BIM技术在超高层机电安装中的应用分析

何平

摘 要：随着经济和建筑行业的快速发展，本文首先对某超高层建筑机电安装工程的概况进行了介绍;其次，认为BIM技术应用于超高层机电安装工程时，节约成本、对施工全过程管理起到良好的辅助作用、通过BIM虚拟超高层建筑模型对管道和支吊架等设备进行预制加工等优势;最后，围绕BIM建模实施过程、基于BIM技术的超高层建筑机电管线综合优化分析等BIM技术应用于超高层机电安装的控制要点展开分析，以供参考。

关键词：BIM技术;超高层建筑;机电安装工程;管线综合优化

【中图分类号】TU17  【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0167-01

引言

40层以上，或者高度达到100米以上的建筑物即可被视为超高层建筑。随着楼层的增高，超高层建筑的机电安装难度也会随之增大，一旦机电线路出现问题，将会严重影响用户的居住体验，在极端恶劣的情况下，很有可能造成恶性事故。因此，在进行超高层建筑机电安装工程作业时，应该充分运用BIM技术，在建筑信息模型的指导下，细化每一项作业流程，保证机电安装工程顺利进行。

1 某超高层建筑机电安装工程概况

某市新城区的商业综合建筑体，是一类商住两用的建筑。其中地上1-5层为商业区，采用中空环绕式的设计，6-24层为酒店客房;25、26两层为酒店复试餐厅;27、28、29三层为酒店办公区;30、31两层为设备调试间，每层层高为3.8m，建筑地面上方建筑主体全高度为128.7m，建筑面积达到71257.59m2。此外，还包含共两层的地下建筑区域，地下一层为大型购物广场;地下二层为车库。该超高层建筑的综面积达到108357.68m2。在机电安装工程项目正式启动之前，施工企业对该超高层建筑进行了实地勘察，发现施工难点如下：第一，建筑结构及其复杂，导致大部分机电管线处于“穿插”状态，且管线布设的密度极大;第二，具备不同功能的楼层之间的管线协调存在较大困难;第三，在机电工程正式啟动之前，该超高层商住两用建筑已经完成了幕墙工程的安装，导致一些楼层的拐角处以及其他部分区域被大量幕墙支撑结构“挤占”，致使机电安装的施工空间狭小，对施工组织的要求极高;第四，业主对楼层吊顶标高有要求，必须维持3.0m的精确度，不得出现误差。总体而言，在进行该超高层建筑机电安装工程时，面临多重困难。

2 BIM技术在协同工作中的应用

（1）利用BIM技术可建立透明、可复制、可核查、可持续的协同工作环境，在建筑项目全生命周期中各参与方可及时沟通，共享信息，做出决策。（2）组建BIM协同工作室，借助Revit协同工作功能，利用局域网平台创建中心文件，参建单位在中心文件上拾取各自工作集进行单专业模型绘制及综合调整，利用电脑进行虚拟施工。应用“所见即所得”的三维设计模式，方便业主、设计、总包及各专业分包之间的技术交流与沟通，解决复杂空间和局促部位的设计难题。（3）借助自主研发的E-BIM总包管理平台，应用BIM模型构件生成唯一的二维码，与BIM模型双向关联。在设备及材料粘贴二维码，管理人员可通过手机、平板电脑等扫描二维码信息，进行模型信息、物资验收、问题标注、拍照反馈等查询，实现对施工全过程的进度、质量、安全管理。利用E-BIM平台实现了各参与方的信息交汇，提高了管理效率。

3 BIM技术应用于超高层机电安装时的控制要点分析

3.1 BIM建模实施过程。

在建筑工程领域中，BIM技术并不是一项新的事物，已经成为了一种常见的重要性辅助施工手段。首先，由设计方提供BIM建筑模型，将建筑中特殊位置的设计构思、形态特征等全部体现在模型之中，之后将之提供给后续负责施工的企业。当负责机电安装的企业获得BIM建筑模型之后，根据模型特点，结合自身的实地调研，建立侧重点为机电安装的BIM机电模型。此时，建筑的整体布局已经形成，一些无法变动的区域也已清晰标注，机电安装企业需要根据限定性的情况进行下一步工作。其次，施工方在BIM机电模型的基础上，对施工图纸进行细化，并将实地考察中获得的有价值的信息加入模型之中，使模型得到进一步的细化。

3.2 基于BIM技术的超高层建筑机电管线综合优化分析。

在超高层建筑机电安装过程中，最大的难点在于：一旦出现机电管线甚至是管道冲突现象时，如果仅仅按照传统的规范避让总原则，即“电让水、水让风、小管径让大管径、冷水管让热水管、有压管让无压管、重力排水管优先”等进行处理，不仅不会解决问题，反而会受超高层建筑结构设计的特殊性的影响，使问题扩大化。在BIM软件中，Navisworks功能能够围绕建筑中各系统之间的“冲突”提供解决方案。比如在本文选用的超高层建筑机电安装案例中，通过BIM软件Navisworks功能检测出的多系统之间的碰撞超过6000余处，其中，仅仅两层地下室以及5层商业区中，机电专用管线走向出现“缠绕”、“碰撞”等问题近1200处，管线与结构构件发生碰撞处超过160处。如果按照传统的解决方式，发现一处问题解决一处，不仅工程量浩大，且在“解决问题”的过程中，很可能引发新问题。故通过BIM机电模型，对管线“缠绕”现象进行梳理，找出“互不影响”、“节约空间”的最佳方式，使问题得到根本性解决。

3.3 支架定位。

管线综合后，需要确定支吊架的位置，要求保证管道横平竖直及其功能性不受影响。对于管廊区域采用综合支吊架，避免每个系统的独立支架占用较多的空间，影响其他管道的安置和整个区域的净高。支吊架的排布图确定后，绘制吊架图，此时要根据每个剖面绘制不同结构的吊架。当综合支吊架模型全部建立完成后，需要把综合支吊架放到机电系统综合模型中进行碰撞检测，检测的目的是检查管道的间距是否合理，管道和吊杆之间是否产生了碰撞，确保所有综合支吊架没有安装问题。

结语

通过BIM技术的支持，实现高效、环保的建筑安装作业是未来的趋势。使得建筑设备生命周期中的所有事件及它们的顺序，皆可以在有限的空间里事先模拟彩排及事后回顾。有了BIM，我们有了好的产品资讯管理，对建设项目能够有效的维护和运营，实现全生命周期管理。详尽可靠的施工图是保证一次安装施工到位的前提。

参考文献

[1]范文利，朱亮东，王传慧.机电安装工程BIM实例分析[M].北京：机械工业出版社，2016.