BIM 技术在水电站机电设备安装工程施工中的应用研究

魏亚垒

（中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

机电安装施工是水电站工程中满足各项功能要求的关键环节，其施工质量直接影响工程建设后各项使用功能能否顺利实现。然而，机电安装施工存在很大的复杂性与系统性，在过去的施工中由于信息流通不及时、不到位，很容易产生一些问题，影响施工的正常进行，或导致施工质量不满足要求。然而，在机电安装中引入BIM 技术能有效避免过去常见问题的发生，保证机电安装质量，为之后的运营创造良好条件。

一、BIM 技术概述

（一）BIM 技术概念

BIM 技术就是建筑信息模型，通俗来讲，是将建筑工程各阶段的工程信息输入模型，可以为实际施工提供参考，实现提升建筑质量的目的，在三维技术的协同下，可以实现收集工程数据来对施工建筑物进行实物模拟，最后，建立统一的工程数据模型。

（二）BIM 技术的特点

1.可视性：传统的设计图纸都是平面图，都是有设计人员绘制出来的，但随着建筑工程规模的不断增加，设计图纸涉及的面也越来越广，相关人员的工作量也越来越大。这不仅会拖慢工程设计进度，还会使出现纰漏的概率增加。BIM 技术则可以将工程设计方案以图像形式展现出来，具有可视化的特点，更便于找到设计不合理的地方。

2.模拟性：BIM 技术的一大特点就是具有模拟行，可以通过模型的建立对整个机电安装工程进行模拟，并据此来验证工程的科学性和合理性，并判断出工程设计方案是否可行。

3.协调性。当前大多数建筑机电安装工程的工程量都很大，为了保证工期，需要多个施工团队配合施工，但不同施工团队如何相互配合、共同完成整个工程是工程管理方比较头疼的问题。BIM 技术可以通过数据采集和分析对施工内容和施工环节进行整合，对施工顺序进行合理设计，保障工程管理的协调性和施工效率。

4.信息全面性。在整个机电安装工程中，所涉及的数据是非常多的，利用BIM技术可以实现信息的统一管理。工作人员可以通过信息查询来实时了解工程进度、检查工程质量，降低工程建设中的问题发生率。

5.周期全面性。机电安装工程的环节较多，利用BIM 技术可以进行进度查询，了解整个工程的建设情况，提升工程质量，展现出BIM 技术的周期全面性。

二、BIM 技术的应用优势

（一）三维信息模拟，促进信息畅通传递

BIM 技术的应用优势在于，具备三维信息模拟功能，能够为信息传递提供一个畅通的渠道。在数字信息技术的支持下，BIM 技术可以自二维空间转向三维空间，基于甲方、设计单位及施工单位这三方得以完成整个建筑工程建设，因此必须要确保这3个单位在工程建设方面的理解是一致的，以降低彼此之间的矛盾与冲突，促进彼此之间默契合作，使工程建设、机电安装工程顺利推进。但从实际情况来看，由于信息传递方式存在一定差异，所获取渠道也有所不同，3 个单位对于信息数据的获取往往存在一定差异，导致各方之间对于机电安装工程的推进阶段理解可能存在偏差。而通过BIM 技术三维模拟功能的有效发挥，可以数据化的方式来将三方信息在模型上反映出来，便于准确把握和详细确认各方的建设需求，信息获取的时效性更高，有效防范理解偏差，促进工程建设的有序推进和沟通问题的解决。

（二）减少管道线路碰撞，优化安装结构

通过应用BIM 技术，能够科学防范管道线路碰撞问题，促进机电安装结构的逐步优化，提升工程建设质量。就BIM 技术来看，通过其功能的发挥可真实化地模拟管道线路空间，把握建筑工程内部管线安装情况，并就定位进行模拟，防范空间内管道线路交叉的问题出现，降低安装质量问题的出现概率，提高人力、物力、财力资源利用率，促进机电安装工程的进行。

（三）减少工程成本，加快处理数据

在机电安装工程中，工程项目整体效益所受预算的影响较大，因此必须要提高预算的精准度，合理计算工程建设所需成本。但整个工程项目建设过程中包含着庞大且复杂的数据信息，成本预算过程特殊，需要消耗较多的人力财力。而通过BIM 技术的科学应用，能够促进这一问题的解决，数据处理的时效性更高，也能有效控制工程成本。在BIM 技术的支持下，可以在工程虚拟化条件下呈现出立体建筑，便于结合实际需求调配建筑材料，精准计算工程各环节的成本，减少不必要的资金损失，保障整个项目的经济效益。

三、BIM 技术在水电站机电设备安装工程中的应用

将BIM 技术直接运用于水电站机电安装工程中的辅机管路、电缆管路的预埋、明装辅机管路安装、桥架安装等施工。充分利用BIM 软件强大的数据分析能力、能快速地获取工程基础数据的能力、三维可视化能力以及真实的视觉冲击能力,提高施工管理效率、提升施工预算的精度、实现项目风险的管控以及精细化管理。

（一）管线综合优化设计

在安装机电设备过程中需要涉及空调、给排水、消防、电气等各种管线，如果设计不合理很容易出现管线碰撞的问题，在管线综合设计中应用BIM 技术能够有效地解决这一问题。首先，构建BIM 模型，三维模型管线建立后利用检测软件对施工方案中管线碰撞情况进行检测，如果存在碰撞、摩擦等不良问题，能够及时确认位置，并且通过调整参数快速改进设计方案。

（二）物料管理

利用BIM 技术能够将所有物料种类、价格、数量等信息统计到模型当中，并且和模型结构相结合对机电工程安装所需要的成本进行精确计算，这从很大程度上控制了机电安装工程造价，同时能够提升项目预算编制效率。此外，在施工进度管理中利用BIM 技术能够实时检测物料的使用情况、供应情况、价格更新情况等，保证采购人员根据实际情况合理调整采购计划，明确材料入场时间，将物料使用效率提高，保证材料供应及时的同时避免大量材料堆积到现场影响施工秩序。通过灵活地应用BIM 技术能够提升物料管理水平，能够保证施工进度方案的高效落实。

（三）施工信息交互以及优化设计

在机电安装工程中应用BIM 技术可以建立群组，各个部门的成员交流可以充分发挥电子信息技术的优势，能够对模型变动情况第一时间掌握，从而实现交流机电工程信息的目的，实现各个部门之间高效地沟通，保证各个部门或者单位之间更加高效地开展合作。在传统的机电安装方案中常常采用的是平面图或者立面图，而BIM技术的应用可以构建三维立体模型能够直观地展现出机电安装过程和结果，可以通过碰撞检查确定内部是否存在冲突，能够明确各个机电设备、管线的位置，能够在三维模型中及时融合分析数据，实现机电安装方案的优化。

（四）安全施工

通过对BIM 技术进行合理应用，还将可以为工程施工中安全管理工作的顺利开展提供保障。因此在实际的施工过程中，每一个不同的施工阶段都可能会存在各种各样的危险施工步骤。如果使用BIM 技术在模型中就可以使用不同的颜色分别对危险程度不同的区域进行标注。在实际的施工过程中，施工工作人员通过判断和了解模型颜色，就可以结合实际情况使用合理的防护措施，进而有效地降低安全事故发生率，避免发生重大的安全事故。除此之外，还可以将BIM 技术和施工现场中的监控系统进行有效融合，实时监控施工现场的施工动态。一旦发现其中存在问题，可以及时地对其进行解决和处理。

（五）模型控制

在BIM 平台当中将相关的数据准确及时地录入能够保证各个部门共享相关数据信息，能够虚拟建模，这和未来信息共享的发展趋势十分契合，有助于将各个部门和单位之间沟通、协调、合作的效率提高。当前建筑工程建设规模不断扩大，所用的机电设备种类、数量越来越多，涉及的专业和部门也越来越多，比如相关建设部门、监理部门、管理部门、业主等，都是当前建筑工程中需要涉及的人员，各个部门和单位都希望能够实时监测整个建筑工程的建设进度，利用BIM 技术能够保证各个部门和人员对建筑机电安装现状有实时的了解，能够第一时间发现并且应对机电安装过程中存在的不足，提高机电安装的质量，降低不良问题造成的损失。

（六）二维码技术的利用

充分利用二维码技术的标记和识别功能，通过二维码的标记，精确确定每根辅机管路、穿线管的作用及名称，防止施工过程中因工作疏漏或记录等原因导致管路、穿线管名称错误，致使返工，影响施工效率。具体如下:

（1）根据BIM 建模图形，确认图纸管路数量、后续功能作用；

（2）利用二维码生成器，制定特制二维码，并将相关管路名称及作用输入代码之中；

（3）阶段性施工完成后，将相对应的二维码条带粘贴至管路上，以此为标记；

（4）后续施工开始后，利用二维码扫描仪，确认相应二维码内容，并以此为依据进行后续施工工作。

四、总结

综上所述，机电安装是水电站工程重要内容，在机电安装施工中引入BIM 技术，能解决过去施工中面临的很多问题，并实现3D 建模、碰撞检查和预留预埋等新功能，保证机电安装质量，并能有效缩短工期，节约施工成本。因此，为适应现阶段工程建设对机电安装施工提出的要求，必须在施工中不断引入BIM 技术，解决技术上的难题，提高施工技术水平。