基于BIM技術的機電安裝工程精細化控制應用實踐

（天津城市建設管理職業技術學院，天津 300134）

0 引言

BIM技術是近年來興起的建筑業信息化管理新技術，目前在國內得到了蓬勃發展，尤其是在機電安裝工程領域，將BIM技術科學合理的應用其中，可以實現項目的精細化管理，在工程實踐中取得了良好的應用效果，得到了業內人士的普遍關注。

1 機電安裝工程的特點

1.1 工程涉及的范圍廣

機電安裝工程涉及面廣，施工周期長，施工作業空間范圍大，因此在機電安裝工程開工前，施工人員需要全面地掌握施工現場情況。而且在機電安裝工程的施工中，經常要與土建、裝飾裝修專業施工人員協調，做好管線預留預埋、設備基礎預制等準備工作。

1.2 施工工序復雜，作業人員密集

機電安裝工程的施工工序復雜，手工作業多，交叉作業人員密集，且施工條件要求較高。在機電安裝工程施工過程中，需要各個工序之間合理銜接，不同工種的作業人員密切配合，以確保工程質量達標。

1.3 施工技術要求高

機電安裝工程的技術要求較高，需要作業人員熟悉施工流程、技術要求及驗收規范，嚴格遵守操作要求，合理使用施工機具、設備，保證操作人員的人身安全和工程質量。

1.4 專業涵蓋面廣

機電安裝工程不僅包含了常見的給排水工程、采暖工程、電氣照明工程、供配電工程、通風空調工程等，也包含了綜合布線、多表遠傳系統、有線電視系統、樓宇安全防范系統、計算機網絡系統等建筑智能化系統設備安裝工程。因此，我們需要專業技能突出、管理水平高超的項目人員來加強精細化管理，保證每個施工節點管控到位、質量達標，保質保量地完成整個項目。

2 BIM技術概述

BIM技術是建筑信息模型的簡稱，是將工程信息和建筑數據整合在同一個模型里，貫穿于建設項目的規劃、設計、施工、運維等各個階段，用以提高建設效率并實現質量目標。在收集建模所需建筑數據的同時，模擬工程信息，使用三維數字技術快速處理，將數據直接轉換成圖形，取代了傳統的二維CAD圖紙，使機電安裝工程的各處細節都能夠清楚地顯示出來，有效解決了一些復雜機電安裝工程的設計難題。利用BIM技術可以設計并模擬各類型工程，通過全面分析設計數據，從中選出最佳方案，大大提高了設計的效率和質量。

3 BIM技術在機電安裝工程精細化化控制中的具體應用

3.1 在施工材料管理方面的應用

機電安裝工程需要用到的施工材料不僅品種豐富而且規格繁多，在施工材料管理上存在一定難度。特別是隨著市場的成熟和行業的發展，施工方法也更新得很快，新材料、新設備層出不窮。為了實現對施工材料消耗量的準確統計和對工程造價的有效控制，在機電安裝工程中可以利用BIM技術模型進行精細化管理。

首先在開工前，通過BIM技術模型完成施工材料消耗量的統計，并在此基礎上計算出更精準的工程成本，從而實現對工程造價的準確預判。同時，對于提高施工預算的編制效率也有很大的幫助。依照施工合同和施工進度計劃，將BIM技術模型里提供的工程基礎數據與實際發生的施工成本之間進行比較，對機電安裝工程施工階段的施工材料消耗量和項目運行成本進行動態核算，以便及早發現可能導致工程成本失控的風險因素。此外，在BIM技術的幫助下，還能夠按照項目的施工進度，及時準確地掌握施工材料的使用情況，實時更新材料需求，從而為施工材料的采購提供有力的依據，防止出現材料積壓過多占用項目資金，或備料不足影響施工進度的問題。

由此可見，BIM技術的應用實現了更加精細化施工材料管理，從而降低了工程施工成本，在一定程度上提高了施工企業的經濟效益。

3.2 在管線綜合優化方面的應用

在機電安裝工程中，管線綜合優化始終是一項非常重要的工作。要結合施工現場的具體條件，使用BIM技術建模去準確找到設計圖中存在的管線碰撞問題。比如是否存在專業交叉、空間高度是否能夠滿足使用要求等情況，都可以通過三維模型將施工中有可能出現的交叉部位展現出來，清晰地看見各管線之間的距離，連施工完成后的管線位置效果也可以提前體現出來。尤其是在管線復雜的空調機房或者凈空高度要求高的公共空間，對管線規格、路徑、走向等都要進行若干次的調整與優化，把不同的管線布置方案分別進行碰撞數量以及凈空高度的比較，分析其可行性和優缺點。

BIM技術解決了大部分機電安裝工程的深化設計、碰撞、部件制作安裝、室內凈高控制和專項施工方案優化等技術難題，為項目施工階段的成本、質量、進度控制提供了有力的數據支撐。

圖1 管線綜合優化模型

圖2 管線施工完成效果

3.3 在施工動態控制方面的應用

在BIM技術建模時，分別為給排水系統、通風空調系統、消防系統、電氣照明系統、供配電系統及建筑智能化系統建模，然后使用軟件中的鏈接及綁定操作命令，將原本相互獨立的不同專業安裝工程整合到一個 BIM技術模型中，利用三維數字技術快速處理，將數據直接轉換成圖形，建立起各專業之間的協作體系，將各專業的參數都顯示在三維模型中，便于施工管理人員通過數據平臺實時查看、分享、調整數據，實現施工動態管理。

此外，BIM技術模型能夠為機電安裝工程成本控制提供重要的參考依據，一旦在項目實施過程中發生了某項工程變更，就可以通過對某些參數的修正來實現對各專業工程的工程量同步進行變更調整。與此同時，機電安裝工程的成本控制則會根據已更新的三維模型有效地做出動態成本控制。

施工模擬是通過BIM技術模型和計算機技術來實現機電安裝工程的虛擬化施工模擬。施工模擬會幫助施工單位最大程度地模仿實際施工過程，從而獲得關于施工人員、施工材料、機械設備投入等生產要素的最符合工程實際需要的數據，用于指導即將開展的機電安裝工程施工，明顯減少了施工整改情況的出現，提高了施工效率和工程質量。

圖3 虛擬三維布管

圖4 指導管線安裝

3.4 在提升業主滿意度方面的應用

在機電安裝工程施工過程中，要充分聽取業主的意見，合理滿足業主的實際要求，有效提升業主滿意度。使用BIM技術建模來預先發現設計圖中存在的管線碰撞問題，對管線布置進行綜合優化，滿足業主對于提升空間的利用率和改善房間內管線排布觀感質量的實際需求。施工單位可以利用BIM技術模型來完成施工前的技術交底工作，通過對施工流程的可視化呈現來幫助作業人員更加準確地掌握有關施工技術規范的要求，要突出強調重要施工節點的操作規程來保證工程質量。還可以借助BIM技術模型與各專業安裝施工單位進行高效對接，三維可視化模型大大提高了各參建方的溝通效率，節省了各專業的對接時間。對各專業勞務人員進行三維技術交底，提高了交底信息的準確性，有效減少了返工現象。大大降低業主與參建方的溝通成本，更好地為業主提供高質量的服務。

施工管理是一個動態的過程，因為施工材料和機械設備投入等生產要素的使用都會隨著施工進度有所改變，利用BIM技術可以把施工材料、機械設備投入和工程設計變更等信息輸入 BIM技術模型之中。BIM技術模型則會按照更新后的信息進行展現，也就是常說的“所見即所得”。這樣可以有效防止工程數據的流失，保證數據的真實可靠，從而實現對機電安裝工程的精細化管理。BIM技術的應用顯著提升了業主滿意度，并達到了提高質量、縮短工期和節約成本的目標。

3.5 在機電設備運維控制方面的應用

機電安裝工程通常會涉及到大量的機電設備，如通風空調系統的通風機、空氣處理設備，給排水系統的水泵、氣壓水罐，消防系統的穩壓泵、噴淋泵等。在傳統的機電安裝工程中，設備運維管理都要通過運維工程師填寫設備運行記錄表來實現信息的記錄、修改和更新等，是一項十分繁重的管理工作。

基于BIM技術的機電設備運維管理，就是在BIM技術模型中機電設備的對應位置上，預先設置好設備運行記錄表。以便在正式投入使用后可以準確實時的統計、更新、完善機電設備的維運信息，完全擺脫了以往調取記錄、更新信息、保存數據的繁瑣過程，極大的方便了機電設備的日常運維管理，提高了運維管理的時效性和準確性。

目前，BIM技術在工程領域的應用正在迭代更新，從三維建模、碰撞檢測、圖紙審核等初級應用邁向BIM與物聯網、大數據、云計算、GIS等信息技術的深度融合，建筑行業也正在向工業化、信息化的方向穩步發展。雖然BIM技術已取得了良好的應用效果，但是也存在著一些實際問題，比如BIM技術介入滯后、BIM數據未充分利用、數據更新與采集路徑與流程不完善等。相信伴隨著BIM技術應用的不斷深入，BIM與項目管理、企業管理的不斷融合，BIM技術在項目精細化管理中的價值將會發揮地更加充分。