基于BIM技术的密集空间内机电管线安装施工技术探析

贺雨、张帆帆、艾李洋、王继萱、张冲、覃光缝

摘要：本文阐述了密集空间内机电管线安装施工原则，在分析当前机电管线安装施工现存问题的基础上，就如何有效应用BIM技术展开深入探讨，以提高机电管线设计的能力及安装施工效率，进一步推广BIM 技术在建筑施工中的应用。关键词：密集空间；机电管线施工；BIM 技术；原则

随着建筑功能的多样化发展，现代建筑内的机电管线日趋复杂多样化，这既增加了施工难度，又对精准度提出较高要求。要想提高密集空间内机电管线安装施工效率及精准性，施工人员必须要严格遵循技术原则，合理引入并应用 BIM 技术，充分利用设计漏洞稽查和施工预制模拟等可视化的辅助功能，发挥BIM在密集空间内机电管线安装施工中的应用优势。

1. 密集空间内机电管线安装施工原则

施工人员在密集空间内机电管线安装施工过程中需要遵循以下原则：（1）空间最小占用原则。在设计阶段最大化减少管道所占空间，优化机电管线排位，提高天花的吊顶高度，充分发挥建筑功能性、舒适性和美观性的优势发。（2）预先解决问题原则。管线综合排布安装工作极为复杂，为保证施工进度、合理节约工程成本，必须在设计阶段对施工中所遇到的问题进行综合分析与解决，避免施工中频繁施工变更，及后期运维的混乱。（3）总体平衡原则。密集空间中的各类管线规格、功能差别巨大，因此在机电管线排布设计过程中要优化各管道的施工顺序、施工位置和空间布置，尽可能降低施的难度和成本。（4）合理避让原则。为避免各类管道在运营过程中出现损坏，必须要根据不同管线的运行机制，来优化空间排布，设置技术范围内足够的管道空间，电气管道要有效避让蒸汽、热水管道等管线，提高管线运营过程的安全性。（5）运维便捷性原则。管线设计与安装要预留后期运维作业空间，各类管线应相互协调、布置得当，走道吊顶里要留出一定的操作空间，便于后期检修。

2. 密集空间内机电管线安装施工问题

一方面，机电管线布置在设计过程中会出现不同专业和系统之间分开设计与条块规划，缺乏必要的一体性、均衡性和经济性，再加上当下建筑工程管线排布的错综复杂性，极易产生交叉、碰撞等不良现象，管线排布对空间难以合理地分配和有效地节约，也导致施工过程中管线布置的冲突、误工、返工等问题，更给后期运营维护增加难度，给建筑工程埋下安全隐患。另一方面，机电管线的设计技术难以满足当前智能化建筑的建设需求，传统二维平面设计软件与工具，需要对个专业的图纸进行分开制图，还要经过处理底图、复制专业图纸于建筑底图之上、对管线进行分别标高以及剖面图绘制等工序，工序繁琐且极易出现误差。图纸审查难以与施工实际相结合，设计效率和施工质量也无法得到有效保障，从而削弱密集空间中管线安装的安全可靠性。

3. BIM技术在密集空间内机电管线安装施工中的应用优势

3.1设计图纸可视化

BIM可以利用三维立体的可视化操作工具，将设计图纸作为一个一体化的管道排布系统在可视化的三维空间中精细地展现，通过建立不同管线系统在三维空间中的关系，使管线的综合排布可以更加精准、高效地进行，各种碰撞问题和设计核查浅显且易于查看，从而达到设计方案不断优化。

3.2提高管线预制与碰撞模拟的准确性

利用BIM技术能够实现设计方案在整体施工前期的施工模拟和碰撞检测，可以预先排查设计方案在施工过程中遇到的难点与问题，在设计阶段进行全面性地规避和合理的解决，提高各专业管线的施工协同性，在设计阶段直观地发现设计中的碰撞冲突，完成各专业之间的碰撞检查，避免设计方案中管线的交叉与碰撞，并结合模型的平剖面，优化调整管线的位置，达到管线排布安全性和效率性的有机统一。

3.3加强管线位置管控

利用BIM 技术的三维软件建模功能，不仅可以合理排布各专业管线，使管线所占用的高度空间最小化，从而提高吊顶净高，在保证空间要求的同时，适当压缩层高，提高管线排布和建筑施工的经济性。此外，还可以将施工实际中的工程变化都可在设计方案中进行系统性的动态调整，从而避免工程参数及施工工艺的混乱及误差，提高施工的效率和准确性。

3.4 提高预留孔洞的精准度

利用BIM 技术的各专业系统间的协调优化，可以更加精准地预留并确定预埋的位置及配套的管线和设备，实时校核预留孔位，从而防止多留、错留、漏留现象的发生，避免安装结构的二次开洞，既可以提高施工的质量及后期运营维护的效率，还能够最大限度地提高空间的利用率，降低施工的成本。

3.5提高施工安装效率

利用BIM 技术对各专业的施工图纸进行细化，尤其是对复杂的施工节点，出具详细的三维放大图样，更清晰地对施工细节进行立体化展示，做到对复杂节点的安装技术交底，并迅速使用剖面符号，找出诸多管线适合可翻转管线的路由空间，从而提高施工质量与效率。

4. BIM技术在密集空间内机电管线安装施工中的具体应用

4.1建立机电管线模型

根据建筑工程规划方案对各个专业管线系统进行图纸合成，以更好确定管线排布的合理分层，实时调整和清理管线的交叉点和赘余管线，达到前期较为优化的纵向空间排布。在此基础上引入BIM软件，对各专业管线的排布进行统一模型合成，达到建模标准的一致与高效，对每层管线发生的碰撞、交叉以及不合规位置进行调整，明确管线正确的避让规则，使管线排布实现空间节约性和运维有效性。

4.2机电管线碰撞模拟及检测

利用BIM 软件中的碰撞检测工具对模型进行碰撞模拟及分析，碰撞检测开始前，需在各个专业管线的碰撞集合中添加测试规则，从而实现电气对排水、电气对电气、机电与层顶等多种设施的不同功能性碰撞试验，以快速找到碰撞位置。根据碰撞测试结果及管线综合排布原则，对管线和相关配套设施的距离及位置进行调整与优化，并对调整前后的模型进行校验和对比，从而确保管线精细合理的空间布施，避免在施工阶段产生碰撞问题以导致施工质量的降低和施工成本的升高。

4.3管线调整及净高优化

在设计与施工过程中，可以根据施工质量的优化对管线的交叉碰撞进行有效地调整，利用 BIM 技术精确定位的碰撞点，结合建筑层高的要求，对管线进行合理地预制移位、变管线截面、管线穿梁、分层设置等措施予以调整，但必须在遵从管线综合排布的基本原则的前提之下，确保各个管线均衡合理地排布，避免交叉与碰撞现象的产生。

4.4辅助设计及施工指导

在现代建筑的管线综合排布过程中，部分区域管线路由调整范围较大，通过利用 BIM 模型，直接导出管综优化布置图纸，将多种施工及工艺方案的可实施性进行比较，为最终方案优选决策提供支持。在建立模型的基础上，通过软件进行支吊架的可视化计算，保证综合支吊架设置与结构校核计算符合规范要求，并通过数字加工和工厂预制，实现绿色节能施工，根据三维模型图纸准备材料清单，按照施工安装顺序对管道配件进行编号，保证施工的有序进行。在施工验收过程中，利用 BIM 技术可以对管线整体运维进行可视化的模拟操作，从而直观地发现运维过程中的问题，在验收阶段处理这些问题和隐患，进一步提高施工质量。

5. 结语

综上所述，BIM 技术为现代建筑密集空间中复杂管线合理、高效地排布设计提供了技术支持，其应用可以优化机电管线在内的综合管线排布的一致性和精准性，为机电管线的安置施工质量安装提供技术保障，推动我国建筑行业向智能化的方向发展。

参考文献

[1]荣慕宁;张二龙;高丽;翟佳琪. BIM技术在机电管线综合中的应用[J].建筑技术,2016(02):115-116.

[2]刘卫;张立;郭洁;庞焯宁;金星;于力; 徐博荣.BIM技术在机电综合管线安装工程中的应用[J].建筑节能,2021(01):25-27.