建筑電氣設備管線安裝BIM技術的應用

于旦　張亮

摘 要：社會經濟快速發展背景下，各類建筑項目如雨后春筍般的快速興起。然而從當前大多建筑項目設計與施工實際情況看，面臨的問題仍較多，如電氣設備管線安裝部分，項目相對較為復雜，若未能保證各部分設計與施工的合理性，將直接影響設備管線安裝的合理性。通過實踐研究發現，設計與施工中引入BIM技術，對提高建筑電氣設備管線安裝質量有積極作用。本次研究將對BIM技術做簡單介紹，明確建筑電氣設備管線安裝基本原則，在此基礎上分析建筑電氣設備管線安裝中BIM技術的具體應用。

關鍵詞：建筑電氣設備；管線安裝；BIM技術；應用

作為近年來建筑領域的常見技術，BIM技術以其自身優勢被廣泛引入到建筑項目設計與施工中。從BIM技術優勢看，主要表現為可通過三維模型將所有建筑相關信息融入其中，其仿真模擬結果有可視化、協調性、模擬性等特征，貫穿于建筑工程整個壽命周期。值得注意的是，如何將BIM技術應用到建筑某一項目中如電氣設備管線安裝部分，是機電安裝工程目前需考慮的主要問題之一。因此，本文對BIM技術在建筑電氣設備管線安裝中的應用研究，具有十分重要的意義。

一、BIM技術相關介紹

（一）BIM技術內涵與特征

關于BIM技術，主要指為依托于三維數字技術融入建筑工程項目相關信息，由此形成的工程數據信息模型，可被應用于建筑工程各環節中。近年來BIM技術應用下，可發現能夠用于項目功能特性表達，滿足設施實體數字化表達方式。在數字化表達下，其中的信息內容涉及建筑工程各部分，如建筑物理屬性、非物理屬性，均可被明確表達出來。從BIM技術特征看，主要表現為：①3D參數化，相比以往二維設計方案，BIM技術作為三維設計技術，其優勢更表現為借助工程相關參數可實現3D模型創建的目標，做建筑性能模擬分析；②信息化特征，作為信息化技術的重要產物，BIM技術在信息化特征上較為突出，利用信息數據做建筑單元描述，盡管以往CAD設計方式下可進行幾何要素包括點、線、面的描述，但難以與BIM技術在描述建筑構件方面的優勢表達出來，參數化、信息化模擬優勢明顯；③完整性特點，除描述3D幾何信息外，也可描述建筑設計拓撲關系，且其他許多工程信息如工程量、施工工序、結構類型、建筑材料等均可被描述出來。除此之外，BIM技術開放交互性特點也較為明顯，這為其在建筑工程中的應用提供重要技術支撐[1]。

（二）BIM技術在建筑電氣設備管線安裝中的優勢

電氣設備管線安裝是建筑設計中的重要組成部分，其安裝質量直接影響建筑項目整體質量。將BIM技術引入，其優勢主要表現為：第一，降低設計難度，節約設計時間。以往管線設計中，要求專業人員做反復協調與校核，工作強度較大。將BIM技術引入，短時間內單人便可完成管線設備的設計調整。相關研究統計發現，對于4萬㎡地下室，管線在1個月內可完成調整。第二，工期節約，空間減少。BIM優勢在于三維可視化，在管線排布中，利用BIM技術可做碰撞檢查，節約工期，同時保證管線布置合理，有助于建筑空間的節約。第三，有助于綜合效益提高。BIM技術的應用，可使管線綜合排布，且合理利用聯合支架，提高資源的利用率，同時對提高施工技術管理水平、降低成本等效果理想，可幫助提高項目綜合效益[2]。

二、建筑機電工程管線安裝基本原則介紹

建筑電氣設備管線安裝中，經常與給排水、采暖、消防、通風管道的安裝產生碰撞，所以應遵循相關的管線排布原則。具體分析其中的原則，主要表現為：第一，大管優先。由于管線安裝中，可能涉及大直徑與大截面管道，這些管道在排線上極為困難，如排煙管道、排水管道以及空調通風等管道的安裝，占據的凈空間較大，這些均要求優先布置。第二，有壓讓無壓原則。其主要涉及有壓管道、無壓管道，考慮到其中的無壓管道大多以重力排水方式為主，如冷凝水排水管、雨排水管、糞便污水排水管以及生活污水排水等，在設計中極為困難，所以當出現與有壓管道交叉情況下，要求有壓管道進行避讓。第三，非金屬管優先排布原則。考慮到管線安裝中，金屬管連接、切割與彎曲均較為容易，所以應以在安裝金屬管中，避讓非金屬管。此外，在安裝設計中，如水管垂直下方、熱水管道上方，均應避免布置電氣線路[3]。第四，優先考慮聯合支架原則。合理深化設計，如將強電、弱電橋架以及消防橋架的固定采用聯合支架，不僅節約材料，而且觀感質量良好。

三、建筑電氣設備管線安裝中BIM技術的具體應用研究

（一）電氣專業設計內容

BIM技術應用于建筑電氣設備管線安裝中，首先需對建筑電氣專業設計進行明確。從電氣專業設計的內容看，以消防、智能化以及強電部分等為主。在設計文件方面，依據主要設備表、圖紙目錄以及設計圖等，同時按照相關的規范和施工工藝，在BIM技術應用下，以三維模型形式，將所有設計的理念和效果體現出來。

（二）BIM技術應用下的數據信息分析

具體引入BIM技術中，首先要求進行平面圖繪制，且圖形繪制需有族庫支撐。值得注意的是，部分設計人員在采用BIM技術中發現無數據支撐，其直接導致最終的計算精度下降，更無從談及自動處理。對此情況，考慮在BIM技術引入下做好族庫的構建工作，明確族庫屬性。同時，注意上游與下游數據傳遞，保證數據結果準確性，這樣才能使BIM技術優勢得到充分發揮[4]。

（三）BIM技術應用的具體表現

BIM技術引入到建筑電氣設備管線安裝中，首先需做好方案設計工作。在方案內容中，需明確工程實際，做好主要管線通道、位置、機房面積等相關分析，利用BIM技術將管線安裝情況直觀的呈現出來，確保方案更加明確。其次，應在管線綜合布置中發揮BIM技術的優勢。以往電氣設備管線安裝中，需反復做人工審核圖紙、確定施工重點難點，耗時較長，且出現人為失誤的可能性較高。在BIM技術應用下，通過模型的可視化與虛擬化，使施工難點與關鍵點得以捕捉。同時，在展示施工工藝模擬結果，做三維模型交底，更有助于設計與施工人員對項目的直觀了解。此外，焊接問題也是建筑電氣設備管線安裝中的主要內容，焊接質量是否達到標準，直接對管道整體質量有較大影響。BIM技術應用下，可通過模擬結果對所有焊口編號、準確位置體現出來，在施工前，做好施工作業指導書，這對降低焊接問題的控制有重要作用[5]。另外，管線排布中，對于管線較為復雜的區域，以往施工中主要通過各專業、各分包現場協調形式實現，大多只圖自己施工便利，其他管線排布問題被忽視，由綜合機電施工單位組織，應用BIM技術深化設計，通過對機電各系統的設備管線的精確定位，明確設備及管線細部做法，同時節約空間，方便指導現場施工，減少人工浪費[6]。

四、結語

BIM技術是建筑電氣設備管線安裝的主要技術支撐。實際引入BIM技術中，應正確認識BIM技術的內涵與特征，明確建筑電氣設備管線安裝的基本原則，保證BIM技術在建筑電氣設備管線安裝中的優勢充分發揮。通過3D 深化設計、管線碰撞、工藝模擬、管線綜合及深化設計、輔助驗收等BIM 的應用，以數字化、信息化和可視化的方式提升項目建設水平，做到精細化管理。這樣才能使BIM技術充分應用到電氣設備管線安裝中，提高建筑整體質量。

參考文獻：

[1] 張永耀.BIM技術在解決建筑工程管線碰撞問題中的應用[J].中國高新科技，2018（21）：109-111.

[2] 葉喬亭.BIM技術在高層建筑管線綜合安裝中的應用[J].安徽建筑，2018，24（05）：90-92+174.

[3] 王依然，石軍，文哲，謝少文，鄧祥.BIM技術在游泳跳水場館機電管線施工中的運用[J].施工技術，2018，47（S1）：1513-1517.

[4] 李甜，楊莉瓊.bim技術在高鐵站房管線綜合中的應用[J].科技視界，2018（18）：177-178+173.

[5] 張宇貝.基于三維激光掃描的復雜管線BIM幾何模型構建與應用研究[D].北京建筑大學，2018.