BIM技术在机电工程中的应用研究

摘要：BIM技术在机电工程中应用，能够在很大程度上保证机电工程施工质量，并且对成本的投入有一定的节约作用，故本文中主要对BIM技术在机电工程中的应用进行了详细的分析与探讨，以供参考。

关键字：BIM技术；机电工程；

中图分类号： F407 文献标识码： A

一、BIM技术概述

BIM技术又称建筑信息模型，是一种应用于工程设计、施工、运营管理的数据化工具，它具有可视性、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。BIM是一种全新的建筑设计、施工、管理的方法，以三维数字技术为基础，将规划、设计、建造、营运等各阶段的数据资料，全部包含在3D模型之中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能拥有精确完整的数据，帮助项目设计师提升决策的效率与正确性。在各个阶段、各工作搭载各种信息，贯穿建筑生命周期，消除信息孤岛。信息数据之间适时关联，智能互动，避免信息流失。多维及多种方式的数据表达，创建明确信息。 BIM核心建模软件主要有以下四个公司Autodesk公司的Revit系列（广泛应用于民用建筑优势、兼容互导软件众多）；Bentley公司的建筑、结构和设备系列（多应用于工厂设计和基础设施领域）；Nemetschek公司的ArchiCAD/ALLPLAN/Vector Works（在中国表现疲软）；Dassault公司的CATLA侧重于机械设计制造）。通过建立BIM模型，实现了三维的可视化，设计查错时的优化，碰撞的检查，自动检查各专业管道的碰撞问题，并出具碰撞报告。

1、利用Revit MEP可以各专业间真正的可视化协同作业；实现对机电管线的碰撞检测；对设计中的错漏区域及时发现；可以运行机电系统计算或检测；可以生产材料设备明细表用；Revit所作设计，无论建筑、结构、设备设计，建模完成后，都可进行统计产生明细表，如门窗表、管道总长、材料用量等，为工程预算、施工管理提供依据。

2、利用Navisworks软件和Office Project软件模拟施工场景，将Revit MEP软件构造的模型导入到Navisworks软件中，结合Office Project软件的项目进度管理功能，即可实现对建筑施工进度的可视化管理：通过模拟出真实的施工场景动画，被赋予时间属性的各个建筑构件四维模型会按照预计的进度逐步加入到建造施工场景中。

3、Navisworks软件提供了用于分析、仿真和项目信息交流的工具；完备的四维仿真、动画和照片级效果图功能能够展示设计意图并仿真施工流程，从而加深设计理解并提高可预测性；实时漫游功能和审阅工具集能够提高项目团队之间的协作效率。

大型建筑中通风空调、电气、给排水、消防、智能化等机电专业齐全，管井、吊顶、地下室和机房内管线密集，非常容易因设备、管线交叉矛盾而造成返工。利用BIM技术的特点，可在施工前精确模拟显示施工的效果，因此在机电工程施工前应用BIM，可有效地解决管线交叉矛盾，提高施工质量和进度。

二、 BIM在机电安装运用过程中的关键技术。

1、管道碰撞检查

碰撞检查是指在施工前预先发现安装工程中不同部分、不同专业之间的冲突和干扰。因为硬碰撞给施工带来的影响很大，因此安装工程中的碰撞检查以硬碰撞为主。在安装工程中出现较多的碰撞为各种管道之间的碰撞、管道与桥架、管道与设备以及管道与结构之间的碰撞。利用BIM软件对各专业管线进行碰撞检查，根据碰撞检查情况，不断调整管线的空间布局，以达到最合理的综合排布效果。在使用软件碰撞检查功能中，发现标准层风管出管道井后，与走廊处消防管道发生冲突。于是通过调整风管局部安装高度，成功避开冲突，避免了后期施工中的返工现象。

2、管线综合设计（见图1）

机电安装工程项目越大，其设备、管线也就越多，施工难度也就越大。利用 BIM 技术的专业软件，可以实现机电专业的深化设计，根据工程的具体情况，对管线进行科学合理的布置。项目在开工的初始阶段，各专业技术人员在进行图纸深化设计时，同步创建BIM三维模型。同时根据项目进度和各专业要求，综合各专业图纸进行碰撞检查，形成碰撞审核报告，根据审核报告对设计再进行优化，生成三维管线综合设计方案，合理进行机电管线综合排布，有效安排施工工序，有利于规避施工工序混乱引起的工序冲突、返工等问题。此外，还可以利用 BIM 技术开展漫游检查，可对整个楼层最终完成的管道布置进行漫游，展现机电管线整体效果，展示机电管线及设备的空间关系及支架形式，给人身临其境的感受。

图1管线综合设计图

3、优化设计及出图

相对于常规的平面图、立面图、剖面图，BIM 更配置了更为强大的出图功能。可利用BIM软件经过碰撞检查、净高优化、漫游工序后，确定机电各专业合理的位置、标高，从三维模型直接导出带有准确、清晰标注的平面图、剖面图来直接用于施工，这些图对施工过程的指导具有显著的意义。

4、三维可视化交底及指导施工通过BIM软件优化后，整个项目的设计情况已实现三维可视，针对管道及设备布置复杂的地方，要采用三维图纸或视频进行交底，指导现场按照设计进行施工。首先，使用三维模型的可视化功能，能够直观的把模型和实际的工程相比较，发现其项目中实际与理论的差距以及不合理性，既直接又方便；其次，可以通过与三维模型的比较，使得业主对建筑相关联的功能性以及施工的过程得到进一步的了解和评估，可以尽早的提出意见，这样可以及时的对可能发生的情况作出修正。力图，在较为复杂的地下室机电安装工程里，不规则轴线过多，配电室、锅炉房和制冷机房都在地下室里，但是地下室的设计层高又有些低，而结构梁又相对较高，风管的尺寸也相对较大。而利用BIM的可视化功能，就能很好的解决这一问题。此外，在三维模型技术交底时，需要将现场的工人组织起来，对需要进行施工的地方做三维技术交底，这样做的目的就是为了防止施工人员与现场工程师针对蓝图的理解不相同而导致施工中的偏差现象。通过使用来做三维模型的可视化的技术交底时，可以在不同的角度以及不同的方位的变化中观察，使得现场工人直观地了解施工中要求的管线的走向，并且对管线在避让以及交叉时的方案有一个透彻以及清晰的认识，然后再与每一段的管线所带的相关的参数进行配合施工。这样做既杜绝了排布错误问题导致的返工，又提高了施工工作的效率。

三、 BIM在机电安装项目管理中的应用

1、对施工材料进行统计

在建造建筑信息模型的过程中，任何一个元素都被会赋予与其相对应的参数。在完成模型的绘制工作之后，应该按照实际需要对单个系统所使用的具体材料以及数量等进行统计，有效的减少了前期算量周期，加快预算的进行，为项目管理策划奠定了良好的基础。为满足各方面需求，该软件还能够通过设置一些条件进行适当的筛选。物资小组根据不同施工阶段的实际需求，通过对模型进行操作即可获得相应数据，不仅能够方便物资招标，还有利于物资进场计划的制定以及库房设置的开展。过去某些继电设备的施工完全凭经验，安排劳动力，材料配件都是根据经验领用，没有准确的数量，有了BIM数据模型，各种施工信息已十分精确，人力安排、材料计划、劳动定额十分精确，实现了精确的过程控制，对提供施工管理效率和提供成本管理水平起到直接效果。

2、对施工进度进行管理和控制在结合使用Navisworks软件的基础上，能够有效的对项目施工进度进行编制，同时做好跟踪跟进工作。在使用该软件的过程中，会将当日需要完成的施工内容通过高亮显示出来，并能把已经完成的工程量或者待完成的工程量全部标记出来，通过对施工进度进行监督，采取合理的方法进行调整，有助于实现四维功能。

3、对工程造价进行管理和控制

基于建筑信息模型技术的新一代4G工程造价软件能够按照三维图形的模式进行、框图出价、，提高了预算的精确度，加快了月度产值的审核速度。另外该技术还可以按照业主投入的资金实时追踪，并且及时更新，能够在任意时间查阅到投资资金的拨款比例。除此之外，在进行设计变更的过程中，还需要对变更部分的造价进行计算，确保工程项目不会遭到经济上的损失。

总之，BIM技术是建筑市场未来发展的必然趋势，是各个安装企业获取经济效益，提高竞争力的基本保障，在机电安装工程中BIM技术是非常关键的技术，是技术人员必备的基本技能。

参考文献：

[1]钱惠,吴善浒,王兴坡. BIM在机电安装工程中的应用[J]. 安装,2011,（10）.

[2]李报春. BIM技术在机电工程施工中的应用[J]. 安装,2014,（6）.

[3]曹旭明,张士彤. BIM技术在机电施工阶段的应用[J]. 建筑技术,2013,（10）.