摘要：随着建筑工程实践的日益深入，机电管道的施工任务量不断增加，BIM应用得到了良好发展，有力地支持了施工现场各项管理工作。但相对于国外，我国机电管道安装的BIM应用仍存在诸多问题和不足，所以，基于BIM技术研发一套管道安装全过程信息管理系统将具有非常重要的科研及工程意义。
关键词：BIM；机电管道；碰撞检查
引言
机电管道安装工程内容复杂，涉及空调系统、给排水系统、通信系统、消防系统等多个分项工程，对机电管道安装施工的要求较高，施工单位需加强管理，保障工程质量。BIM 可覆盖机电管道安装工程的全过程，规避工程管理存在的能耗大、信息化建设不足等问题，保障工程质量、进度与效益。
1基于BIM的机电管道安装工程管理内容
细化来说，BIM可用于机电管道安装工程管理的三方面。
1.1在工程设计管理中的应用
针对机电管道安装工程的多种管线，BIM技术可整合各项管线施工图，实现综合深化设计，为工程施工提供全面指导，其应用体现在以下几点：
（1）可视化设计。施工单位可通过BIM构建机电管线的三维模型，将传统的平面图形立体化，更直观地展示机电管线、阀门与设备间的管线，使设计人员明确其位置关系，保障设计的规范性与可行性。同时，可视化的三维模型可为施工单位读取图纸提供便利，减少设计人员标注平面图纸的工作，提高设计效率与质量。
（2）碰撞检查。在BIM的管线整合下，设计人员可构建管线系统模型，将其导入到Navisworks软件中，开展碰撞检查，该软件会出具碰撞检查报告，报告内容涵盖碰撞位置、管线类型与碰撞深度等信息，直观地展示设计方案缺陷，为设计人员提供改进方向，为工程师设计提供便利。
（3）综合排布。机电管线安装工程需事先预留预埋管件与孔洞，保障机电设备的规范安装。BIM的三维模型可整合不同分项工程，使不同专业的设计人员了解工程的预留预埋要求，优化管线的综合排布。
1.2在工程施工管理中的应用
BIM可支持施工组织、设备、材料的参数导入，为施工单位模拟工程施工流程，展示施工可能出现的问题，优化施工方案，消除施工中可能出现影响施工质量、进度与安全的因素。例如，在某管道安装工程中，需按照先电气桥架后空调管道的顺序施工，但由于不同分项工程未实时沟通，在施工人员疏忽下，首先进行空调管道的安装，导致电气桥架无法安装，不得不进行返工处理，造成经济损失，拖延进度。而BIM技术可整合各个专业，加深分项工程的沟通，规范管道安装的工序，保障工程质量与效率。同时，在进度管理中，施工单位可输入施工现场的空间参数与进度时间，构建4D-BIM模型，明确安装工程的工程量，并根据施工现状，调节空间与时间参数，在模型中展示已完成工程、未完成工程与正在施工工程，实现施工进度的精准控制，确保工程可按期完工。
1.3在工程成本管理中的应用
在以往的机电管道安装工程中，造价人员根据CAD图纸计算工程量，工作流程繁杂枯燥，极易产生人为误差，影响工程成本管理成效。在BIM的支持下，造价人员可利用Revit等BIM软件进行智能工程量计算，将工程量定额计算规则、施工方案、工程组织等参数导入软件中，准确获得各个分项工程的工程量，为物资采购、成本管理提供帮助。由于机电管道安装工程涉及利益主体较多，造价人员可根据不同利益主体的需求，提出相应格式的工程量清单，实现针对性造价管理，保障工程效益。
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2基于BIM的机电管道安装工程管理实践
本文以某写字楼为例，分析BIM在其机电管道安装工程管理中的应用。该写字楼为地上63层、地下4层结构，地下一层为变配电房、发电机房与冷冻机房等；地下二层包括水箱、热水机房与泵机房等；地下三四层是停车场。写字楼的机电管道安装工程包括各个能源机房的管线、配电间的管线等，管线布局密集且复杂、工期要求紧，施工管理难度大。
2.1碰撞检查
在写字楼机电管道安装工程中，共涉及建筑、暖通系统、结构、给排水系统与电气系统五个专业，施工单位分别进行单一专业碰撞检查与多专业碰撞检查。单一专业碰撞是对某一系统内的管道进行碰撞检查，以电气系统专业为例，施工单位在软件中输入机械设备、电缆桥架、电缆桥架配件、管件、管道、结构基础与风管管件等参数，分析各管道、配件是否出现碰撞。软件出具的检查报告包括碰撞名称、图像、碰撞点位置、碰撞距离与碰撞类型等内容，为设计优化提供参考。多专业碰撞是对不同专业的管道进行碰撞检查，检查报告的内容与单一专业碰撞检查相同。
2.2管线综合排布
在碰撞检查结束后，设计人员重新优化管线安装设计方案，并整合不同专业的设计内容，构建写字楼机电管道的系统模型。按照如下标准，进行管线综合排布设计：①保障原设计功能；②遵循相关行业规范，如空调水管道下翻部位是否设置泄水阀、上翻部位是否设置排气阀等；③是否为阀门、吊架等部件的安装与保温施工预留空间等。在规范标准指导下，设计人员的管线综合排布方案如下：
（1）冷热源机房管线综合排布。写字楼的冷热源机房是机电管道安装的重难点，设计人员结合碰撞检查的结果，按照管线综合排布标准与避让原则，明确管道综合排布方式与施工工序。同时，在冷热源机房管线综合排布完成后，设计人员规划混凝土墙体预留洞的位置，为后续提供指导，避免二次凿洞破坏地下室的墙体，加大施工投入，影响施工进度。
（2）管线密集走廊的综合排布。针对管线密集走廊，设计人员利用BIM软件构建三维模型，开展碰撞检查，了解各管线的碰撞点；然后利用橄榄山插件调节碰撞管道，实现管线的合理综合排布，优化前后的对比。
2.3模拟施工
在写字楼施工前，施工单位利用BIMspace软件制作施工模拟视频，展示施工进度、施工隐患与缺陷等内容，为施工管理提供参考。技术人员根据施工进度计划，明确各工序的关键节点与工期要求，将相关参数输入到BIMspace软件中，自动生成模拟施工视频。工程师根据视频内容优化施工方案，并生成全新模拟视频，检测优化后的施工方案。就此明确施工方案后，施工单位应用模拟视频对施工人员进行技术交底与施工培训，提升其质量意识，为后续施工提供保障。
2.4工程量计算
工程量计算由Revit软件与Navisworks软件完成，后者具有集成算量功能，且软件内部包括多种材料与设备的参数信息，设计人员可通过算量规则的设定，自动生成工程单，将输出结果导入到Revit软件中，获得最终明细表。施工单位将RVT文件保存为NWF格式，再设定算量规则，利用材料的WBS结构图定义材料算量方法，如DN15型管材，其描述内容为室内给水、颜色为灰蓝色半透明，项目计算内容包括长度、宽度、厚度与高度等；在明确材料的各项参数后，将其纳入到相应项目的算量中，如DN15型管材属于给排水系统的内容；最后导出Excel表格，即可获得施工材料的计量表。其余工程量的计算与上述流程类似，为施工造价管理提供参考。
3结论
综上所述，施工单位可将BIM用于机电管道安装工程的设计、施工与成本管理中，强化管理成效。借鉴写字楼的成功经验，施工单位可应用BIM进行碰撞检查、管线综合排布、模拟施工与工程量计算，为机电管线安装工程管理提供指导，推动建筑工程的可持续发展。
参考文献：
[1]李鑫，蒋绮琛，于鑫，等.基于BIM的机电管道安装工程管理系统研究[J].安装，2019（3）：22-23+28.
论文作者:刘超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/14
标签：机电论文; 管线论文; 管道论文; 工程论文; 施工单位论文; 安装工程论文; 设计人员论文; 《基层建设》2019年第27期论文;