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摘要：随着建筑行业的不断发展，在未来的建筑业发展过程中，BIM技术将会越来越得到重视，越来越多的企业也会开始认识到BIM技术具有的高效率、高准确度的特性能有效提高工程项目的经济效益。因此，在未来的发展过程中，BIM技术将会具有非常广阔的市场。但是，目前BIM技术在中国的应用还处于刚刚起步的阶段，因此，为了促进BIM技术的发展，还需不断地加大力度，朝着更深、更广的方面努力。本文对机电安装工程中BIM技术的具体应用进行了分析和介绍。
关键词：BIM技术；大型建筑；安装工程；应用
1 BIM特点
在工程应用中，BIM技术相对于传统建设模式有显著的优势，主要体现在以下几个方面：
1.1 智能数字化的设计表达
传统的CAD二维设计图纸，以平面图、立面图、剖面图相结合的方式来展现设计成果，对于复杂的造型很难完全表达清楚设计者的意图。BIM技术的应用使得建筑设计的成果可以直接展现为三维立体的数据模型，弥补了二维设计对于空间展现的不足，运用模型可以完整的展现复杂的空间尺寸与构造，可以直观的进行建筑及设备信息的交流传达。
1.2 数据信息的协调一致性
传统的建设模式是按阶段划分，从方案设计到使用期间，业主、设计方、施工方、运营管理方分别在各自的环节介入，各单位任务划分清晰，然而各方之间的信息传递和协调不能很好地保证。项目信息从一个阶段到另一个阶段的传递中容易丢失，且存在重复的工作量。
BIM技术的发展则带来了新的工作模式，各专业可以协同工作，业主、设计院、施工方和物业管理人员可以共享设计、施工信息，及时协调和更新建设方案，实现信息化的建设和管理。
1.3 数据信息传递的连续性
BIM的应用中涵盖了项目从设计、施工到运营的全过程信息，并可对信息进行编辑和修改。完整的数据模型不仅包含建筑对象的三维几何信息，还包括设计、施工、维护信息以及对象之间的工程逻辑关系等。因此，数据信息在设计单位、施工单位、监理单位、设备制造企业、政府监管部门、造价咨询单位等单位与部门之间保持信息传递的连续性。
1.4 数据功能的多样性
模型可视化数据信息可以实现项目的多种功能。为建设项目中的各项模拟分析提供了直观的表达方式，设计初期，模型可进行日照分析、能耗分析以及进行方案比较等；施工图纸完成后可以进行工程量的计算，确定工程造价；运用模拟软件，进行施工工艺的模拟，从而确定施工组织计划，提前解决工程施工中可能出现的问题，加快施工进度，确保工程顺利地进行；施工过程中可进行4D、5D模拟，进行成本预测与控制，作为工程进度款和工程结算的拨付依据；工程竣工后，模型信息移交给设备管理部门，可以实现管线设备的数据化管理，高效率的解决运营维护中出现的问题。
1.5 调用信息的便捷性和可控性
模型建成以后，需要在运行过程中供各单位和各个阶段使用，需要保证有数据调阅的便捷性和可控性。各部门和相应等级的管理人员，可以在授权范围内快速调阅相应的数据资料和信息，确保建筑模型信息的技术保密要求在可控范围内。
2 BIM技术在机电安装工程中的应用研究
2.1 基础设施要求
基础设施包括软件和硬件。BIM技术的应用是通过软件来实现的，如何根据企业特点，选择适合自身发展的软件，需要考虑的因素很多。从软件本身的角度，需要考虑其普及程度、操作界面的友好性和价格，除此之外，还需要考虑软件厂商的信誉、用户口碑以及他们能够提供的技术支持和用户培训。企业需要根据自身的应用需求来选择合适的软件。
在机电安装过程中常用的BIM软件有以下几类：建模软件中AutodeskRevit功能齐全，操作简便，应用范围较广，ArchiCAD在机电系统设计方面功能强大；碰撞检测和施工模拟常用Navisworks软件实现，与Revit能够很好地对接；三维效果展示依靠3DMax、Lumion等；工程量计算和造价软件，广联达应用较多；施工过程管理上，各企业多在Revit平台上进行二次开发，实现设计施工过程中模型版本、项目资料的管理。
2.2 模型建立
在建立模型之前，需要结合项目需求配置软硬件设施，制定建模规则，确定模型深度。建模时需要考虑施工需求，结构梁、楼板、柱等按照施工区段进行拆分，方便后期施工模拟。同时应当确保构件扣减关系正确，不影响工程量计算。在达到规定模型深度的条件下，完善模型信息，如梁柱编号、混凝土等级、管道材质等。提前考虑后续的模型处理需求，并规划好模型的组织方式。
按照专业，将BIM模型划分为建筑、结构、机电设备三大部分，并根据需要对机电系统进行更细的划分，之后按照规则对机电专业各子系统进行命名和配色，使其更容易辨别。
在施工阶段，需要在设计模型的基础上，补充以下内容：临时建筑房、临水临电布置、施工机械、材料堆放规划、安全维护构件等施工模型。
2.3 碰撞检测
在传统的二维图纸时代，做碰撞检测需要审阅大量的图纸，同时要求各相关专业工程师共同检查讨论碰撞情况。这种碰撞检测速度缓慢，容易出现错漏而且表达过于抽象，很难完整准确的记录检测的结果。
对于大型公共建筑，为了保证设备安装工程的顺利进行，利用BIM软件进行碰撞检测是很有必要的。将所有专业的管线全部按照真实尺寸表现在同一个模型中，能够反映传统图纸中存在的一些深层次问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应用BIM相关软件，如Revit、Navisworks等进行碰撞检测，可以检测出设计图中存在的所有管线冲突，根据检测结果进行管线优化，从理论上来讲可以消除所有的碰撞。
Revit的碰撞检测功能对硬件的配置要求较高，对于大型项目，运算量较大，很难保证运行的流畅性。因此，工程中多采用Navisworks来进行碰撞检测。将Revit模型分专业导入到Navisworks软件中，根据项目需求选择检测条件，进行不同专业之间以及管线系统与建筑结构之间的碰撞检测。检测结果能够以视点、文本等多种格式保存，并输出为检测报告。
2.4 管线综合
管线综合是在设计阶段完成的机电系统施工图的基础上，根据管线的系统、性质、功能和施工要求，对管线位置进行统筹排布的过程。管线综合的目的一是满足建筑空间的净高要求；二是满足管线和设备的安装、检修空间；三要满足支吊架的安装需求；四要保证洞口预留和套管预埋的准确性。
大型公共建筑的机电安装工程涉及专业较多，管线系统复杂，施工组织难度高，安装质量要求高，管线综合的质量直接影响竣工效果。
传统的管线综合是将各专业的二维平面管线布置图进行叠加，这种方式存在一定缺陷。多专业管线叠合在一起，图形内容较乱，且对管线较多的部位，各系统的相对位置和标高表达不够清晰准确，空间关系需要靠想象；依靠二维图纸，很难发现所有的管线碰撞，对碰撞的处理为局部调整，不能实现全局把握；由于空间、结构体系的复杂性，虽然依照各专业的工艺要求进行管线排布，但经常无法完全满足设计原则和施工要求。
对于大型公共建筑，采用BIM技术进行机电系统的管线综合具有明显的优势。BIM建模过程相当于一次全面的图纸审核，模型按照实际尺寸建立，能完全展现施工完成后的效果，对于传统表达中省略的部分（如阀门尺寸、管道保温层等），都可以在三维模型中展示。从而将一些二维施工图上看不到，实际施工过程中却存在的问题暴露出来。
在机电系统安装过程中，由于对管线进行了深化设计和路线调整，管线长度和管件数量会随之改变，可能导致系统不满足原有的设计参数。采用BIM技术后，可以根据BIM模型对能耗、流量等系统参数进行智能模拟，为设备参数的选择提供参考。
2.5 施工模拟
施工模拟是指利用软件进行虚拟建造，模拟施工过程。将模型导入Navisworks软件，打开Timeliner，导入施工进度计划，并将各个阶段与相应的构件链接，即可实现施工进度模拟，模拟结果以三维动画的形式显示。施工进度模拟的应用价值主要体现在现场管理上，能够帮助项目管理人员根据进度进行人、材、机等资源管理，业主也可据此进行工程款的分期结算。在实际施工过程中，可以将现场情况输入模型中，与进度计划作对比，分析工程滞后或超前的原因。
在机电安装工程中，进行施工模拟有着巨大的意义。大型项目的管线系统较多，不同专业的施工队伍较多，确定设备和管道的安装顺序非常重要。施工中经常存在抢工现象，某系统的管道敷设完成后，造成其他系统安装空间不足的情况时有发生，因此产生的返工不仅延误工期，而且增加了施工成本。在项目开工前，利用BIM平台进行施工方案模拟，能够有效解决上述问题。
此外，施工模拟也可用于工程投标，三维模型或动画的表达方式非常直观，能够增加企业的竞争力。
对于复杂的施工技术，BIM技术也可以进行工艺模拟，通过三维动画的方式展现，能够帮助施工人员快速理解施工方案。对于施工企业而言，进行施工方案模拟能够有效提高各方的沟通效率，实现施工方案的可视化交底，提高施工质量和现场管理水平。
2.6 进度管理
BIM技术可以通过施工进度模拟、材料信息统计给项目管理提供重要的技术支持，增强管理人员对工程内容和进度的掌控能力。
将进度计划导入BIM模型进行施工进度模拟，模拟结果以三维模型或视频的形式展示给施工人员，能够增强施工人员对施工流程的理解，各个专业分包商依据模拟结果进行施工，可以避免交叉施工造成的变更和冲突。对于专业性较强的施工技术和流程，BIM的专项施工模拟比传统的文档和图纸更能展示技术的核心内容。
2.7 质量管理
项目的质量管理包含施工阶段的施工质量和交付使用后的运行质量，而施工质量是运行质量的基础保障，包含了项目信息的BIM模型可以作为对项目质量问题进行校核的依据。
将现场的质量信息记录录入到BIM模型中后，在原有模型基础上增加一项质量信息维度。质量信息中包含了施工质量情况、节点时间、具体内容、处理情况等，将现场采集的实时信息与BIM模型中特定构件进行关联。此外，材料的质量证明文件如合格证、检测报告、使用说明等皆可链接到模型中，并与构件相关联，实现材料的质量管理。
结束语
通过对该技术的利用能够使机电工程设计效率得以显著提升，因此在机电安装工程的施工中得到了非常广泛的应用。现在很多机电施工单位正在不断的研究如何在机电安装工程中应用BIM技术，因此极大的提升了我国机电工程安装施工水平。为此，必须要对BIM技术在机电安装工程中的应用进行认真的分析和研究。
参考文献：
[1]基于BIM技术在建筑标准化安装领域的应用与研究[J].王挺.住宅与房地产.2016(03).
[2]BIM技术在建筑安装工程施工中的优势[J].刘伟.建筑知识.2016(02).
[3]BIM技术在建筑施工企业的应用研究[J].李存斌,鲁平.中国建设信息.2015(02).
[4]谈BIM技术在建筑工程信息管理中的应用[J].魏小朝,洪文霞,杨帆,姜振尧.山西建筑.2015(30).
[5]BIM技术在某项目机电安装工业化中的应用[J].柏万林,刘玮,陶君.施工技术.2015(22).
论文作者:胡跃军,陈袁超,陈帅
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/21
标签：管线论文; 模型论文; 机电论文; 技术论文; 信息论文; 项目论文; 软件论文; 《基层建设》2017年第15期论文;