陆强
上海绿地建筑钢结构有限公司 上海市 200083
摘要：随着社会经济的快速发展和城市化进程的推进，建设项目不断丰富，越来越多的商业地产项目、城市综合体和CBD项目出现在城镇和乡村。民用建筑的机电安装不再局限于简单的接地施工、管道埋置、线路敷设、开关插座安装等常规工程。随着中央空调系统、智能建筑、安全监控、消防系统等复杂机电安装工程的应用，管道复杂、布置密集、美观要求等问题对传统机电安装技术提出了严峻挑战。
关键词：B IM；机电安装施工；设计优化；指导施工；
近年来，B IM(建筑信息模型)技术作为新一代的计算机辅助设计的基础性技术，在我国工程建设领域的应用愈加广泛。随着建筑施工技术与时俱进地发展，B IM技术越来越多的应用于机电安装施工指导之中。为了更好的应用B IM技术，需要结合B IM技术在工程中运用的实例，分析研究B IM技术在建筑工程机电安装施工中的运用方法、技术难点及解决方法。
一、BIM技术特点
为适应市场形势，减少资源消耗，提高工程质量，近年来，BIM技术在受到了广泛关注，它主要是利用现代信息手段，将传统的二维指导上升到三维空间，将建设项目中的各种信息可视化，给施工管理者提供了一个更清楚的界面，给安装管理带来了很大的便利，这些都要归功于BIM技术的自身特点。第一，智能管理。这是是BIM技术最主要的特点之一，智能管理适用于建筑设备安装管理中的各个环节，具有很重要的作用，可以将招投标信息、项目投入的资金、项目进度、各阶段的工程造价等信息进行集约化的规范式管理，掌握各阶段的施工信息，对项目的实际情况了如指掌，有效提高了工程的施工效率。第二，协调与优化管理。建筑设备安装工程施工过程比较复杂，涉及的相关主体较多，实施过程中，需要各主体间做好相互协调配合工作，才能保证整个建筑项目的顺利完工。施工期间，各部门要根据施工图纸做好协调，随时对工程进展进行沟通，不管什么工种，在作业期间，一旦出现原定计划的变动，必要及时通知好各个部门，做好自身工作的调整，以免因协调不好，信息传达不及时，导致有的部门没有接收到变动通知，造成工作无法按时实施，又没有及时调整其他工作内容，造成整个周期向后顺延。BIM技术在建筑设备安装管理中的应用，可以对各部门进行统一管理，加强信息的相互交流。这些特点运用在常州西太湖观测塔工程得到中充分体现。
二、运用BIM技术指导施工的优势
BIM模型建立了三维的、完整的建筑模型，其中涵盖各建筑专业施工项目。施工单位可直接运用模型指导施工。目前已有许多建设项目在施工过程中，全程引入了BIM技术，实时指导现场施工，并取得了十分显著的效果。在BIM模型中，我们既可以看到一层楼甚至一栋楼的整体外观，又可以根据不同需求查看局部细节，如结构梁、墙体、机电管道、设备等。施工人员借助BIM模型，可以在施工的任何阶段对整个施工场地、预期施工效果有直观的了解。相较于传统的施工方式，施工进行时，对于较为复杂的管道、桥架的排布采取的是图纸比对的方法：对安装各专业图纸进行比对，并结合建筑施工图，结构施工图，找出管道与管道冲突、管道与结构冲突、结构预留洞口或套管等一些列施工问题，再加以优化、修正。传统方法虽然可行，却存在工作效率低、容易忽略细节、施工实际常有偏差等情况。然而，若能正确运用BIM技术，可以在施工准备阶段，根据设计原图，建立信息模型，将建筑信息以三维模型的形式反馈。施工人员可以在电脑系统中，形象地、直观地发现冲突点，即利于设计原图的优化，也利于优化方案的审查，极大的提高了工作效率，降低了返工率。
三、机电安装施工如何应用BIM技术
BIM技术作为一种计算机辅助设计技术，如何应用于工程施工实际，基于实际工程施工经验，BIM技术全程配合机电安装工程施工。BIM技术配合安装施工，先后体现在三个阶段：施工准备、施工指导、成果及反馈。施工准备又可细分为两个步骤：图形建模、优化设计。
1.图形建模。结合BIM技术施工方式的重中之重在于施工准备阶段，与传统机电施工技术在施工过程中逐步调整是完全不同。施工准备首先要做的就是图形建模，利用已正式出图的设计图纸，建立完整的BIM模型，并核对模型准确性，避免缺漏。
其反应了施工效果与建模效果的一致性。只有保证建模的严谨、准确，才能让后续的优化、施工阶段高效率的进行，才能保证施工效果达到预期的效果，否则当施工过程发现建模失误且影响施工时，有可能会造成高代价的返工。
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图2地下一层模型车道局部剖面图 图3地下一层车道完成效果
2.优化设计。建筑工程施工中，设计图纸几乎不可能做到无错无漏，而在复杂的机电安装工程中，各种强弱电桥架、空调水管、风管、给排水管道错综复杂，容易出现管道拥堵，施工困难等现象。因此，利用BIM技术找出重要结点，并进行有针对性的、合理的、符合规范的优化设计成为了安装施工的重点、难点。对于优化设计阶段，总结出以下思路。（1）确定目标。首先，施工单位需要确定本次优化设计的目标。与房屋建筑不同的是，大型商业项目通常伴随着复杂的管道、桥架，通常有严格的装修吊顶标高要求。施工单位需要就各区域净空高度的问题向建设单位做详细确认并以此作为优化设计的标高依据。综合考虑管道、桥架走势，是否影响施工安全和施工质量，设计优化不仅仅是为了美观、实用，能否顺利、高效的施工也应作为优化设计的目标。（2）优化方法。首先，对于原设计图纸的优化绝不能违背设计规范，除此之外，优化的方案也不能违背施工规范、工艺等要求。优化方案要征得设计单位、建设单位、监理单位同意方可施行。其次，要抓住重点，集中攻关。找出安装空间紧张、密集管道走势等安装施工重要位置作为关键结点，逐一优化。攻破重要结点，完成密集管道的排布，再由繁转易，调整管道稀疏区域的模型，最后比对标高，达不到控制净空的地方再行微调。在宽度为2.6m的核心筒狭窄区域内，密集分布着各种给排水消防管道，其中还包括800×600风管以及一根DN600烟囱管道，最低处距地高度2.31m，在狭小的空间内显得十分压抑，而密集的管道排布以及大型的管道限制了施工操作空间，给施工带来了极大的困难。类似于此的问题区域可作为重要结点。优化过程中，在小管让大管、有压让无压的基本理念上，建议：若有大型风管则以大型风管的底标高为优化设计的标高基准，其余管道桥架基本沿风管或于风管上方敷设。此举可将错综复杂的管道、桥架一定层度上隐藏于风管之上，布局整齐，较为美观。①对于强弱电桥架、给水、消防或压力排水管道与风管交叉敷设的情况，在规范允许的曲率半径下实行上爬过桥的方式绕过桥架。②对于排水管道与风管交叉敷设的情况，鉴于无压管道的优先性，可致函联系原设计单位，风管是否可以局部上下弯或变截面处理。最后，BIM技术建立了完整建筑空间模型，给施工单位提供直观的施工场地概念，那么，在进行机电安装设计优化时，可以充分考虑空间利用率。对于体型较大，难以排布还影响施工管道，要打破思维定势，在保证产品安全及功能的前提下，大胆采取打破格局，改变走向的做法，充分利用整体建筑空间。本工程安装技术小组采取了移位方式，为核心筒走道争取了最大空间，保证了施工操作空间和净空。另外，考虑到无压排水管道的固定坡度及出户标高，移位方式对无压排水管道并不适用。设计优化管道、桥架的过程中，还应该注意管道的承口大小、管件、支吊架尺寸，要为施工操作预留空间，避免优化后的模型与实际施工需求冲突。上述建模以及优化设计是一个动态的过程。建筑施工中，常有设计变更等文件下发施工单位，无论是机电安装的还是建筑结构的变更都有可能对模型造成影响，因此施工单位的技术人员应实时掌握工程动态，及时调整模型并在施工前做好变更交底。
3.施工指导。完成设计优化后工程模型已具备知道施工的条件。BIM技术指导施工又分为两个阶段：预埋阶段及安装阶段。预埋阶段可根据BIM模型的管道排布，在施工前确定需要预埋的穿剪力墙或穿梁套管的位置，数量，并标记于施工图纸上，施工完成后，根据标记逐个排查有误错漏；安装阶段，为了最大限度发挥BIM模型的作用，可在关键结点出做出与剖面图，并根据坡面图绘制管道支架图，以此为依据指导施工。
4.成果及反馈。BIM建模与优化，始于施工准备阶段。建模时遗漏的微小偏差或者后续可能有各种设计变更，由于技术人员的疏忽而没有及时体现在模型上，导致模型与现场有不符的地方影响施工的，因第一时间反馈，及时校对模型。关键结点处应采取实测实量的方式，杜绝私自调整走势、标高等。机电安装工程涉及专业众多，班组众多，若每个班组都尚自调整，极易造成蝴蝶效应，影响关键部位的安装施工。
四、BIM技术推广的难点
1.门槛问题。BIM作为一种新技术需要从业人员付出学习和精力去学习，但学习BIM技术的机会并不是人人都有。由于硬件更新、人才培养成本高昂，就算是大型建筑企业内都仅有一小部分技术人员有机会学习BIM技术，更不用提中小型企业。目前能够熟练掌握BIM技术的人才，大多集中于设计单位，建筑施工企业的BIM人才有如凤毛麟角。
2.技术与经验失衡。BIM是新的技术，年轻的建筑从业者学习能力强，努力学习很快就会有成效，但年轻人才缺乏经验，在优化设计时考虑的问题有局限性，优化工作难度大、效率低；从业多年的技术人员是建筑工程施工的中坚力量，但BIM技术在这个群体中推广难度大，导致宝贵的经验无法直接运用于BIM技术中。这种情况对BIM技术的实用性造成了比较严重的伤害。
3.传统施工理念的阻碍。BIM技术是对传统建筑技术的一项重大变革，前期需要投入较大的人力物力，与传统建筑施工理念有许多矛盾冲突，传统思想根深蒂固，而BIM技术也处于发展阶段，目前体现出的效益以及效率还不足以完全改变传统思想。
总之，作为施工单位,在建筑新技术发展的关键阶段,需要在深入研究BIM技术利弊的同时,及时做好人力物力储备。对待建筑新技术勇于尝试、主动创新，争当时代的领头羊。
参考文献：
[1]何艳萍.建筑工程施工中机械设备安装BIM中的应用.2019.
[2]刘月华，关于建筑工程施工中关于机械设备安装BIM中的应用.2020.