BIM技术在综合机电工程施工中的应用

引言

在建筑项目的多专业机电工程实施过程中，BIM 技术与 4D 模拟的结合可贯穿整个建设周期。从设计阶段的冲突检测，到施工过程中的进度管理，再到运维阶段的维护保养，这两种技术为施工建设提供了可靠的数据支持。随着技术的不断进步，BIM 的应用范围不断扩展，其与4D 模拟的结合将在未来扮演更为关键的角色，推动建筑行业向可持续发展的方向稳步前进。

1BIM 技术概述

BIM 技术是指使用数字化信息技术对建筑项目构建三维立体空间模型，用于对建筑工程信息数据的表达，并对数据进行整合和更新。即 BIM 技术是以数字化信息技术为基础，对建筑工程项目的设计、施工和运营服务提供全生命周期的数字模型，对项目的全生命周期进行管理。BIM 技术的功能用途有：可视化建模、优化设计、导出图纸、模拟建造、参数化算量、协调进度、可视化运维等。BIM 技术有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点，可详细表示工程的各方面信息，对大型、复杂的工程设计和施工具有重要的理指导意义。BIM技术通过使用数字化信息技术为建筑工程项目提供了完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，实现了建筑工程由原来的二维图纸向三维模型转变，已广泛应用到建筑工程项目的全生命周期。从项目初始建模到管综优化，再到输出施工深化图、结合工期的模拟，以及后期的运营维护管理，建筑项目的全生命周期都可以使用BIM技术进行指导，对项目各参与方都有重要的使用价值。

2BIM 技术在综合机电工程施工中的应用难点

在该项目的实施过程中，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。在该项目建设初期，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。同时，要保持高度沟通与协作，才能确保各施工环节之间的无缝衔接。

3BIM 技术在综合机电工程施工中的应用策略

3.1 模型创建

项目团队首先收集了建筑项目各系统的详细图纸，包括建筑、结构、给排水、暖通、电气及消防等专业图纸，同时整理了机电设备的规格参数、尺寸信息及施工场地数据，确保数据的准确性与完整性，为后续建模奠定基础。选用 Revit 作为主要建模工具，因其具备强大的多专业协同功能和行业认可度，并依据项目特点制订了统一的建模标准和图层管理规则，确保模型的一致性与协调性。建模过程中，首先依据建筑图纸搭建三维建筑结构模型，精确还原空间布局、墙体、楼板及梁柱等结构构件，严格按照 LOD 标准控制模型精度。随后，将空调机组、水泵、配电箱等机电设备模型按设计图纸精准添加到建筑模型中，确定设备位置与安装方式。最后，运用 Revit 的管线绘制工具，细致绘制管道、风管、线槽等管线系统，严格遵循设计走向与连接方式，确保各管线系统逻辑关系正确无误，为后续碰撞检测与优化调整提供高质量的三维模型基础。

3.2 优化调整

在优化调整过程中，遵循优先保证主要管线通行、合理利用空间、减少管线交叉和便于施工维护等原则。根据碰撞报告中的信息，制订优化调整策略。对于重要的管线冲突问题，组织专家进行论证，确保优化方案的科学性和可行性。依据碰撞报告，首先对管线的走向进行调整。通过 Revit 软件的三维视图功能，直观地展示管线的调整方案，实时观察调整后的效果。在调整过程中，充分利用 BIM 软件的参数化设计功能，对管线的长度、管径、标高以及连接方式等参数进行精确修改，确保调整后的管线系统符合设计要求。对于部分无法通过调整管线走向解决的冲突问题，适当调整设备的位置。在调整设备位置时，综合考虑设备的运行要求、维护空间以及与其他系统的协调性。调整完成后，再次利用 BIM 软件的模拟分析功能，对优化后的方案进行施工模拟和空间分析。通过施工模拟，验证方案在施工过程中的可行性，提前发现潜在的施工问题；通过空间分析，确保优化后的管线排布满足建筑空间的使用要求，避免出现空间浪费或影响后期使用功能的情况。

3.3 支吊架布置

支吊架在各施工环节起着承受各配件及其介质重量、约束和限制建筑部件不合理位移以及控制部件振动、摆动或冲击等功能，布置合理的支吊架不仅可以改善管系中的应力分析、端点受力和力矩情况，而且对建筑设施的安全运行具有重要作用。从安全角度讲，支吊架布置属于深化设计范畴，具体工作界面需要签约双方明确。由于支吊架依附在管道和结构上，设置支吊架时需要检测施工现场的空间位置关系及尺寸信息。在传统项目施工过程中，施工者需要根据图纸和现场的实际情况结合自己的经验决定支吊架的安装位置，此方法会影响其他管路的安装变更。而通过 BIM 技术，在三维模型上直接进行深化设计，结合建筑结构和现场的实际环境，在设计阶段考虑合理的支吊架布置，避免管线碰撞，减少因反复更改带来的返工。为了在满足实际情况的条件下降低支吊架设置的误差，在设置支吊架之前，要检验三维立体模型中土建结构、机电管线尺寸等是否符合精度要求，在符合精度要求条件下根据支承管线所处的空间位置选择合适的支吊架的类型、组件类型和型号，根据检验的梁板高程、平面墙体位置、柱状及管线尺寸、管线之间和管线与结构之间的相对位置关系、净高要求、支吊架组件的尺寸信息计算支吊架尺寸。保证设置的支吊架的类型、材质、尺寸和质量不仅符合设计的要求，还符合国家规定的相关标准。在机电软件中进行支吊架布置，可在三维视图中显示布置的支吊架模型。

结束语

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

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