BIM 技术在综合机电工程施工中的应用

引言

建筑机电管线施工作为建筑项目的重要组成部分 , 对建筑物的安全性、功能性以及舒适性具有重要影响。但传统的建筑机电管线施工方法存在施工碰撞、设计与实施不一致、成本超支以及效率低下的缺陷 , 容易导致建筑工程风险并影响建筑项目进度质量。对此 , 采用基于几何运算并结合 BIM 数据统一的碰撞检测算法 , 精确识别建筑机电管线之间的潜在碰撞 , 以实现机电管线布置的动态调节和及时优化。

1 BIM 技术在机电安装中的应用基础

BIM 技术作为机电安装工程信息化建设的重要支撑，通过三维数字模型构建、信息集成和可视化手段实现机电系统的全过程管理。在应用层面，BIM 技术主要包括建模、碰撞检测、工程量统计和施工模拟等核心功能。建模阶段采用 RevitMEP 等专业软件，根据设计图纸建立包含几何信息和非几何信息的三维模型，实现机电系统的可视化表达；碰撞检测通过Navisworks 等工具，对机电管线之间及与建筑结构之间的碰撞进行自动检查，及时发现设计缺陷；工程量统计基于 BIM 模型自动生成材料清单和设备表，提高预算精度；施工模拟则通过4D-BIM 技术将施工进度与三维模型关联，优化施工工序。

2 BIM 技术在综合机电工程施工中的应用难点

在项目的实施过程中，施工难点突出。其中，作业空间的极其有限和净高不足，成为施工的主要障碍。同时，该项目涉及的专业领域多达二十多个，涵盖多种不同的技术系统，这在一定程度上导致管线布局的高度密集。尤其是不同专业之间频繁交叉作业，进一步加大了施工的难度。在项目建设初期，图纸问题较为突出。例如，初步设计图纸中存在诸多与实际需求不符的情况，需要进行大量修改与调整。由于涉及专业众多且相互关联紧密，统筹各方进行图纸修改的工作难度较大。另外，在该项目施工阶段还出现一件颇具挑战性的事情。事先进行的消防排烟及喷淋系统的施工并没有严格遵循设计图纸，而是占用了原本计划的安装空间，导致随后的施工变得异常复杂。由于消防系统的布局与整个机电安装工程的整体布局息息相关，任何环节出现问题都可能引起连锁反应，导致整个工程面临更大的施工压力。在面临如此严峻的施工挑战的同时，项目工期要求异常紧迫。整个机电安装工程必须在短短六个月内完成。为确保工程按时完工，项目施工人员需要克服重重困难，全面优化施工方案，提高施工效率。

3 BIM 技术在综合机电工程施工中的应用策略

3.1 确定目标

在进行大型商业项目的机电工程优化设计之初，施工单位首要任务是明确优化设计目标，这涵盖了与建设单位深入沟通并精确确认各区域净空高度要求，以此作为制定标高优化策略的根本依据。鉴于此类项目往往伴随着错综复杂的管道与桥架系统布局，优化设计过程中，施工单位需综合考量管道直径、桥架宽度及其走势对施工安全与质量的潜在影响，力求在保障设计美观性与实用性的同时，通过精密规划简化施工流程，如采用 BIM 技术进行三维建模以减少碰撞点，从而大幅降低施工难度，提升效率约 20%～30% ，并确保施工质量达到高标准。科学合理的管道与桥架排布不仅能有效规避安全隐患，还确保机电安装工程顺畅进行，为项目圆满竣工奠定稳固基石。

3.2 建模

由于该项目涉及专业领域广泛且复杂程度高，施工人员在项目推进过程中严格遵循原始 CAD 图纸，完成各楼层管井、综合通廊及车间等特定区域的管道建模，为及时发现设计图纸中的潜在问题提供可靠依据。所有工程数据逐一整理在一个 Word 文档中，最终形成详尽的图纸问题报告。甲方收到图纸问题报告后，及时按实际情况逐项回复。对于已明确答复的事项，项目施工人员立即对相应模型进行修改完善；对于未及时答复的问题，主动召集相关专业技术人员召开会议，通过集体讨论确定解决方案，并及时更新各专业模型，确保项目顺利进展。完成各专业模型初版后，项目施工人员开始首次管线综合调整。初步确定每层管线具体布局后，进而设计管井布局方案，兼顾管线实际走向，为后续维护工作提供便利条件。在设计方案完成后，该项目的组织人员会指派专人进行共同支架的加工详图深化设计。在深化设计过程中，充分综合考虑材料选择、加工工艺与安装方法，最终制作能满足项目具体需求的共同支架设计方案，并为项目的顺利实施提供可靠保障。

3.3 现场安装施工工艺

现场安装是装配式施工的核心环节，需要严格按照 BIM 模型和施工方案进行精确安装。安装时首先需要进行测量放线，采用全站仪等测量设备，结合BIM 模型进行空间定位，在吊装过程中使用专用吊具和定位工装，确保构件的准确就位。对于大型设备和管线模块，采用分段吊装技术，通过 BIM 模型模拟吊装工序优化吊装方案，在构件连接环节严格执行标准化连接工艺，确保连接质量，支吊架系统的安装采用模块化组装技术，通过预制支架快速完成固定。在施工过程中，通过移动终端实时查看 BIM 模型进行施工指导和质量检查。对于复杂节点的安装，采用AR 技术辅助定位，提高安装精度。

3.4 物联网实时数据监控方法的应用场景及作用

物联网技术在高速公路机电工程中的应用主要在设备监控、环境监测及施工现场安全管理等方面。高速公路机电工程施工现场有大量机械设备、环境监测与安全设施，其运行状态和现场环境参数直接影响施工质量和安全。物联网技术用传感器实时采集设备和环境的数据并传输至监控平台，为施工监理人员提供即时反馈信息。物联网技术在设备监控方面能够实时监控设备的运行状态。当设备出现异常，系统会立即提醒监理人员进行检查或维护。物联网技术在施工环境监测方面的应用也非常广泛，在高速公路机电工程的施工过程中，物联网技术通过布设环境传感器能够实时监控施工现场的环境状态，其安全管理功能在施工现场的应用也非常关键，在施工人员的安全帽中安装传感器可以实时跟踪工人的位置并监控其进入危险区域的情况。在工人进入禁止区域后，系统便能及时发出警报。安全监控系统实时捕捉潜在的安全隐患并及时发出预警，可以极大提升施工现场的安全性。物联网技术除了对设备、环境和人员的实时监控还可以与其他信息化手段结合，实现施工数据的智能分析和决策支持。这种数据驱动的决策支持系统减少了人为干预的可能性，进一步保障了工程顺利推进。施工管理人员借助物联网技术的实时数据监控功能能够随时掌握施工现场的动态，并及时调整施工方案和资源配置，保证工程进度、质量和安全。物联网的应用使得施工过程更加高效、智能，最大程度地减少了施工中的人为失误和风险。

结语

BIM 技术在机电管线综合排布中的应用，不仅可提升建筑内部空间的整洁性，还在成本控制、施工指导与维护管理等方面充分展现自身优势。随着此类技术的不断进步，其应用范围进一步拓展，预计将在更多领域发挥更大作用，为建筑行业的可持续发展提供更丰富的智慧。

参考文献：

[1] 温成龙 , 刘振伟 , 张智强 .BIM 技术在机电安装工程施工中的应用优化研究 [J]. 住宅与房地产 ,2024(23):53-55.

[2] 何佳珈 .BIM 技术在高速公路机电工程施工中的应用 [J]. 交通科技与管理 ,2024,5(02):78-80.

[3] 牟常君 .BIM 技术在建筑机电工程设计与施工中的应用 [J]. 石材 ,2023(12):132-134.