BIM技术在机电施工管理过程中的应用分析

彭程

（华建数创（上海）科技有限公司）

1 引言

BIM 技术作为机电工程施工管理的手段，对提高施工管理水平起着重要作用。当前，许多机电施工企业已经改变了传统的管理理念，由“人管”转向“机器管”，由“管人”转向“管事”，管理流程也变得方便快捷。将BIM 技术应用于机电工程施工中，可使各部门和各级管理工作形成统一的管理体系，从机电管线的布置、机电设施的安装到施工进度的控制、施工质量的监督等各个施工阶段都能得到有效管理，确保机电工程施工的顺利进行。

2 BIM 技术在机电施工管理中的必要性

BIM 是一种基于三维数字信息化的技术，它通过建立机电工程项目的三维可视化模型，对导入的工程项目数据进行整合和参数化设计、可视化展示，便于机电工程项目的各参与方在统一的数据平台中进行沟通、交流，进一步优化建设方案。BIM技术可以实现对工程的动态管理，对机电设备管线建设进行监测、预警并更改相关参数，避免施工中的返工和拆除，有效控制了工程造价，保护了企业利益。

2.1 基于云平台工作组的模型同步更新

机电工程项目的参与单位众多，主要包括设备单位、建设单位、监理单位、咨询单位、业主方等。为了各参与方的协同作业，保证多用户在机电项目中的统一性，可应用分布式云平台技术。依据此项技术，成立工程项目云平台工作组，工作组负责在项目各参与方更改方案后，及时更新整个工程项目的BIM数据模型，确保项目的各参与方始终得到相同的数据模型，有效避免由于模型更新不及时、图纸更改造成的各种误差，并严格控制施工现场返工率。

2.2 基于协同平台的参数化设计

建筑项目的机电施工具有体量大、信息量大、涉及面广等特点。在利用BIM技术搭建的三维信息模型中，可以清晰明确地看到管网的精确位置和线管、网线、管网及有关管井的参数信息。当更换或移动这些设备时，可在BIM模型中进行同步更新，更新记录也会被记录下来，以保证数据信息的完整性、准确性，方便后期维护。

2.3 基于施工模拟的碰撞检测

运用BIM 搭建机电设备管道的三维数字信息模型，按照管道的尺寸大小，在模型中进行施工进度模拟和机电设备的碰撞检测。通过施工模拟，可发现设计、施工各阶段的工程冲突，需要建设单位经过基于模型的沟通和协调后，进行调整，减少返工，提高机电施工效率。

2.4 基于BIM技术的物资设备管理

机电项目会涉及众多物资设备的管理工作，管理人员根据项目施工进度需要，按照不同的施工阶段，利用BIM 三维数据模型，可快速计算出项目实际的工程量，在保证物料管理实现精细化管理的同时，也能为物料采购计划的编制提供准确、及时的数据支持，并根据限额领料制度，对现场物料进行管理。

3 BIM 技术在机电施工管理中的具体应用

3.1 深化设计

机电施工深化设计涉及暖通空调专业、给排水专业、消防专业、强电专业、弱电专业等。在传统的深化设计中，因为缺乏直观呈现，大多数碰撞需要依靠设计师的经验来判断，在实际施工中会产生大量误差，造成返工、拖延工期等现象。随着BIM 技术的应用，在深化设计中，可利用BIM 三维信息模型进行更深层次的管道优化，大幅提升后期施工质量，减少变更与修改，从而达到降低成本的效果。

BIM 深化设计已经是BIM 技术应用的一大优势，应用BIM技术进行深化设计后，施工方案能够反映深化设计的特殊需求，包括进行深化设计复核、末端定位与预留，加强设计对施工的控制和指导；能够对施工工艺、进度、现场、施工重点、难点进行模拟；能够实现对施工过程的把控；能够由BIM 模型自动计算工程量；可实现深化设计各个层次的全程可视化交流；形成竣工模型，集成建筑设施、设备信息，为后期运营提供服务[1]。

1）碰撞检查

通过应用BIM技术，搭建机电设备管线模型，在三维数据模型中进行设备管线的碰撞检测，按照模型预警形成的检测报告，优化设计方案。将机电管线设备与建筑的梁、柱、墙进行冲突监测，确保各专业管道间无碰撞，通过优化路由等措施，使机电管线设备的布置更科学、更合理。基于BIM 技术的机电管线设备综合排布精度更高，降低了施工难度，便于施工指导。

2）协同工作

基于BIM三维数据模型，项目各参与方优化各自专业的设计方案，BIM平台再将新的设计信息更新到BIM模型中，进行协同验证，从而使各参与方、各专业的信息数据在BIM 的统一平台上进行协同作业，信息数据完全共享使施工各环节沟通更加流畅。

3）施工指导

一般情况下，机房等区域管线较密集，可以利用BIM搭建机电项目的三维数据模型，并结合安装的平面图、剖面图，使工人能准确、形象地了解建筑空间结构，让安装的管线一目了然，工人可轻松施工，如遇到碰撞问题，BIM 模型可根据现场实际情况，反馈到参数化三维模型中，与各专业工程师基于模型对话，找出合理的解决办法。

4）现场施工协调

在机电项目施工中，专业分工越来越明确，管理人员在施工现场需要协调众多施工单位，依据BIM 标准模型，各单位的图纸精确度高，出现冲突问题，可以基于模型进行参数化比对，协调沟通简单易得，减少了分工、扯皮和交错施工的难题。

3.2 工程量统计

基于BIM 三维数据模型，利用BIM软件进行工程量核算，并编制工程量清单。当BIM模型应用于工程量统计时，为了保证计算结果的准确性，必须对已有的BIM 模型进行建模。BIM 软件产生的库存，具有较高的准确性，可用于成本核算，也可用于物料采购。

3.3 可视化交底

利用BIM技术的三维可视化功能，在施工时，依照三维图纸进行技术交底，三维图纸与二维图纸相互转化，使工程设计更清晰、准确。依据BIM 模型的可出图性，导出各项图纸，可进行下料、安装，以及机电管线的安装复审，确保机电管线施工的准确性。VR 技术与BIM 技术的结合，使3D技术与施工管理相融合，三维图纸更直观，更容易理解[2]。

3.4 助力装配式施工

工厂化预制生产要按照设计图中机电构件的尺寸进行预制生产。工厂化生产的优点主要体现在几个方面。

1）规模化生产

BIM技术可实现机电元件的参数化、可视化设计，并能自动生成相关的二维图纸，工厂可利用预制加工图，使用专用的生产线加工零件，完成零件的批量生产，此法加工精度高、尺寸准确，缩短了生产工期，降低了物料消耗。

2）预算准确，节省材料

手工识别预制构件不仅易出错，而且表达信息也有限，而BIM技术生成的构件图，在尺寸等细节上精确对应实际施工内容，从而准确确定材料用量，极大提高了构件生产的效率和质量，避免了材料的浪费，同时还可直接降低成本。工厂预制不受现场条件的限制，也不受其他施工进度的影响，可根据材料、加工尺寸等情况自行制作[3]。

3.5 施工模拟

结合BIM 三维技术，进行施工模拟、漫游展示，将施工工序动画化，使施工过程更加清晰、直观。运用工程仿真技术，编制辅助施工方案，使施工管理工作更具条理性和简洁性。BIM模型、施工方案及现场施工相结合，在施工过程中还可根据BIM 模型进行现场复验，发现问题可及时进行调整、修改，以保证施工精度，减少拆改、返工[4]。

3.6 机械安装

现场安装的机械设备减少了现场工作人员。原材料、半成品、成品在作业区域内运输采用机械化，从而提高了功效，减少了劳动强度，半成品、成品的提升与安装，可采用叉车加液压提升车，改变了传统上搭载手、脚手架、吊机的作业方式，减少了安全隐患。

4 结语

综上所述，在机电施工项目中应用BIM技术，不仅可以提高管理的精细化水平、严格把控施工进度，还能提高项目的施工质量。BIM 技术作为当前在工程建设行业应用最为广泛的信息化技术之一，在不断进行自身技术升级迭代的同时，还应多与其他数字技术相结合，共同助力工程施工项目的管理，尤其是最为复杂的机电安装，积极应用新科技、新技术、新方法，减少拆改、返工，减少资源浪费，减少安全问题。