

其次，在設計階段，三維立體化模型的出現，及時為機電設備設計人員提供空間布局和后期使用效果分析，提高了設計效率，如圖1所示。

再次，在技術交底及施工階段，三維可視化立體模型的出現，將傳統的建筑機電設備平面圖紙符號，直接直觀的反應成建筑機電設備立體模型，便于施工人員快速、準確的掌握建筑機電安裝的技術要求和安裝要領，提高了施工效率。

最后，由于三維可視化立體模型的出現，便于后期機電設備的管理和運行,有效的降低了機電設備管理和運行成本。

2.2 基于BIM技術的管線碰撞檢查

如前所述，建筑機電安裝工程是一個涉及到多個專業的綜合性安裝工程，其涵蓋多個專業的技術領域。例如其強電弱電由電氣工程師負責完成設計、給水排水由給水專業工程師完成、空調通風由暖通專業工程師完成等等，由于前期各專業的設計均基于本專業要求來完成設計工作，各專業均需要走線、開洞、安裝、預埋等，故在施工階段，需要按各專業的設計圖紙，在同一個建筑空間內實現所有這些安裝、走線、開洞、預埋等，且其大部分安裝工作集中在有限的設備空間內，導致各專業之間管線、設備等的碰撞幾乎無法避免，有時甚至發生機電設備安裝同結構承重構件的沖突，傳統的安裝辦法只能是邊施工、邊修改，甚至是不停的拆除、返工等。基于BIM三維立體模型的管線碰撞檢查，在設計階段，將各專業機電設備安裝，根據各專業設計圖紙，統一構建在一個立體模型中，即可通過模型進行三維碰撞檢查，發現碰撞后及時修改設計，在施工前完全避免管線碰撞的發生，優化了管線布設，極大地提高了建筑機電安裝的施工效率，有效的避免了施工過程中的修改、返工等，如圖2所示。

2.3 基于BIM技術的現場施工管理

BIM技術的成果終端，一般為平板電腦、智能設備輸出的立體信息模型，其在機電設備進行安裝施工過程中可以根據不同的需要進行信息的標注、留存、共享等操作，極大地方便了現場施工管理[2]。例如在現場某機電設備安裝中發現有安裝缺陷或安全風險的存在，現場工程師可以及時的在其BIM設備終端該位置進行缺陷標注、資料留存、信息共享等操作，其他管理人員及監督人員，通過BIM共享設備，不在施工現場，即可很直觀的了解該缺陷或風險的情況，及時的做好處理整改工作。該操作將以前傳統的監理通知單、驗收單、整改單、照片證據留存、整改處理辦法、技術交底單等紙質的建筑機電設備安裝施工管理程序，完全集中在共享的BIM設備終端，避免了資料的留存、交接、傳遞等工作，極大地提高了機電設備安裝的施工現場管理水平和效率。

2.4 基于BIM技術的機電設備運維管理

建筑機電設備安裝工程，有大量的閥門、管線、接頭、儀表等，其不僅數量大，而且種類規格多，傳統的機電設備運行維護，都依靠管理人員的紙質手工記錄來完成信息的登記、修改、更新等，以往這都是一項繁瑣且復雜的管理任務。基于BIM技術的機電設備運維管理，可以在模型中相應的機電設備位置，輸入相關的設備信息，在運行和維護中，可以及時的查找、完善、更新機電設備的維護運行信息，完全脫離了傳統的調取資料、更新信息、保存數據的過程，極大的方便了建筑機電設備在日常的運行和維護管理，提高了工作效率，如圖3，圖4所示。

2.5 規劃施工材料和安裝進度

建筑機電設備安裝，離不開建筑管線、設備材料的采購、存儲以及加工制作。在建筑機電安裝領域引入BIM技術，通過三維立體模型的建立，可以科學的優化材料規格和型號，合理的控制機電設備材料的采購、存放、進場時間，提高工作效率。此外三維立體模型可以相對準確的確定設備、管線的尺寸定位，這就可加大定尺成品件的制作比例，減小現場安裝工作量，提高成品使用率。此外，目前我國的建筑機電設備安裝施工進度管理，還停留在傳統的二維紙質管理模式中，對于標段多、設備復雜、工序繁多的設備機電安裝工程，傳統的管理辦法顯得力不從心，對機電安裝的整體進度計劃安排，難以做到統籌、全面、準確的安排[3]。利用BIM技術結合施工現場的監控、掃描等高清影像設備，可以將機電設備安裝信息及時反饋給BIM模型，根據模型確定安裝施工進度，便于科學合理的管理施工進度，縮短整體的施工工期。

3 BIM技術在建筑機電安裝行業的發展前景

隨著裝配式建筑的發展和大力推廣，建筑機電安裝工業化是未來建筑機電安裝行業發展的主要方向和必經之路，基于BIM技術的建筑機電安裝工程已經到了刻不容緩的發展境地。同時隨著我國建筑信息化的發展和同國際行業的接軌，傳統的建筑機電安裝紙質化、二維化的管理模式已經不適應當前行業發展的需要，充分利用BIM技術的工業化建筑機電設備安裝工程是今后發展的主要方向。

4 結語

隨著建筑機電安裝行業的發展，以及計算機三維立體技術的進步，BIM技術在建筑機電安裝行業的應用和發展將越來越廣泛，它不僅可以有效地提高建筑機電安裝的施工效率、降低施工成本，還可以科學化的進行機電安裝現場管理和設備運維管理，極大的提高了管理水平。BIM技術在建筑機電設備安裝領域的應用和發展，必將帶來一次新的技術革命。