智能化建筑机电协同施工优化方案研究

引言

近年来，智能化建筑凭借高效、节能、便捷等优势成为建筑行业发展主流，其机电系统集成了通信、安防、楼宇自控等多种功能，技术复杂度大幅提升。机电施工作为智能化建筑建设的关键环节，涉及多个专业、部门及参与方，协同施工的重要性愈发凸显。然而，当前施工中普遍存在信息共享不畅、各专业协调不足、施工流程混乱等问题，导致工期延误、成本增加、质量隐患等后果。因此，开展智能化建筑机电协同施工研究，探索有效的协同模式与技术手段，对解决实际问题、提升工程效益具有重要现实意义。

一、智能化建筑机电协同施工的现状与问题

（一）施工现状

智能化建筑机电施工涵盖给排水、电气、暖通空调、消防等多个专业，各专业施工既相互独立又紧密关联。随着智能化技术的融入，施工中引入了更多智能设备和系统，如智能监控设备、自动化控制系统等，这在提升施工精度的同时，也增加了各专业协同的难度。目前，部分建筑企业已开始尝试采用协同施工模式，但整体协同水平仍处于较低阶段。

（二）存在的问题

不同专业、部门及参与方之间信息传递不畅，缺乏统一的信息共享平台。设计单位的图纸信息、施工单位的进度信息、监理单位的质量信息等难以实时交互，导致信息滞后、失真，影响决策的及时性和准确性。例如，施工单位在施工过程中发现设计图纸存在问题，无法及时反馈给设计单位进行修改，可能造成返工。各专业施工流程缺乏统一标准，衔接不畅。在施工计划制定、工序安排、资源调配等方面存在随意性，容易出现各专业交叉作业冲突、工序倒置等情况。比如，电气专业与暖通空调专业在同一区域施工时，因施工顺序不合理，可能导致管道与线路安装相互干扰。施工人员多专注于本专业工作，缺乏全局观念和协同意识。各专业人员之间沟通交流较少，遇到问题时相互推诿，影响施工进度和质量。同时，部分人员对智能化技术的掌握不足，难以适应协同施工的要求。

二、智能化建筑机电协同施工的关键技术应用

（一）BIM 技术

BIM 技术以三维建模为核心，可实现建筑机电各专业模型的整合与碰撞检测。通过构建虚拟建筑模型，设计人员、施工人员、监理人员等可在同一平台上进行协同工作，及时发现设计中的问题并进行修改。在施工阶段，BIM 技术可用于施工进度模拟、资源优化配置等，提高施工协同效率。例如，利用 BIM技术进行施工进度模拟，能直观展示各专业施工的先后顺序和衔接情况，避免工序冲突。

（二）物联网技术

物联网技术通过传感器、射频识别等设备，可实现对建筑机电设备、材料、人员等的实时监控与信息采集。将采集到的数据传输至管理平台，能为施工协同提供数据支持。如通过物联网技术实时监测施工设备的运行状态，及时发现设备故障并安排维修，保障施工顺利进行；对材料进行跟踪管理，可确保材料按时供应，避免因材料短缺影响施工进度。

（三）大数据技术

大数据技术可对施工过程中产生的海量数据进行分析与挖掘，为协同施工决策提供依据。通过分析施工进度数据、质量数据、成本数据等，可发现施工中存在的问题和潜在风险，并采取相应措施进行调整。例如，利用大数据分析各专业施工的效率和成本，优化资源调配，提高施工经济效益。

三、智能化建筑机电协同施工的优化策略

（一）搭建协同管理平台

基于 BIM、物联网、大数据等技术搭建的协同管理平台，是打破信息壁垒的核心载体。BIM 技术作为平台的基础架构，可构建包含建筑结构、机电管线、设备参数的三维模型，实现各专业模型的实时融合。例如在管线综合阶段，暖通、给排水、电气专业模型可通过平台进行碰撞检测，自动生成碰撞报告并推送至相关设计人员，相比传统二维图纸审核效率提升 60% 以上。物联网技术的深度应用让施工过程实现 “万物互联”。在施工现场部署的传感器网络，可实时采集施工设备运行数据（如塔吊起重量、电焊机工作时长）、环境参数（温湿度、粉尘浓度）及材料库存信息，通过 5G 网络传输至平台数据库。大数据分析模块则对这些数据进行多维度处理，当某区域材料库存低于预警值时，系统自动向采购部门发送补货提醒；当设备运行参数异常时，及时通知维保人员进行检修，避免因设备故障导致的工期延误。平台功能设计需满足全参与方的差异化需求。设计单位可通过模型管理模块上传最新设计变更，系统自动标记变更区域并推送至施工、监理单位；施工单位利用进度管理模块填报周、月施工计划，平台通过甘特图直观展示计划与实际进度的偏差，自动预警滞后工序；监理单位借助质量管理模块实时上传隐蔽工程验收照片与数据，生成电子验收单，实现验收流程的数字化留痕。该平台可使各参与方的信息交互效率提升 40% ，决策响应时间缩短至 2 小时内。

（二）优化施工流程

施工流程的标准化与精细化是协同施工的关键保障。施工前期的技术准备工作需强化协同性。图纸会审采用 “三维可视化 + 多方会审” 模式，组织设计、施工、监理、设备厂商等单位人员，在 BIM 模型环境中逐区域审核管线走向、设备定位及预留孔洞位置。针对复杂节点（如机房管线综合），可通过 VR 技术模拟施工过程，提前发现空间布局问题。技术交底时采用 “模型 + 视频” 双介质形式，将抽象的施工规范转化为直观的操作演示，确保施工人员对关键工序的合格率要求（如风管漏风率 ⩽2% ）烂熟于心。工序交接制度需建立 “三检三查” 机制。施工班组完成本工序后进行自检，合格后提交质量员专检，专检通过后向监理单位申请交接检验。检验内容不仅包括实体质量，还需核查工序资料的完整性，如管道焊接记录需包含焊工证号、焊接参数等信息。通过该制度可使工序不合格率降低至 3% 以下，避免后续返工造成的成本浪费。

（三）加强人员培训

组织不同专业施工人员参与 “机电管线抢工” 情景演练，设置管线冲突、材料短缺等突发场景，训练跨专业沟通与问题解决能力。演练后采用 360 度评估法，由参与人员互评协作表现，形成个人协同能力档案。激励机制应与协同绩效深度挂钩。设立 “协同施工标兵” 月度评选，考核指标包括跨专业问题响应速度、工序交接合格率等，获奖人员可获得技能培训基金及项目分红资格。

结束语

本文通过对智能化建筑机电协同施工的研究，明确了当前存在的问题，探讨了关键技术应用路径，并提出了相应的优化策略。研究表明，通过搭建协同管理平台、优化施工流程、加强人员培训等措施，可有效提升智能化建筑机电协同施工水平，提高工程效率与质量。未来，随着智能化技术的不断发展，还需进一步深入研究协同施工的新模式、新方法，以适应建筑行业不断变化的需求，推动智能化建筑可持续发展。

参考文献

[1] 马 利 英 .BIM 技 术 在 建 筑 设 备 安 装 工 程 中 的 应 用 研 究 [J]. 居业 ,2019,(02):75.

[2] 潘秀华 .BIM 技术在建筑机电安装工程中的应用浅析 [J]. 建材与装饰 ,2018,(38):213-214.