BIM技术在机电工程中的应用

摘要：随着社会的发展进步，人民生活条件的改善，机电工程作为生活的配套辅助工程，逐渐成为建筑工程的重要组成部分。当下人们已经不再满足于建筑物外部形状，对于室内采暖装置、给排水管道的排布以及电器使用等多方面加大了要求。随着各方面要求的增加，机电工程的施工标准也被大幅度的提高。

关键词：BIM技术；机电工程；应用 1、BIM技术在机电工程的背景及应用价值

BIM技术即建筑信息模型技术，它是一种贯穿于工程建设前期阶段、准备阶段、实施阶段、验收与保修阶段、运营阶段的数据化工具。在项目设计、施工、运维的全生命周期中，BIM技术将建筑信息进行录入，并且统计、分析、传递。这可以促进工程技术人员对项目的重难点问题作出最精确地判断，从而加快整体工期进度、节约成本、明确分工。BIM技术通过机电模型的分析统计，可以做到全施工过程预判。通过电脑端的分析，施工人员可以避免大量的错误、漏洞，减少工程上返工现象，避免材料的浪费和工期的拖延。另一方面，BIM技术通过技术平台可以实现设计方、施工方、材料方等在使用前的协调交流，加强了模型事先分析的精准性。

2、BIM技术的研究和应用 2.1三维管综空间合理性布局

建筑物的楼层净高为建筑楼板上表面至上层建筑楼板下表面的距离，然而建筑物的实际使用高度需要减去机电管道与设备所占空间，因此合理的排布三维管综空间决定了楼层的使用高度，同样也极大的影响了建筑物的造价。BIM模型将解决传统机电施工在空间排布中遇到的以下问题。

2.1.1不同机电专业间的碰撞冲突

传统机电工程施工都是以二维平面图纸作为依据，不同专业的设计人员无法通过二维图纸来避免相互之间的碰撞。因为各专业设计沟通协调存在问题，多处机电构件处于同一个位置，将造成大面积的返工，延误工期，增加工程造价。BIM模型可以将对专业提前进行整合并且分层排布，最大限度降低碰撞，最后将局部碰撞进行翻弯调整，实现零碰撞。

2.1.2预知错误性的排布

为保障机电工程的合理性以及安全性，机电安装过程需要考虑较多的原则。在没有BIM模型进行分析的情况下，单纯依靠施工人员经验很难规避以下一些问题。根据构件的重要性以及变更难易程度，小管道必须绕弯避让风管，机电管道必须避让结构梁为避免水管滴水导致桥架中的通电线路短路，遵循桥架位于水管上方原则。为避免污水管污染生活用水，遵循给水管位于污水管上方原则，一系列原则只有通过BIM模型预先排布方能解决。

2.1.3空间利用的最大化

为缩小机电工程所占空间，机电施工会尽量利用可用空间，比如在两处梁的中间进行上翻，通过BIM机电模型，我们可以清楚地看到每一处梁的下部空间以及上翻空间。

2.2机电工程预制装配式研究 2.2.1设计阶段

机械设备的预制组装能够加速工程建设，确保设备的安装和安装。但在实际的施工中，由于构件数量、规格和细部的衔接等问题，使得施工者难以准确地进行计算。BIM师必须将建筑图纸转换为建模，然后通过模拟碰撞来进一步加深，最终形成相应的工艺方案。为保证预制件工厂能够制造出符合要求的零件，BIM模型必须进行管道的分段、绘制和数据的汇总，利用BIM技术，将每个管道的长度、材料、管道的内外直径、管道的弯曲角度都进行详细的计算，方便工厂的制造。

2.2.2装配车间

厂房的装配加工既包含了基础构件的加工和装配，也包含了现场复测、系统整体性能保障、连接件合理性等方面的内容。如果没有考虑到这些问题，就会造成材料和设备的浪费和大量的费用。

(1)实地再测量

为了确保在复测之前，工厂对整个建筑工地的总体理解有一个统一的认识，BIM人员将现场的建模和信息传递给工厂，节省复测和交流的时间。

(2)总体性能保证

同时，在预制过程中也要注意到整个体系的性能：给水管线的压力保障； (3)保障制冷负荷

此类问题要求将装置自身的出力（负荷）、管线弯曲、长度等因素综合在内。利用BIM技术对整个模型进行压力和荷载分析，并对其进行性能指标进行分析，为整个工程提供了便利。

(4)逻辑联系

各种设备和管道以及管道与管道的联结必须经过建模和预先决定。 2.2.3施工阶段

在安装预制件时，应由施工单位进行技术交流，其中应明确图纸内容，安装步骤，设备编号，管道型号等。然而，在交底时，由于存在下列问题，导致了谈判无法进行下去。

(1)建筑工人不懂专业技术，或有一定的理解错误。 (2)在交底阶段，设计者的表述不明确。

(3)在交底时，因二维平面有限，不能反映出某些问题。

所以，BIM技术工作者要进行建筑过程的建模。尤其是在机电方面，还有某些地方比较精密的设备，例如泵房、制冷控制室、锅炉房等。这一类型的房屋通

常会有更多的管线、更多的设施和更贵的费用。在常规的安装工艺中，由于工人的安装失误，使得原来的组装工期大大延长。建筑动画因其内容简洁、便于工程人员理解，能确保工程的顺利进行，减少对设施的损害。

2.3悬臂梁的深度

支撑架由支撑和悬挂两部分组成，它的主要功能是承担各种设备、管道和管道附件的承重。在发生振动和振动时，可以在横向和垂直方向对机械部件进行非合理的变形。为了节约材料，利用空间和美感，在施工中常采用综合支架将排水、通风、通风、电气桥架等专用管道联接起来。

常规的悬架结构是将各个学科的平面图合并为一张综合性的专用绘图，根据这张绘图，确定支架的位置和尺寸。但是，二维图纸的局限性和综合专业图纸的复杂程度，使得设计者不能确保支架之间的冲突和管道与支架之间的配合。这也导致了许多已经安装好的支架和管道部件必须重新卸载、测量和重新安装，这对工地的布局和文明建设都是不利的。

2.3.1BIM技术可以在整个机械结构中预配置支撑支架，并利用其本身的冲突作用来处理支架的撞击问题；

2.3.2BIM建模后，可以得到相关的结果文档，包含了部分细节，零件清单和数据，这大大的提高了生产厂家的生产效率，同时也便于成本核算。

2.3.3悬臂梁的受力分析是关键，采用一体化的结构模式，可以迅速地对管道所产生的载荷进行统计，利用载荷，进行轴力图、剪力图、弯矩图，并对其进行稳定、承载力和所要布置的通道类型进行分析。

2.4预留孔

机械类工程中的预留孔洞主要指管道、桥架、风管通过墙体、楼板所需的孔洞，同时还要注意到防水等问题。在建筑工程中，由于土建工程是在机械设备前进行的，所以，在“先铺设管线，再按管线的定位注浆”（除局部装潢外），这就造成了如下问题：

2.4.1土建施工人员不确定管道位置，无法预留洞口；

2.4.2机电施工人员，为安装管道，需要开洞，浪费施工时间并且开洞可能造成土建工程质量问题；

3、结束语

综上所述，BIM技术是在施工前对建筑信息模型进行分析修改。由于模型具备三维可视化的特性，并且在建立过程中将所有参与方的建议进行了协调，BIM技术在机电工程中能够有效减少工程返工，节约施工材料，缩短工期。

参考文献

[1]李雅妮,何宏凯,李丹丹.BIM技术在机电安装工程施工中的应用研究[J].房地产世界,2022(01):128-130.

[2]孙志坚.建筑机电安装工程中BIM技术的应用分析[J].建筑施工与发展,2021,3(12).

[3]邹信,刘晓林,刘凯,代仁欢,罗良.BIM技术在建筑机电工程中的应用研究[J].建筑技术,2021,52(S1):24-27.