大型公共建筑机电安装工程中BIM技术的应用
时间：2023-03-01 18:05:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
庄超
所谓BIM技术，指的是建筑信息模型。该技术以三维数字技术为基础，可以整合建筑工程中的所有信息，并构建出工程数据模型。而城市设施的建设是城市经济增长、影响人类生活的重要成分,也是控制城市美好生存环境的重要所在,所以城市的公共建筑中的机电安装，已经有效结合了BIM三维仿真技术。并在技术完善的基础上不断地进行完善和更新。建设中的三维仿真技术专业人员对建筑进行规划和实施设计，设计和实施要结合当下的实际环境和经济发展需求。
1. 显著提升大型公共建筑机电安装工程质量和效率
高速的信息科技发展给BIM技术带来了肥沃的应用土壤，在机电设备安装工程中，BIM技术发挥出它的可视性、模拟性以及协调性等优势对工程中存在的管线相互交叉、空间布局效用低等问题进行科学优化，提高机电安装的质量和效率。但是，因为建筑机电施工时需要较大的平台和施工面。对此，安装人员应根据现场实际情况，选择合适的施工技术，保证工程整体的质量和效率。
2. 减少建筑材料浪费
合理应用BIM技术，可以提升大型公共建筑机电安装工程中的施工材料使用率，从而减少成本，提高工程的经济效益。在实际应用BIM技术过程中，工作人员应严格根据设计图纸来操作，如果遇到施工结果与图纸不符的问题，必须及时和设计人员沟通，然后讨论出合理的解决方案，尽量避免浪费人力、物力与财力，保证企业的经济效益。
1. 公共建筑的划分及特征
目前，国内的公共建筑工程涵盖农用建筑和工业建筑两大类，前者又可细分为可供居民居住的基础建筑和生活公用的公共建筑2种。农用建筑的作用主要体现在与农业活动相关的工程方面，而工业建筑则主要体现在与生产制造业相关的工程项目方面。诸如大型的商超、医院、车站等公共性建筑，建造的出发点都是为了满足居民对公共生活的基本需求，具备一定的公开性、服务性和流动性。
2. 公共建筑机电设备安装工程概述
介于公共建筑类型多样、形式不统一的综合特点，其在机电设备安装方面需要更为细致的划分，涉及到的专业知识和内容往往要难于基础的住宅工程，通风设计、给水排水、空调工程等具体的分项作业，具有一定的操作难度。就通风工程作业而言，室内空气的正常排送需结合外面的实际环境，以对流的方式进行互动与流通，操作重点涵盖油烟机系统及单独的排风系统；
空调工程则更多的是加热、除湿等功能的安装和实现，由此满足不同用户的生活需求。在设计方面，通风和空调的管道系统较为复杂，加之穿孔、预埋等技术操作，需在楼梯的桩基工程结束后方可开展，管线则通常在施工后期进行安装，量大且完成时间紧，凸显出工程的整体难度。
3. 公共建筑机电设备安装工程的特点
研判一个工程项目的质量是否优良，需从其功能性、完整性着手进行判断，尤其针对机电设备的安装作业，要进行科学的效果评估。就公共建筑项目中，机电设备安装作业涵盖以下几个特点：（1）各专业间的相互配合程度；
（2）作业范围广；
（3）操作技术要求高；
（4）施工时间持续长。
1. 布局设计和碰撞检测中的应用
三维技术的使用为机电安装效率提升做出了贡献，但是，还需要对设计的内容进行验证和模拟，这主要体现在电机的检测方面，检测时，需要专业人员对标准的高度和标准的角度提前进行确定，标准高度和角度线路薄弱环节的测量为准，根据现场的实际环境，以及安装位置情况，最后将安装后的状态进行绘制，形成现场模型。其也对复杂的管网进行了更为科学和高效的处理。所谓碰撞检测，首先是对机电安装过程中，机电与机电、机电与管线、机电与空间之间存在相互干扰的状态进行优化和改进，因此，在设计中，将管线类的干涉碰撞视为硬碰撞，也包括机电与机电之间的构件发生干涉、包含的状况。但是在机电构件之间没有发生干涉，但是相对位置之间的距离小于设定的安全距离，其称为软碰撞。需要注意的是，软碰撞也需要进行完善，因为足够的机电间距能够保证机电能够正常安装，也方便日后的维修、检查。其次，还有构件的重复，三维模型中，可能会对同一构件标准件或者支架的安装给予统一的名称，但实在是实际的模拟系统中，标准件支架或者同类型同名称构件，规格大小都不同，因此，在模拟中，就会发生冲突，给安装模拟带来困难。例如：电缆桥架的安装，一般情况下，机电均会涉及电缆架桥的安装，但是，在图纸中，对每一种电缆桥架的命名都一样，最后，对各零部件进行组合仿真模拟时，就会出现重复的情况。此种情况下，在后期的模型的计算时，会给结果带来影响。
2. 模型建立
建筑机电安装中的BIM模拟仿真，一般分为两种形式。第一是直接建模法。此种方法就是在设计的初期就开始建模，在设计时，根据建筑的构造以及空间结构进行建模，建筑在开始施工后，直接根据模型进行，省去重复建模的步骤，但是，此种方法涉及软件之间的相互配合和交接分析，使工作难度加大。第二种方式是重复建模法。重复建模法，主要以设计的二维图纸为依据，在二维图的基础上，建立三维模型图。此种方式在我国的相关企业的使用中更加广泛。但是，在实行方面较为复杂。无论在建筑中采取以上哪一种形式，都需要将BIM信息数据进行转化，因此，在安装中的数据更新和模型的更新都要保证数据库的完整性。图1为机电管道模型。
图1 机电管道模型
3. 预留预埋
在大型公共建筑安装工程中，必须注重预留预埋工作，这关系着后续的管件和设计安装工作是否可以有序开展。若预留的孔洞和设计要求不符，或者预埋管的位置存在偏差，应返工重做，但这时会对施工进度产生不利影响，也不利于保证整体结构的受力性能。而BIM技术具有可视化的特征，在安装之前，科学设计预留预埋操作，在同个模型中体现不同专业，让人更加直观地观察。要想保证建筑结构中预留预埋工作的质量，可以利用BIM技术建立三维模型，从不同的角度展示相关隐藏结构及其信息，帮助工作人员精准定位预留预埋点，保证孔洞的位置、大小等符合安装要求，然后统计好预留孔洞相关信息并制成表格，便于后续查找。
4. 漫游检查
对设备机房进行漫游，科学布置循环水泵、管道、冷热源等设备，从而为后续的安装作业提供方便，同时便于施工结束后的运营管理；
此外，认真检查管线密集的区域，调节其位置和间距，以满足标准高度为前提，合理压缩吊顶空间。
5. 管件预制
把安装工程施工过程输入BIM模型时，应积极调整管件的管材、壁厚等信息，直到符合现场具体情况；
从BIM模型中导出管道相关信息，包括类型、长度、壁厚等，然后设计管道预制加工图，再利用数字化自动控制机床按照图纸实施加工，该机床可自动识别，操作便捷，加工好后则送到现场开始安装。
在大型公共建筑安装工程中，应做好以下几方面工作来保证施工质量和进度：在现场安装预制管件时，利用三维信息模型进行可视化指导；
必须在工厂严格根据标准预制管道，加工后，将预制管段运送至现场直接拼装和焊接，从而加快施工进度；
预制管道时，将管段的壁厚、长度、管材等信息传到三维模型中，并进行深入分析，尽量有效利用建筑材料，节约工程成本。
6. 材料统计
材料管理作为BIM管理不可或缺的组成部分，在模板建设阶段，BIM负责人应基于设计标准对各类构件属性进行定义，以限制参数的方式使其具备更多有信息。科学使用软件配置的材料报表功能将特定材料的规格、长度及数目进行精准统计，对立管管道系统进行定义，完善各构件楼层等参数，以确保材料统计分层、分系统。对设备及管配件之外的管道管线长度增加3%的补偿系数，可在各项指标合格基础下，有效降低施工人员材料统计耗时。
7. 信息交互及存储安全
BIM管理相较于传统工程管理，更加依靠电子媒介，一般可创建以BIM管理为核心的QQ通知群，将相关BIM小组、设计人员、业主及专业分包添加至群内，便于相关信息能够快速传达到所有人手上。BIM原始模型与后续模型都应储存在公司对应BIM中心服务器内，BIM负责人要及时将变更副本传输至群中，并通告其所有变动。除此外，若非出现急需由上级协调才能解决的问题，BIM项目管理人员无需碰头进行线下会议。
8. 现场应用管理
（1）变更BIM。任何阶段的施工都存在工程变更情况，对于预埋到调试过程中工程系统出现的所有变动，不论其程度大小，都会对最终材料统计及工程图纸造成影响。BIM项目负责人需要依据变动进行模型的维护变更，并将原始模型及文本进行额外存储，便于结账核查。对变更后的模型应当通过事先配置的信息交流平台传递给每个成员，并储存至服务器中，以便回溯查阅。
（2）生成图纸及施工交底。所有专业所需的施工平面图应当确保在施工开始前生成，并进行审核校验，在诸如公共走廊与机房等机电管道繁多的地带，需要另外生成剖面图、立面图与3D详图。施工人员可通过专项方案及BIM图纸对作业班底进行施工交底。为有效组织各专业施工人员合作，避免纠纷返工、工时与材料浪费等现象出现，要求每位工人都应详细了解施工所需的3D详图。
（3）模拟施工。考虑到机房等区域存在大型管道及层次施工，在此区域工程可使用4D进度及VDCI艺方案进行模拟，将大型设备与管道作业工序进行直观反映，从而科学安排各专业施工先后次序。
设备的安全安装以及正常运行，需要结合前期的安装过程，对每一个安装步骤进行了解和掌握，对所涉及的机电设备进行有目的、有规划地点检，并形成点检记录。点检记录中应该体现机电的通电是否正常、系统的运行是否正常，视屏显示器能否准确显示、各操作按钮是否正常。
机电的点检记录还应该参考机电安全操作规程，机电操作人员应该定期对机器进行保养，对经常出现的问题进行记录和存档，并以书面的形式形成故障处理方案。在机电运行时，每出现一次故障，就应该立即停止设备运行。由机电维修人员对故障维修，输出维修报告和故障处理方案报告。故障解除后，对其他的同类型的机电进行排查，以确保整体的合格性。
综上所述，本文在对BIM技术研究时，对BIM技术的使用过程以及使用方法进行了详细的描述。本文认为，在结合实际环境的基础上，应当不断完善技术过程，不断对工艺过程和技术状态进行确认和完善，有目的性地对系统的碰撞试验、控制和解决风险、BIM技术中的成本管理、机电安装工程中的机电管理进行探讨，望其能对相关技术的完善和使用做出贡献。
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