论文BIM机电安装工程中的运用—陈正梁.doc

BIM建模在机电安装工程中的运用
陈正梁 李小强 王春波
中建八局三公司安装公司 江苏 南京210000
内容摘要
摘要：近年来，国家大规模投资基础设施建设，大批综合性大楼拔地而起，随着现代化发展对大楼的功能、舒适性要求不断提高，对机电安装工程的要求越来越高，机电管线越来越复杂.受建筑层高及吊顶高度的限制，机电管线安装空间有限且设计蓝图各专业之间缺少配合，局部与现场实际不符无法直接用于施工。这就要求施工单位在施工前对管线经行综合排布，管线分层分区域排布后根据管线标高利用Revit软件经行建模，建模后通过碰撞检测，找出碰撞位置并进行进一步优化调整，调整完成经甲方、监理同意后在施工前向劳务经行交底，简洁明了。本文结合河南煤业化工集团科技研发中心项目机电安装工程、徐州观音机场二期扩建项目机电安装工程、清江苏宁广场机电安装工程等项目的BIM绘制及运用经验对BIM技术在机电安装工程中的运用经行深入探讨。　　
关键词：BIM模型； 机电安装；管线综合排布；可视化交底；优化设计
引言
BIM技术在机电安装工程中的运用主要为安装工程施工前期利用电子版设计图纸和计算机设计技术，主动针对机电工程的各专业管线位置进行合理的布置，针对各专业施工工序进行合理安排,力求最大限度的实现设计与施工之间的合理衔接,有效的协调各机电专业的有序施工，避免返工浪费，满足和落实建设、监理及设计单位的各项要求，弥补设计的一些遗漏和不足。
一、BIM技术在机电安装工程中的运用措施
（一)BIM技术中深化设计的过程：
深化设计是管线综合平衡技术的核心。通过采用机电综合图纸，在计算机上预先完成机电安装的理论装配，以解决在保证功能情况下机电系统内部管线的标高和位置问题，避免管线交叉时产生冲突，配合并满足结构及装修的各个位置要求。
深化设计流程：
1、设计准备.
2、分专业修改，处理图纸，保留绘制BIM需要的图层。
3、将机电专业图纸，链接进REVIT作为底图，绘制各专业的BIM模型。
4、经行综合排布，在三维空间中将绘制好的模型调整到实际施工的位置。
5、进入施工阶段。
(二)流程中各步骤的主要工作内容：
设计准备：专业技术人员选定，计算机到位。各专业技术人员开始熟悉图纸,对比勘查现场的实际情况，以及业主、设计院的要求。在开始施工前召集各专业技术人员，互相熟悉图纸，与相关专业协调、沟通其调整的可能性及调整的范围.
分专业修改，优化专业图纸：根据前期的准备确定各专业系统方式,确定主要垂直管线位置（如管道立管）、平面的标高与位置，根据规范与现场情况基本参照“管线在平面不重合；垂直相交管线,水管让风管、小管让大管、有压管让无压管”的施工规范原则确定基准标高与位置，调整和优化各专业范围内的管线,消除原设计中标注不明确的情况.尤其针对走廊、机房、办公区等水管、风管、电气桥架较多的区域，开会集体讨论管线布置方案，会后整理会议记录，各专业施工队伍签字确认.
（三）深化设计过程中的控制要点
1、要求深化设计配备的人员必须有丰富大型安装工程工作经验。
2、加强与业主、设计及监理单位的良好沟通,能及时了解业主需求的变化，有利于确认深化设计的方向与成果。也是取得业主、设计单位支持的重要方法.沟通与交流贯穿于整个深化设计与施工的全过程.
3、全面理解设计院设计的施工图纸及有关的设计、施工规范。原设计图纸以及有关的设计、施工规范为各专业在深化设计中进行的优化，排除问题提供了理论依据和对比。除了需要熟悉理解原设计的系统工作原理，路径，位置外，还需要搞清楚系统的设计思路、计算公式、经验数值的取定范围,系统部件的工作正常条件与参数（如：系统最大工作能力,富余能力）,以及正确的施工方法与施工要求等。这些都将确保深化设计合理性、可行性、高效性的重要条件，也是深化设计人员所必需掌握的，它体现了工程项目部的技术实力，也是决定管线布置综合平衡技术应用效果的重要因素之一。
4、在本工程中原设计图纸经过数次更改，必须确保技术小组成员在短时间内全面熟悉。
5、加强各专业(包括土建、装饰）之间配合，与土建、装饰专业及时沟通,各种施工深化信息共享.
6、必须抛弃机电安装以自己专业为中心施工理念。做好前期准备，在施工过程控制中更要加强各专业间的配合,避免在施工中造成以下问题：
a与土建、装饰在孔洞、位置不能匹配,甚至相矛盾，造成多次开凿；
b管线无序，层次混乱,为满足局部标高、位置的要求,多次施工停顿、整改；
c 生硬的将各管线安装完毕，可能造成很多质量与安全隐患,并且在使用、检修时带来不便。
这些问题将消耗大量的人力、物力来整改。此时工期、质量、安全都得不到保障。只有预先控制问题,尽可能的在深化设计过程中,容易发生安装问题在施工前期要预测到,确保先通过深化设计解决施工中可能出现的管道冲突、专业冲突等问题.
(四）施工的流程
1、施工前准备：施工人员熟悉深化设计图纸，理解设计图纸,复核现场实际情况，分析和选择施工方法.
2、制定施工工序及计划：做好施工准备，根据深化设计图纸中管线的上下关系，以及对其他工序的影响划分施工的先后次序，各专业先后顺序作业。
3、调整工序、计划、深化设计图：根据施工实际情况及时作出小结，迅速调整BIM图、施工工序以及计划中各项不足。
（五)施工控制要点
1、施工中做好施工经验的小结,各项指标的测算。
　 在施工阶段，详细记录个单项工序的用工、材料消耗等情况,认真组织各专业讨论和小结，适时修改施工方法和工序，提高工程质量，降低生产成本。
2、严格管理,确保按照BIM图纸施工。
　 对各专业、各施工班组进行培训和技术交底，严格要求与管理，确保设计思路的贯彻执行。交叉施工时，工人在严格按照图纸施工后,不用担心管线冲突发生返工现象。这样也提高了成品保护和施工便捷的程度.
二、BIM技术在机电安装工程中的运用实例
BIM在某商业综合体工程的应用
在该商业综合体工程中,包含通风空调、防排烟、给排水、消防管道、电气桥架等管线，为不影响各商业房间的使用功能与美观效果，机电主要管线密集分部与走道内，走道宽2米，可供机电安装高度2.5米,管线交叉重叠,安装空间小。项目开工后项目部对图纸进行综合研讨，确定排布方案绘制综合剖面图,确定各类管线标高,而后由笔者对电子版图纸进行处理后绘制完成BIM图纸，再根据综合剖面图调整管线在模型中的位置。
地下室BIM模型
剖面图1
剖面图2
1、卫生间建模
该工程酒店、写字楼多为标准层，卫生间样式大同小异，通过卫生间建模可以清晰的表现出洁具位置，管线走向，便于知道大规模施工。
卫生间模型
2、锅炉房、设备层建模
通过对各功能房间的建模清晰的看到各设备及管线的空间位置，对机房内预留预埋及设备、管线安装具有重要的指导意义，安装过程一目了然避免返工，确保工程质量及各功能房间的美观效果。
锅炉房CAD图纸
锅炉房BIM模型
设备层模型
3、碰撞检测
将建模调整完成的模型进行碰撞检查，由于标高原因经过剖面图排布过后的局部管线任有交叉,发现交叉后针对管线密集区域经行单独调整，通过局部标高调整和管道翻弯等措施确保工程施工空间，避免管线碰撞，避免返工。
风管与水管碰撞
风管与桥架碰撞
BIM在某机场航站楼工程的应用
本工程为机场航站楼工程,楼层较高，机电管线较多，但分部相对均匀,拿到施工图纸后笔者对图纸进行了深入研究,对重点部位进行了反复推敲调整,最终根据结构梁底6。4米,吊顶标高4.9米，和各专业管道施工的先后顺序，及相关规范要求，确定了各专业管道的安装标高，及避让原则。
某机场航站楼机电BIM模型
1、管线综合排布
给排水管道最先进场施工，排水管道需满足坡度要求，且给排水管道较少与其它管道交叉很少,因此给排水管道贴梁底安装;桥架底标高6。2米遇到排水管道翻弯；风管主管厚度主要为0。8米，风管主管底标高5。3米,空调水管及消防管道底标高5.1米。这样主要管道在大面上满足分层安装，在管线密集，风管叠加处做适当调整，有效的解决了各主业之间的交叉碰撞，避免返工。
机房模型
2、漫游视频
将调整好的模型与建筑结构模型链接到一起，导入Naviswork软件通过漫游功能在建筑内行走，直观的查看机电安装管线的排布，并录制视频,导出视频，可在投标、企业宣传、技术交底等场合使用。
漫游视角下的机电模型
漫游视角下的建筑结构机电融合模型
结束语
经济不断发展，技术飞速进步的今天人们的建筑的功能、舒适性要求越来越高；同时房价的不断上涨，为节约成本不少业主也在进一步压缩机电安装的空间，这些都给机电安装施工单位提出了越来越高的要求。为了适应现代化的发展，满足精细化管理的要求，建筑相关单位正越来越重视BIM在机电安装工程中的运用。BIM技术将在施工进度管理、材料管理、虚拟施工指导、成本管理、设备运行管理、专业协调配合等方面更多的得到利用，并将进一步的提高管理效率，改善管理流程，帮助机电安装企业实现精细化管理。
参考文献：
［1]李恒、孔娟。Revit 2015中文版基础教程.北京：清华大学出版社。2015.04。01