BIM技術在裝配式建筑機電安裝中的應用

孫建剛 甘肅第七建設集團股份有限公司工程師

在信息時代背景下，大數據已廣泛應用于很多領域，為各行各業的快速發展發揮出了強有力的助推作用。受此影響，工程建設招投標領域也開始以大數據利用為基礎來促使招投標工作變得更為合理化、科學化以及公平化。為進一步提高大數據的應用水平，確保工程建設招投標工作持續向好發展，有必要對大數據的科學運用做出深入探討，以期能為相關領域的應用提供參考。

隨著科學技術的不斷進步，建筑行業得到了飛速發展。對于裝配式建筑工程而言，機電安裝工作在整個建筑施工工作中占據了重要地位，高質量的機電安裝能夠保證裝配式建筑物的質量，延長裝配式建筑物的使用壽命。在機電安裝工作中，BIM 技術在機電管線設計工作中得到了廣泛應用，主要用來對機電設備內部的管線進行合理優化，從而能夠極大地提高裝配式建筑整體的施工質量。BIM 技術是以建筑模型為基本載體，在設計好的建筑物模型基礎上對實際施工過程中需要采集的數據和信息進行適當處理，然后采用配套的軟件整理與優化采集的信息，根據整理好的信息對項目整體的施工設計和后期的管理工作加以指導，促使建筑工程項目施工工作向著智能化、信息化的方向轉變，為建筑行業的健康穩定發展奠定良好的基礎。

1 傳統建筑機電安裝與裝配式建筑機電安裝概述

一般而言，傳統建筑機電安裝施工工作主要通過施工人員對所有的機電設備進行合理的安裝，不需要技術過硬的施工人員，而且人員流動量較大，會給施工管理工作造成一定的阻礙。由于建筑工程的施工周期較長，傳統的建筑機電安裝施工作所要花費的時間較多，不同的施工現場環境對施工進度存在不同的影響，不同的施工團隊所負責的機電安裝工作不同，之間可能會存在施工工作的交叉現象，這就提高了施工過程中出現返工、誤工現象的概率[1]。而且由于實際施工過程中投入的人員較多，使用的機械設備較多，這就會給施工周圍的環境造成嚴重的噪聲污染，施工完成后產生的建筑垃圾較多，也可能會給施工周圍的環境造成嚴重的污染。

對于裝配式施工工作而言，其主要是在制作工廠中對絕大部分機電設備的管線進行安裝，通過流水線進行安裝，降低了現場安裝工作人員的工作量，只需要占用很小的施工場地便可以進行高效的機電設備安裝工作，有效避免給施工現場造成環境污染的問題。此外，將絕大部分原件在預制構件廠中加工完畢，能夠降低建筑企業對機電安裝工作的成本投入，不僅保證了機電安裝的質量，提高了施工的效率，還會給企業帶來良好的經濟效益[2]。

2 BIM 技術在裝配式建筑智能施工安裝過程中的實際應用

2.1 在裝配式建筑構件檢測方面的應用

在裝配式建筑機電安裝工作中，工作人員利用BIM 技術能夠對裝配式建筑構件進行精準檢測，相比傳統的裝配建筑施工工作而言，先進的BIM 技術能夠節省大量的建筑構件檢測時間，提高了裝配式建筑機電設備的安裝效率，保證建筑預制構件的精準度，提高建筑物整體的施工質量。對于實際的裝配式建筑構件檢測工作而言，技術人員不僅需要利用BIM 技術，還要結合三維激光掃描技術綜合應用，提高裝配式建筑機電預制構件的檢測精準度。

在使用過程中，工作人員需要注意以下幾個方面：首先，在對裝配式建筑的預制構件進行掃描時，選用三維掃描方案，掃描的數據與預制構件的數據模型上傳到BIM 數據庫中；其次，將BIM 數據庫和三維激光掃描軟件進行鏈接，通過BIM 模型數據庫對預制構件模型進行精準檢測；再次，負責不同技術的工作人員之間進行交流，將系統檢測到的模型信息與前期工作人員設計好的模型信息進行對比，如數據存在偏差，則要及時調整；最后，在對施工現場的塔吊等施工設備進行安裝時，利用三維掃描技術對施工周圍的環境狀況進行數據收集，從而能夠保證施工設備的高質量安裝[3]。此外，利用BIM 技術建立好模型數據庫以后，要將數據庫的信息與構件出廠信息對比，提高檢測準確性。

2.2 在施工質量管理中的應用

在裝配式建筑機電安裝工作中，企業需要高度重視PC 結構加工質量管理工作。通常，PC 結構主要在工廠內進行生產加工，在對其進行生產加工時，可以利用BIM 技術建立完善的PC 結構信息化三維模型，保證PC 結構在工廠制作過程中做到可視化、生產模擬化等。

PC 結構在生產過程中首先需要對原料進行處理，其次加工PC 結構制作過程中使用到的鋼筋網，攪拌混凝土原料，最后對凝固好的PC 結構混凝土進行合理的養護。采用BIM 技術能夠建造智能化、數字化的PC 結構生產系統，促使PC 結構工廠生產工作向著系統化、自動化的方向發展，不僅提高了PC 結構的生產效率，還保證了每一個構件的生產質量。此外，工廠在生產PC 結構的過程中要嚴格控制不同生產環節的生產質量，加強對構件質量的檢查，確保構件不會存在隱蔽的質量問題[4]。

如果上一道生產工序的質量不合格，則要立即剔除不合格的構件，避免不合格構件進入下一道生產工序。在PC 構件生產加工過程中，也可以利用BIM 技術對所有的構件進行統一編碼，利用BIM信息庫和構件平臺對每一個PC 構件植入專門的二維碼，通過二維碼能夠追溯查看和管理構件的生產、包裝、運輸等過程，利用專業的BIM 信息化平臺提高裝配式機電安裝工作的質量。

對于PC 構件安裝管理工作而言，如果在安裝過程中因人為操作不當而產生失誤或管理偏差等現象，則會給建筑整體的質量造成嚴重的不利影響。因此，在PC 構件正式施工之前，可以利用BIM技術建立可視化的安裝模型，確保不同安裝流程的交接工作能夠順利完成，提高交接工作的清晰度，確保交接工作能夠有效落實。

施工現場管理人員利用構建好的PC結構安裝模型能夠準確掌握施工現場的安裝狀況，根據不同的安裝流程制定科學的施工計劃，為順利施工提供良好的保障。在PC 結構正式運入施工現場之前，現場專業人員可以利用BIM 技術構建信息化平臺，了解每一個構件的質量、參數和屬性等信息，剔除質量不合格的PC構件，這樣才能夠提高裝配式建筑機電設備的安裝質量。

對于PC 構件安裝過程而言，首先需要利用BIM 技術信息平臺了解各個建筑物的構件類型、安裝位置、軸線、尺寸、大小等信息，避免在施工過程中因操作不當而產生安裝失誤的現象[5]。在施工過程中，施工人員可以將實際的建筑外觀與前期設計好的BIM建筑模型進行有效對比，根據對比的結果調整施工的進度與方案，對施工的質量進行實時跟蹤與管理，在施工質量管理模塊中植入BIM信息數據庫，將不同施工階段的質量信息導入BIM 模型數據庫，利用專業的App 統計施工現場的環境數據和設備安裝質量，并利用計算機軟件分析數據，對比結果與施工規范，如果存在質量問題則要立即改正，保證施工工作順利進行，提高建筑物的施工質量。

2.3 在空調系統安裝中的應用

絕大部分建筑物集演藝、展示以及娛樂等功能于一身，由于使用到的功能較多，用途廣泛，因此對室內溫度的控制要求較高。對于此類建筑項目的施工工作而言，在實際施工過程中需要安裝空調等裝配式建筑機電設備。一般而言，在實際的項目空調施工工作中，建筑企業主要選用的中央空調系統為離心式和螺桿式冷水機組。

在裝配式建筑機電安裝工作初期階段，企業需要綜合考慮建筑物整體的客流量以及結構參數，結合中央空調實際的使用效果和相關參數制定科學的內部環境溫度控制方案。在此過程中，工作人員可以利用BIM 技術，將建筑物結構參數、內部環境參數和客流量等輸入專門的計算機系統，然后對這些數據進行精準模擬，從而計算出合理的機電設備配置參數。

在裝配式建筑機電安裝工作中，可以在建筑物的展廳、議廳等大空間范圍內安裝落地式組合空調機組。如果會議室的空間較小，則可以安裝風機盤管，并在風機盤管外增加新風系統。如需在同一間屋內安裝不同類型的空調，那么需要在控制計算機中對不同的空調設置合理的安裝參數，以此來提高整棟建筑物空調機電設備的控制精度。對于冷卻水系統配置工作而言，建筑企業根據實際的機電設備安裝狀況，可在冷卻水系統內安裝3 組離心強分式逆流冷卻塔。在設計采暖熱源熱水系統時，利用BIM技術能夠準確計算并模擬出建筑物整體所需要的供暖量，在此數據的基礎上對熱水系統的氣壓進行控制，設置合理的補水時間差，確保整棟建筑物的空調系統能夠很好地滿足使用需求。

2.4 在消防系統安裝中的應用

如果建筑企業承接的建筑項目主要用來演藝、展示、娛樂等方面，那么在安裝建筑消防系統機電設備時需要保證設備的質量，提高消防系統整體的安全性能。由于此類建筑的功能較多，在使用期間人員較為集中，因此在實際施工過程中要根據不同樓層的設計規范制定科學的消防系統安裝方案，根據不同的施工特點安裝合適的消防系統機電設備（圖1），確保設備在投入使用后能夠正常運行，這樣才能夠有效預防和減少火災隱患。即使在使用過程中發生火災，消防系統也能夠在第一時間發現災情，并通過系統設定好的消防方案快速撲滅火災。

圖1 消防泵房安裝

建筑企業在安裝消防系統時，可以利用BIM 技術先構建好整棟建筑物的消防系統模型，在管線布置模型的基礎上結合實際施工狀況，合理布置消防系統管線。通過BIM 技術模擬消防系統管線，能夠保證管線布置的精準度。BIM 技術主要通過模擬出三維視圖來為施工人員提供施工便利，不僅能夠減少施工過程中所要投入的人力、物力和財力，還能夠提高消防系統管線布置的準確性，保障消防系統機電設備安裝的質量。

對于消防系統安裝工作而言，采用BIM 技術能夠準確預測出火災發生時消防管線的應對情況，模擬出整棟建筑物在發生火災時消防系統機電設備的滅火能力，從而能夠為實際的施工工作提供良好的指導，保證消防系統機電設備安裝的質量。

2.5 在電氣系統安裝中的應用

一般而言，高質量電氣系統機電設備的安裝能夠保證建筑整體的使用功能（圖2），相比于其他系統機電設備安裝工作而言，建筑企業在安裝電氣設備管線時需要安排經驗豐富的工作人員。目前，在裝配式建筑電氣安裝工作中，其最可能發生的問題是設備內部管線交叉碰撞。因此，建筑企業在裝配式建筑機電安裝工作正式開展之前，可以利用BIM 技術合理模擬設備安裝過程。通過BIM 技術能夠將裝配式建筑機電設備安裝在合理區域，不僅能夠模擬機電設備的布局安裝，還能夠模擬機電設備內部的管線，提高了裝配式機電設備整體安裝的規范性和精準性。此外，采用BIM 技術能夠合理設計機電設備的變配電負荷等級，有效控制照明系統的參數，根據建筑物整體的使用需求設計合理的節能規范，保證低壓配電的安全性，提高了項目電氣設備設施的利用率。

圖2 成排配電柜安裝

3 結語

建筑企業在裝配式建筑機械安裝工作中有效利用BIM 技術能夠建設完善的BIM 數據庫，在數據庫信息的基礎上，工作人員能夠將施工過程中設計好的施工圖紙和施工過程視頻上傳到數據庫中，做好施工交底工作，提高施工工作和施工交接的效率。實際施工過程中，施工管理人員也可利用BIM 數據庫的手機模型來了解實際的施工過程，查看對應的施工圖紙。施工過程中，工作人員如果需要變更施工圖紙，則需要將變更的信息及時上傳到BIM 數據庫中，這樣才能保障建筑工程及時完工，提高裝配式建筑機電設備的安裝精準度和質量，減少建筑資源的浪費，不僅為建筑企業帶來良好的經濟效益，還能夠帶動裝配式建筑行業的健康穩定發展。