机电安装工程中用好BIM技术浅析

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［摘要］随着社会的发展，我国的bim安装工程也获得了较大的进步空间，BIM安装工程本身就是建筑设计施工中的重要工程之一，也就是说安装的质量和效率会直接影射建筑工程的整体质量和工作效率。在目前阶段里，我国的经济和技术也获得了较好的发展，在建筑BIM安装工程中，渐渐的采用更加先进的技术作为支持，BIM技术的应用给建筑机电安装工程工作的顺利开展提供了基础保障，不仅能够确保质量合格和降低成本，还能实现动态的管理和监督。

［关键词］BIM技术；BIM实施；机电工程

众所周知，BIM是贯穿于建筑策划⁃设计⁃施工⁃运维的全生命周期过程中，倒底前期需要做什么准备，在那些阶段用得上，怎么用，能达到什么效果，这也是广大业主和学习者们一直探讨的问题，今天经个人十多年的BIM工作经验，给大家浅谈一下如何在工程中应用BIM才会更有价值。

1BIM实施前期准备工作

BIM技术服务于工程中，目的是要为项目带来收益，同时提升管理水平和生产能力。要保证BIM服务工作的正常运转、支持业务工作、持续优化改进，从长远来看，建立起相应的组织保障体系是BIM技术在项目上成功实施的重要基础。

11建立BIM组织体系

BIM实施前专人负责项目级的BIM体系组织，其职能主要是负责项目BIM的整体实施规划、技术标准规范的制定和实施过程中的完善、软硬件的选型和系统构建、建立BIM技术应用的数据管理平台、实施流程和相关制度的制定、人员培训考核等。其主要构成如下。1）业主管理团队业主要有直接与建模方和咨询方对接的BIM管理人员，可以对咨询方的各项意见和各总、分商的意见进行协调，分配，在有冲突的情况下有力做出决定和方案，保证项目的顺利进行，同时也代表业主实时了解项目中BIM的进度与情况，随时提出宝贵意见。2）日常管理团队BIM咨询团队围绕咨询业务为核心的组织方式，项目经理类似于产品经理，将业主的应用需求转化为BIM技术需求，并通过管理组织各种资源实现，并最终对BIM实施效果做出有效的总结和评价。3）技术团队业务包括BIM咨询团队的BIM技术支持和BIM平台管理两方面。技术支持主要负责企业软硬件以及BIM技术的研究与应用开发；平台管理需要维护BIM管理平台，包括数据文档的管理与维护、权限管理等工作，以达到企业的项目BIM数据资源的高度共享目的。BIM实施团队的建立有助于全盘规划项目BIM技术的应用路线，有助于项目基础数据库的积累，形成基于BIM模型的协同和共享平台，解决各方信息不对称的局面，解决项目内部管理系统缺少基础数据的困境，为企业各职能部门的管理提供数据作为支撑，让项目在实施BIM的时候有标准可循，有方法可依，促进项目整体BIM技术应用水平的提升。

12培养各参与方BIM专业人才队伍

项目的BIM实施时一个系统化工程，参与方众多。BIM技术应用能力和生产力的高低，取决于各个参与方BIM专业人才的完整性和胜任程度，BIM技术相关应用都需在相应的岗位上配置相应的BIM专业人才，从而应用BIM技术支持和完成施工至运维阶段各种专业任务。如在施工总包中，BIM专业应用人才包括就项目管理、施工计划、施工技术等专业。

13BIM相关标准保证

在BIM实施的过程中，BIM配套标准是有利的保障。主要包括BIM技术标准和BIM应用标准两大类。技术标准包括建模标准和数据交互标准；应用标准则指的是BIM技术应用周期中各个环节的BIM技术应用流程规范和数据交付标准。通过标准的建设，能有效保障各个实施项目能遵循统一的规则和标准，避免大家各自为战，以便普及应用。目前我国的BIM标准还在建立和完善过程中，比较缺乏可以直接借鉴的完整的BIM标准。项目除参考目前以颁布的国家及地方标准以外，同时需要结合项目自身的需求、技术水平和管理特点，组织编撰项目级技术标准。在此项目级标准的基础上，后续项目可逐渐扩展为业主的企业级标准，使得企业后续推行BIM应用有章可依。在机电工程中对构件都有严格要求，包括管材质、管件连接方式、支吊架、保温、各管线系统归类、颜色区分以及各构件的放置效率并且是否能成系统，上述功能目前BIM已很成熟，对提高工程质量起到了一定的保障作用，这也是其他软件无法比拟的地方。净高分析平面，这是我认为必出的BIM成果标准，让业主和设计很清楚了解各区域的管底高和净高，通过从红到绿的色阶填充分别标出净高从低到高的各区段，如图1所示。图1revit绘制净高分析平面图及对应模型和表格在工程中对于建筑的每层单多专业平面、剖面、立面、大样详图、局部三维图都有时刻读取的需求，尤其重难点、最不利点及时反馈到各专业设计师，分析问题及汇总结论，所以我们需要提前创建好这样视图。在表达问题时也能多维度去展示，如图2所示。当然这个过程还是需要对BIM工程师们有一定的管综基础要求，以下浅谈几点，也是管综重难点。1）安装检修空间设计要求一般600mm及以上，但实际上很难做到，现场最小也有300mm，综合考虑建议最少保留400mm，图2左侧剖面图保留550mm安装检修空间，如果条件允许，管线并排宽度超过1200mm，应该两侧预留安装检修空间。各管线间距和阀门也有要求，需要根据具体管线预留空间。2）支吊架和保温空间占位要求这需要我们清楚各管线对支吊架的要求，如风管一般为50角钢做支吊架，空调水管一般用I80和I100做支吊架，空调风管和空调水管及其他需要保温的管线会在支吊架上衬加木托隔热，这些都得把空间考虑进去。3）风机和阻尼消声器空间占位要求风机一般放置在机房，较多安装方式为顶平齐，这样对于上下层安装要有足够大的空间要求，具体看风机选型。阻尼消声器一般安装在机房内和机房外边侧，外轮廓比风管各边多120mm左右，这也是容易忽略的空间。4）人防门和卷帘门空间点位要求人防门是一种比较特殊的门，安装在墙外侧，四周会比门洞大近100mm，由于安装工艺要求，门上方会有吊钩，所以管综时人防门上方尽量不要走管线。卷帘门一直困扰大家就是上方的卷帘盒子，如双轨的盒子应按1200mm×500mm空间考虑，门两侧盒子边界也需相对门洞多考虑100mm的空间。5）桥架与水管安装上下关系要求桥架上方理论上是不允许走任何水管，即使做了保温和防漏，包括干式和预作用的消防水管也不允许布置在桥架上方，但在走廊处，为提高净高，排水管布置在最上面，难免会出现在桥架上方，这时要求排水管与桥架间有风管间挡保护及500mm间距以上要求。6）无梁楼盖和钢结构建筑的空间要求无梁楼盖板下100mm内空间不易布置管线，要留出安装空间。钢结构需要考虑防火涂料厚度，一般50mm考虑，同时要精确了解钢结构构造，是否预留洞孔，机电管线尽可能要利用孔洞布置。7）混凝土梁穿管要求一般需要穿管的设计图纸上会有表达，碰到管综困难确需穿梁的情况，理论应用梁1／3到2／3区间的垂直方向中间开洞，但一定当问题待设计核实确定。8）风管相关要求风管在考虑到空间管理，可以适当变改截面尺寸，在保证截面面积不变的情况下更改宽高值并且高度与宽度比不得小于1／4，同时记录向设计报备。最容易忽略的地方为排油烟风管，禁止下上翻，避免集油排不出去反而倒流的现象出现。

2在BIM实施的过程中保障工作

相关制度的配套是BIM实施的有利保障。主要包括软硬件管理制度、应用组织制度、项目实施管理制度、应用绩效管理制度、数据维护制度、培训管理制度等一系列保障措施。

21软硬件管理制度

硬件方面的相关制度，主要包括规范设备管理、应用、维护等方面的工作；而软件方面的相关制度则包括软件的管理和版本升级、管理平台的开发、文件架构、权限分配、运行信息系统安全等方面。需要注意的是，BIM的应用系统对硬件系统有较高的要求，软硬件的配合需要提前做好准备。另一方面，BIM应用软件种类较多，需要根据BIM规划所提出的具体应用需求进行搭配，尤其关注模型文件的转换所带来的信息丢失问题。

22应用组织制度

应用组织制度需要明确规定项目的BIM管理团队和项目级的BIM实施团队成员构成和岗位职责。该制度中对于各类岗位的知识结构和能力要求有明确的规定。

23项目实施管理制度

项目实施管理制度的主要内容是制定BIM项目管理的目标和应取得的项目成果，明确项目管理的任务、时间进度等内容，预计项目进行中可能发生的变更和风险，以及如何有效地管理、控制、处理项目进程等问题。

24绩效管理制度

对于管理者来讲，如何提高项目实施BIM的积极性、树立BIM实施的信心至关重要。因此，须建立完善科学的BIM实施绩效评估体系，并基于指标进行考核。绩效指标和考核标准视现有各参与方技术人员的技术和应用水平而定，否则反而形成一个实施的障碍，适得其反。

25数据维护制度

BIM实施最终会形成一个庞大的数据共享和协同平台，因此一开始就设立好良好的数据维制度至关重要，主要包括BIM模型数据标准、数据归档格式、访问权限等内容。该制度最重要的作用是保障能形成统一的基于BIM技术的协同平台，避免数据在不同的工作流程中无法传递和运转的情况。

26培训管理制度

培训管理制度既要考虑到普及性，又要考虑项目BIM具体应用的针对性。对于通用的BIM技术知识、BIM实施流程、各个环节的交付标准等内容制定整个项目BIM实施团队的培训计划，而对于一些专项的应用，例如4D施工模拟，则需要制定专门的培训课程，采用案例实操分析的方式专项进行；又如监理方的现场检查人员，则重点放在手持端的模型操作和模型现场巡查报告的编制。完善的培训管理制度主要是需要保障在项目实施阶段的推广普及阶段，各参与方的BIM实施人员能及时到位展开工作。

3BIM实施各阶段的工作安排

31策划阶段

此阶段适用rhino（犀牛），3Dmax，C4D，Maya，PRO／E，Solidworks，CATIA等软件，进行外形构思及很细内部构造，可以对建筑，尤其是异形建筑的外轮廓，包括幕墙、天花、顶棚、挑檐及其它装饰构件进行建模，通过点控制线，线控制面，面控制体的理念，实现多维化的构思与展示，分析建筑的美观性与合理性。

32设计阶段

此阶段适用SU（草图大师），archicad，Revit等软件，如果建筑比较规整，也可以用于策划阶段，而revit软件是我认为最好用的土建和机电建模软件，Revit软件搭建的古建模型如图3所示。此阶段也是相对承上启下的重要过程，通过BIM应用，把图纸翻成三维模型，实现三维化、可视化、信息化，从中发现图纸不符规范、管综完无法达到净高要求等问题，记录整理，反馈给设计，会议协商解决方案，及时修改图纸，把问题提前发现，避免施工时的拆改，造成不必要的浪费。通过修改好的模型，可以做到导出平面图、重难点剖面图及相应三维剖切图、立面图、大样详图，通过设计确认签字，交付施工单位，做为施工时辅助蓝图的重要施工依据。在此过程中，通过BIM模型导出明细表，可以对模型中相应构件进行统计算量，能精确到模型中所有构件，当然这需要模型的准确度很高。对于一些管线可以实现分段施工深化，对每一小段管线进行编号，导出统计表，按表直接加工生产，大幅提升的工作效率。

33施工阶段

在准确的模型保障下，图模施工仍需要有专人管控，一般业主会请第三方BIM咨询管理公司负责管理质量和进度，这个过程中工人手中的图纸应为BIM模型导出来的图纸，施工前与原CAD图比对，保证不遗漏构件，表达意图一致，对项目经理要求更高。监理和管理人员在施工中有计划的安排现场BIM巡检，根据施工区域和施工进度，合理安排对施工管线全面巡检到位，避免多层管线已安装，无法查看上方管线的安装情况和精装吊顶已安装，管线无法查看。巡检方式建议用平板工具承载轻量化模型和图纸，现场核查施工的准确性，为各施工单位预留出各自管线的安装空间，避免为后进场无安装空间，不断开讨论会，出变更，耽误工期增加成本。具体实施过程为现场拍照，模型截图，问题记录，后形成巡检问题报告，传达到各施工方、业主方和BIM团队，请涉及到的单位及时审阅，对报告中问题给出解决方案及整改时间，待整改时间到后再次核实整改情况，保证问题落实到位，实现闭环。对于模型的搭建，施工前只能最多做到90％左右，比如空调机房、太阳能机房、中控室，尤其是强弱电间和走廊外墙上，各配电箱、控制箱、电插箱、接地箱等具体安装位置，需要结合现场施工进行调整和补加，这些很难在图纸上精准表达。完善这些为后期运维奠定模型基础。

34运维阶段

运维阶段理论上是能做到BIM模型承载到业为中控室及有需求的电脑运维平台上，通过传感器及电脑技术，使模型中的控制箱柜、开关温控按钮、门开启、风机开启等能方便操控现场相对应的构件，同时想要的数据能反馈到运维平台上，甚至能分析数据给出结论，自动报警和解决方案等，实现全自动化或者半自动化。不过此阶段在国内能真正实现的寥寥无几，运维研发仍任重道远。BIM技术是一个建筑行业里程牌的创新，不能单靠几个人或者一家BIM公司就能实现，需要对设计人员，施工人员，业主管理人员都得普及相关知识，大家合力去推动BIM在工程中的应用，有序接手自己在各个环节中的工作，担当起自己的责任，各抒己见，随时提出相关问题，给出好的解决方案，也希望各所高校能早日开设BIM相关课程，为建筑行业培养更多的刚需人才，为BIM能在建筑行业里发挥更大的用处增砖添瓦。

参考文献：

［1］李长城．BIM技术在大型公共建筑机电安装工程中的应用研究［J］．智能城市，2019，5（6）：179⁃180．

［2］汪俊．BIM技术在机电安装工程造价控制中的有效应用［J］．建材与装饰．2018（51）：121⁃122

［3］赵新颖，郭红．BIM技术在机电安装工程造价控制中的有效应用［J］．建材与装饰，2018（23）：196⁃197．

作者:李真海 单位:北京城建勘测设计研究院有限责任公司