BIM技术对机电安装的应用3篇

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bim技术对机电安装的应用篇1

从技术角度分析，BIM技术在实际应用过程中会对工程开展过程中涉及的数据进行实时采集，并利用仿真模拟功能构建出工程建设模型，方便技术人员在真实信息基础上开展施工指导工作，BIM技术的诞生为有效推动工程设计领域革新提供源动力。BIM技术在实际应用过程中对数字信息资源进行深入挖掘，并利用数字模型实现对工程开展中涉及的规划、设计及施工等全流程数字化，极大地提升了施工效率以及质量。在其实际功能价值影响下，我国技术人员已经将BIM技术实际应用作为主要研究内容。

1BIM技术特点概述

1.1操作可视化

BIM技术在实际应用过程中呈现出的最显著特征即是可视化。在该特征影响下，协同设计、碰撞检测、虚拟建造等工作均可在可视化环境下完成，可以帮助技术人员直观地发现设计中存在的问题并做出相应的优化。在当前建筑规模、空间划分、建筑功能要求大幅提升的背景下，传统依靠技术人员脑记手算的工作方式已经难以满足实际工作需求，而可视化操作将成为取代传统工作方式的必然选择，BIM技术的诞生为操作可视化提供了广阔的发展前景[1]。

1.2信息完备性

BIM软件在实际应用过程中涵盖了室内的所有信息，可以通过数字化手段直观地展示出设施的物理以及功能特性，这也使得其信息完备性特征在应用中逐渐显现[2]。BIM模型在实际应用过程中，在对设施中3D几何信息以及拓扑关系进行描述的同时，还可以对完整的工程信息进行展现，这种信息完备性特征也为BIM模型应用奠定了坚实的基础。

1.3信息协调性

BIM技术的信息协调性特征集中体现在以下两个方面：其一，数据之间存在实时性、一致性的关联，数据库中的任何信息发生变动均会使其关联数据产生反应；其二，不同构件之间呈现出关联显示、智能互动特征。这种协调性也为工程开展提供便利性条件，如设计阶段中，不同专业的设计者可以在BIM模型的直观展示下及时发现不协调甚至存在冲突的区域，并及时进行修正，最大限度地降低返工或是安全事故的出现几率[3]。

2工程案例概述

为深入探究BIM技术在机电工程安装中的应用方式，本文选取实际案例进行具体说明。案例工程为某工厂新建厂房机电设备安装工程。该厂房项目占地面积达到198亩，建筑面积达到18万m2，生产厂房面积达到9.4万m2。设计人员考虑到工作量大且工期紧，因此，在实际工作中决定采用BIM技术，对生产车间以及动力车间的管线排布进行优化调整，以实现降低设计失误，提升工作效率的目标。

3BIM技术在机电工程中的应用

3.1族库准备环节

案例工程中，设计人员选用Revit软件开展本次设计工作，相较于AutoCAD软件，Revit软件的最大特征即是利用“族”的概念取代图层概念。族即是项目最基本的构件，同时也是相关参数信息的重要载体，族在整个项目中承担着基础支撑作用。设计人员在实际工作中，将风管高度、宽度、参照标高等数据信息导入软件中，并设定为风管族，方便后续调用。Revit软件中可用的族分为系统组以及可载入族两种，设计人员在工作中利用已经设定好的墙、柱等以及机电工程中的电缆桥架与管道等系统族初步构建工程模型，随后将形状复杂、功能特殊的设备以及构件导入软件中并设定为可载入族，方便模型构建过程中随时调用。可载入族的特征在于具备高度的可自定义性上，使用者可以参照设备实际形状进行创建，并将规格参数导入其中，设计者在族库准备环节中，利用设定系统族以及可载入族，创建出本次工程设计必须的族库，方便后续建模环节使用。

3.2Revit平台模型构建环节

考虑到建模过程的复杂性以及长周期特征，设计人员在工作中首先利用Revit软件提供的建筑样板文件构建建筑结构专业的基础模型，其主要由墙体、结构柱等影响机电管线布设的基本单元组成。为避免过多的细节展示导致电脑运算负担提升，因此，窗台、栏杆等细节无需添加。在土建模型绘制完毕后，设计人员利用Revit中的机械样板文件创建机电建模平台，随后将土建模型连接导入其中，并以此为绘图参照，形成相应的标高线以及轴网，随后设计人员在此基础上开展管线模型绘制，其细节精确到阀门、管件等安装位置尺寸上。

3.3优化空间排布

案例工程中，制冷机房管道设计多采用500mm以上的螺旋钢管，这就导致混凝土梁上龙门吊设计难以承载其实际重量，使得钢结构专业在预先完成底面管架施工后，虽然确保承载力可靠，但是导致下方管道、水泵机组等连接为避让钢结构，其施工难度大幅提升。同时生产区域吊顶内管道安装过程中还需充分考虑干盘管电磁阀调试人员走动、风口过滤网定期更新等方面的实际需求，如果采用以平面设计为主的CAD软件，在对不同管线位置以及排列进行表达过程中需要借助大量剖面图以及大样图，不仅导致设计人员负荷大幅提升，设计失误出现的几率也会大幅提升，此时，应用Revit软件开展管线空间调整的优势即可得到充分显现。在动力厂房管道安装中，两根DN600管道自下方穿过4根主管道，这就使得工程的设计标高由3.3m提升至4.3m，在常规CAD设计方式中，在缺乏现场施工经验的情况下，设计人员难以发觉标高无法实现，而案例工程，技术人员采用Revit软件三维模型绘制，系统自动提醒此处缺乏足够的空间，无法正确绘制。在生产车间管道设计中，其管道口径虽然远低于动力车间，然而其布局纵横交错，设计人员在参照设计标高对新风管道、排风管道等进行逐一绘制后，在未使用碰撞检测的情况下即发现其中存在较为严重的重合问题，因此，设计者必须对暖通专业的图纸进行校对与重新排布。设计人员利用Revit中的剖切面视图功能，对存在冲突的管道位置进行剖切处理，随后对其标高进行重新整理，形成如图1所示的优化排布结果，电镀区域中设置的3种风管系统被有序分层，以避免其标高出现冲突情况。在完成管道冲突调整工作后，设计人员利用Re-vit中的三维动态观察模块对空间布局进行检查。依照CAD绘图所示，虽然冷冻水管在建模过程中已经避开风管，然而其中两组干盘管出风口设置在新风总管以及上二层空调机房排烟竖管中间，这就使得干盘管回风量受到较为严重的削弱，同时阀组上方即为大梁，可操作空间较为狭小，一旦电磁阀产生故障或漏水等情况，其维修难度极大。因此，设计人员在与业主方进行交涉后决定，在确保区域内干盘管总量不变的前提下，将安装位置转移至空旷区域。

3.4碰撞检查环节

设计人员在完成工程涉及的管道模型建立工作后，即利用Revit中的碰撞检查功能开展碰撞实验。本环节主要工作要点在于检查机电专业以及建筑结构专业之间是否存在碰撞情况，Revit中的“碰撞检查”功能会对此类问题进行自动检查，并生成冲突报告对话框，其中会列举产生冲突的各个图元，随后设计者会参照有限避让或绕行的原则对冲突图元进行调整，在管道无法修整且建筑专业存在修改空间的条件下，则对建筑结构进行修整。在案例工程中，设计者利用碰撞检查功能对不同专业之间的管线开展综合优化工作，针对存在碰撞冲突的管线进行相应的调整并取得良好的成效。以冷水机组以及水泵安装工程为例，该部分原始设计均为直线管道，未能考虑到管道可能面对的各类碰撞，设计人员在经过Revit模型碰撞检查后，发现存在一根管道与钢结构梁存在碰撞情况，因此设计者对其进行整改，有效避免了施工过程中发现问题再返修图纸的情况，大幅提升了施工效率。

4结语

在当前新时期背景下，以BIM技术为代表的一系列高新技术得到建筑行业的广泛认可与应用，提升建筑行业信息技术水平已经成为其未来发展的必然趋势。本文所研究案例，在应用BIM技术后，其机电工程安装效率以及安装质量得到有效提升，完全达到预定工期以及施工要求，由此可见，加大BIM技术在建筑工程的应用具有重要意义。

作者：金武兴 单位：万桥信息技术有限公司

BIM技术对机电安装的应用篇2

一、成果研究背景

信息化有利于突破传统管理模式中的时间和空间障碍，实现信息传递和资源共享，有效推动企业管理向集成化、精细化方向转型升级。国家行业主管部门在近年有关建筑业发展和改革方向的文件中，多次提到“促进建筑业发展方式转变”“加快推行工程总承包”“全面提高建筑业信息化水平”，加快研究并推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用。机电安装包含设备、管道、电气、仪表等多个专业，是建设项目进度、质量管理难点与重点之一。公司从2006年起，在管道专业施工过程中，积极应用BIM、数据库管理软件等信息化技术，对规范项目管理、提高项目管理水平起到了很好的示范效应。“工程总承包”的建设组织模式及信息化发展，更需要将机电安装类所包含的各专业全面纳入信息化，让数据在精细化管理中发挥关键作用。

二、主要创新点和关键技术

基于BIM技术的机电安装项目管理系统，着眼于工程总承包方式，研究从时间纵向维度贯通设计、采购、施工、维保阶段的信息链，从横向上整合设备、管道、电气及仪表各专业数据，充分发挥数据与信息在工程建设过程管理中的作用，全面提升项目精细化管理水平。该成果主要创新点和关键技术如下：1.基于元件库、管道等级库等初始化设置的三维设计模式，建立信息模型；2.设计模型信息完整导入管理系统，避免偏差，确保数据完整与精确；3.建立数据集成、引用、分析及共享规则，消除信息孤岛；4.建立管道元件编码系统，实现复杂管道元件的精准识别与统计；5.开发数据链接技术，利用BIM平台集成展示信息。

三、创新技术水平和先进性

通过严谨的初始化工作，建立管道等级库、元件库的基础信息，在三维模型中赋予管道、设备、电气及仪表等各组成构件的相对位置关系、外形尺寸、位号（编号）、材料类级别、制造标准、代码等设计信息，以及管道焊缝识别与编号、数据导出等设置规则。基于信息初始化的三维设计建模见图1。将模型数据库包含的各类设计信息导入管理系统，建立项目管理所需的各基础数据，避免人工转移数据而带来的偏差、遗漏等错误，确保数据精度，奠定精细化管理的基础。通过在管理系统中设置有关功能模块，统筹规划数据产生、引用、关联的规则，使得各专业、各部门在设计、采购、施工过程中，既可以利用有关信息，也要在工作中实时输入相关数据信息以便为他人所引用。由管理系统将各专业、各时段产生的数据信息进行集成、分析、共享，消除信息孤岛，并将工程建设各阶段的信息接入维保阶段，从规则上确保数据的同源性、关联性、唯一性，充分采用信息化方式助力项目的精细化过程管理，有效控制进度、成本，提高管理品质。各阶段信息集成于信息系统数据库见图2。项目建设过程各阶段产生的数据处理、统计、分析、比较等信息成果，由管理系统完成并保存。通过数据链接技术，对接管理系统数据库及模型，可在BIM平台集成显示各阶段信息，如某台设备的设计、采购、施工及维修保图2各阶段信息集成于信息系统数据库图3BIM平台集成显示各阶段信息养等各阶段信息，将BIM技术的应用贯穿于项目全生命周期。同时通过这种数据相互引用、关联模式，既可以确保数据同源性、唯一性和丰富性，还可以避免增加模型的数据负荷。BIM平台集成显示各阶段信息见图3。该成果获软件著作权2项，发表论文3篇。由国家一级科技查新咨询机构经过国内外查新后发布的报告表明，该成果采用的精准三维模型构建技术和基于名称寻址的数据链接集成技术，在国内外未见与其相同的文献报道。该成果通过江苏省安装行业协会组织专家成果评价，总体技术水平达到国际先进，具有良好的推广应用前景。

四、经济、社会及环保效益

基于BIM技术的机电项目全过程信息化管理，从时间纵向维度上融合设计、采购、施工、维保阶段的信息，又横向整合管道、电气、仪表等机电专业，可以有效保证数据精度、实现数据集成与共享，达到协同项目管理、提升管理效率、降低工程成本、保证工程品质的效果。探索一种产业数据化的模式，把整个建筑项目生命周期内所形成的有效信息内容，都以适当的方式存储于计算机中，通过管理系统加以综合、运算、输出，以三维模型为载体有效集成并继承沿用，契合了BIM技术的信息（Information）加模型（Modeling）的本质含义，具有非常显著的经济、社会及环保效益。

五、推广应用价值及前景展望

该成果在瓦克化学（南京）有限公司、兰精（南京）纤维有限公司等多个机电安装工程项目成功应用，效果显著。杭州诺德软件公司将该成果及时转化为软件产品，产品用户表示其项目管理采用该软件产品后，通过BIM平台集合各阶段信息，数据直观，提升了施工管理水平，增强了领导决策依据，对施工进度把控、工程质量的提升均起到积极的推动作用。

作者：陆飞 吴东辉 陶立华 钱晓丽 施彬彬 陈永福 徐志明 吴健勇 谭奔 王磊 单位：江苏启安建设集团有限公司杭州诺德软件有限公司

BIM技术对机电安装的应用篇3

随着国家对ＢＩＭ技术的大力推广和广泛应用，ＢＩＭ技术在国内建筑行业领域也得到了迅速发展。越来越多的大型建筑企业将ＢＩＭ技术应用于项目的全周期管理。为进一步推广ＢＩＭ技术在建筑业的应用，各省市陆续发布各项指导意见与实施办法，以广东省为例：省住房和城乡建设厅发布了《关于开展建筑信息模型ＢＩＭ技术推广应用工作的通知》，到２０１４年底，启动１０项以上ＢＩＭ技术推广项目建设；到２０１５年底，基本建立我省ＢＩＭ技术推广应用的标准体系及技术共享平台；到２０１６年底，政府投资的２万ｍ２以上的大型公共建筑，以及申报绿色建筑项目的设计、施工应当采用ＢＩＭ技术，省优良样板工程、省新技术示范工程、省优秀勘察设计项目在设计、施工、运营管理等环节普遍应用ＢＩＭ技术；到２０２０年底，全省建筑面积２万ｍ２及以上的建筑工程项目普遍应用ＢＩＭ技术［７］。

１ＢＩＭ技术在建筑机电安装深化设计中的应用

建筑机电管道安装在平面图设计阶段存在区分专业、区分系统进行管道绘制的情况，各个专业设计人员之间沟通少、配合度低，再加上管道类别复杂、交叉繁多、缺少统一规划，对空间合理利用考虑欠佳，必然会导致管道布置发生冲突。那么ＢＩＭ技术将是建筑机电图纸深化过程中最重要的一个环节，通过ＢＩＭ建立机电安装工程全生命周期的信息库，使得各专业设计人员、建设方及施工方等都能参与其中，能够很好的消除施工中交底不彻底的弊端，不仅提高了设计质量，同时也提高了施工效率和质量。

１．１传统工艺在建筑机电安装中的局限性

建筑机电安装工程在施工管理中，现场工程师需要结合企业管理目标要求，对现场的施工成本、工程进度、施工质量和安全进行全方位管控。在传统的安装施工管理中，为防止后期施工中不同专业管道安装发生碰撞，工程师利用掌握的项目资料，结合实际情况，运用自身技术经验，依靠ＣＡＤ二维图纸辅助管理，通过复制叠图找出不同专业的管道交叉的位置，从而调整空间布局，有效地控制好设备、管道、电缆桥架等在空间上的排列走向，确保项目施工的可行性、美观性和生产使用中的实用性。然而，这种现场施工管理模式要求工程师必须具有较高的专业水准，同时也不利于现场技术交底，工程师往往需需要花费大量的时间与施工单位进行沟通交流，并且存在因为技术交底不彻底而耽误工期的隐患，具有较大的局限性。

１．２ＢＩＭ技术在建筑机电安装中的应用

随着建筑信息化的快速发展，ＢＩＭ技术在建筑机电安装设计及图纸深化过程中所发挥的作用日渐突显。在项目管理中，可应用ＢＩＭ技术建立一个三维可视化虚拟建筑模型，模型中所有的构筑物都是参数化的模型，能够帮助设计人员和现场工程师在图纸深化阶段及安装施工中及时发现并解决管道碰撞、净高不足等问题，减少现场返工次数，防止资源浪费，从而有效控制项目成本，提高设计及安装施工质量［２－３］。ＢＩＭ作为建筑信息的载体，在设计中能够较好地解决建筑中的梁与管道、预留洞口与管道、管道与管道之间的冲突问题，保证设计图纸能准确地反映出设计者意图［４］。建筑机电安装工程管道布置包括：消防喷淋管、消防栓管、防排烟风管、给排水管道、空调送排风管、空调冷冻水管、冷却水管、强弱电缆桥架、线槽等管道。综合调整布局是深化设计的主要内容，目的在于调整管道的空间关系。ＢＩＭ的可视化三维模型能够直观地将各专业管道空间位置关系展现出来，并通过ＢＩＭ的“碰撞检查”功能，快速、正确地帮助设计人员和现场工程师发现管道冲突碰撞位置，及时优化处理［５］。随着ＢＩＭ技术深化设计的推进，施工图被不断调整完善，最终使得施工图纸更具有可操作性，减少施工现场返工，具体有几点：６６（１）通过运用ＢＩＭ技术合理布置各专业管道，特别是房建工程地下车库管道复杂，ＢＩＭ技术能够最大限度地提高地下车库顶部空间使用，优化管道路径，减少管道冲突造成的二次返工。（２）钢筋混凝土结构在施工前通过ＢＩＭ技术确定管道路径和预留套管的精确位置，减少后期在钢筋混凝土结构中二次开洞。（３）弥补原图纸设计的不足，减少在施工过程中因图纸问题造成的人力、物力和财力的浪费。（４）协调解决管道竖井的各专业管道布置，保证管道井预留足够空间完成各类管道的安装、检修和更换工作。美国斯坦福大学设备工程中心曾总结过，建筑行业中使用ＢＩＭ技术带来的好处：①通过ＢＩＭ技术深化的图纸准确率高、出图效率高、施工过程中少返工；②由设计图纸与现场实际情况不相符而变更产生的资源消耗下降了３０％；③运用ＢＩＭ碰撞技术分析解决机电管道碰撞问题，为合同价格减少了１０％；④ＢＩＭ技术的最直观的特点就是三维可视化，同时又将建筑信息模型运用到建筑安装工程施工阶段中，使得施工效率大大提高，缩短了工期［６］。

２应用实例

南京某综合体项目，建成后可实现商务办公和五星级酒店运营。在项目设计阶段和施工过程中，通过ＢＩＭ技术解决了设计不合理、管道碰撞等问题，完成空间优化和施工方案优化。

２．１建立ＢＩＭ模型

将原设计图纸的构件参数通过ＢＩＭ软件处理，建立建筑模型，创建过程根据现场实际情况，着重考虑建筑机电部分的模型创建。地上主体结构和地下主体结构通过原设计平面图纸参数创建轮廓模型，装饰装修部位模型不考虑。在机电模型创建中，必须细化到各专业机电管道空间及管道走向，提高建模的精确度，这样才更具参考性、正确性、可行性。ＢＩＭ技术的创建模型及深化流程，如图１所示。

２．２主体结构施工前期优化施工工艺

根据建筑平面结构图建立综合体项目ＢＩＭ模型，通过优化各专业管道路径及标高，建立ＢＩＭ机电数据模型。将结构模型和机电模型整合并进行分析，选择关键部位，深化图纸，将需提前在钢筋混凝土主体结构上预留套管的部位确定出来，导出设计图纸进行提前预留，避免后期在受力的主体结构中进行二次开洞，影响结构稳定，造成人力、财力、物力的浪费。特别是建筑的走廊部位，宽度和净高有限，既有跨梁又有吊顶，加之顶部管道繁多复杂，通过ＢＩＭ优化调整布局，保证后期有足够的吊顶空间，如图２所示。

２．３建筑机电安装前期优化

根据建筑机电平面图纸，建立各机电管道ＢＩＭ模型，将模型合并后进行管道碰撞检查，解决安装平面设计图纸中存在的问题。特别是商业综合体地下车库中（图３），由于管道错综复杂，管道之间的碰撞问题较多，通过ＢＩＭ建模进行检查，避免在施工过程中的返工，造成材料浪费。ＢＩＭ技术在各专业管道空间利用中具有明显优势。建筑物走廊中，各专业桥架、防排烟管、新风管、消防栓管道、喷淋主管道及支管排布杂乱，使得后期走廊吊顶高度达不到设计规范要求，影响验收。通过ＢＩＭ技术，依据有压管让无压管、水管让风管、支管道让主管道的原则重新布置管道位置，化解矛盾点，使走廊吊顶空间利用率达到最优化。如图４所示，走廊部位通过ＢＩＭ优化，在主体混凝土浇筑之前，将喷淋套管预留至优化位置；在机电安装之前，将各专业管道重新布置，强弱电桥架排布在两边，既能防止强电对弱电的干扰，同时又使走廊吊顶高度提高了１００ｍｍ。

２．４建筑机电安装工程施工前方案优化

由于商务酒店建筑结构复杂，对空间利用提出了很高要求，特别是酒店走廊、地下室设备间的空间利用，往往是机电施工方案优化的着重点，通过会议的形式讨论施工方案会消耗大量的时间，存在沟通不彻底、不充分的情况。ＢＩＭ技术在此项目的机电安装工程施工方案中取得了较好的效果。机电各专业运用ＢＩＭ技术相互协调合作，把各机电设计图纸整合成ＢＩＭ三维模型，运用ＢＩＭ技可视化的特点进行施工方案论证，能够及时、清楚地把管线布置存在的问题反映出来，在施工过程中，便于项目工程师和各专业施工人员之间的沟通、交流，能够更快地作出最优化的方案，解决最棘手的问题。

３结论

建筑机电安装工程在项目管理过程中专业最多、专业性最强，包括给排水、电气、采暖、消防、燃气、通风、空调、智能化等相关专业，工程师在管理过程中必须认真负责，严格按照规范和安装图集的要求对现场施工进行管理，加强对现场安装材料、安装质量和安全生产的管控力度。ＢＩＭ技术在建筑机电安装工程过程中的应用，可以优化管道布局、完善设计图纸、减少返工现象，从而提高施工质量、加快施工进度，降低施工成本。同时，ＢＩＭ技术模型的直观效果，能够更好的对施工人员进行技术交底，提高施工人员的专业素质，确保项目能够按期保质保量完成。

作者：熊向前 陈汉卿 单位：南京路通工程科技发展