摘 要：本文以湖北省医养康复中心项目为例，在机电安装工程前期创优策划阶段进行全方位的BIM建模和深化设计，完成机电管线的综合布局、成品支架及型钢支架的设计图纸、机房深化方案、管井优化调整、屋面管线优化、装配式机房、施工交底等，大大提高了机电安装策划的精细度和深度，减少了大量不必要的拆改返工，使很多大体量、高难度、抢工期的项目能够实现一次成优，为实现精细化施工、高品质建造打下了坚实的基础。
关键词: BIM建模; 深化设计;工程创优;
工程创优对前期创优策划、过程控制、成型观感效果、技术创新、系统运行、客户评价和社会效应都有较高的要求。应用BIM技术，通过高精度的3D模型，结合建筑、结构、装饰等三维模型的融合，可以精细到穿墙、穿楼板套管的定位、支吊架的形式及固定位置、检修通道、器具末端点位排布等，对工程创优的精细化施工具有非常重要的指导意义。主要策划应用点有管线综合布局、成品支吊架及型钢支架的设计、机房深化方案、管井优化调整、屋面管线优化、装配式机房、施工交底等。
1 项目概况
湖北省医养康复中心项目是集养老、医疗、康复、示范为一体的综合示范项目，主要包括地上6栋单体和锅炉房及地下室部分。项目总建筑面积12.1万m2。该项目的机电系统较复杂、相关医疗管线较多、设备用房较多、地下室及走道管线复杂、管井空间狭小、装修吊顶要求高、项目工期紧、穿插施工难度高。
2 机电管线综合优化设计
2.1 综合布局及支吊架设计
综合布局是BIM技术在机电安装应用中最基本和最主要的功能之一，将电气槽盒、给排水管道、通风空调管道、智能槽盒等多专业的管线进行综合考虑，既满足规范要求，同时便于施工和检修。
综合布局完成后进行支吊架深化设计。根据设计方施工图要求及管道载荷，选择成品支吊架或普通型钢支吊架，完成支吊架设计（见图1）。再进行管线碰撞检查，确定翻弯避让原则，进行调整。然后根据已完成的BIM三维模型及重要部位的二维CAD剖面图对施工人员进行施工交底。
2.2 机房深化方案
设备机房是机电安装工程创优的重要部位，也是机电各系统的核心，必然要进行精细的BIM深化设计和方案交底。机房的BIM深化设计需要考虑设备的布局、电气槽盒、水管及风管的层次关系、支吊架的形式、检修通道、阀门仪表的安装高度及位置等因素。
运用BIM技术对机房管线进行合理优化，要求层次分明、系统清晰，支架形式和间距满足规范要求，并且样式美观，多台设备成行摆放，排水沟组织有序、成排管道共用支吊架，优化管道排序、减少不必要的翻弯，阀门及管件高度统一、仪表设置便于读数。最终形成三维BIM模型和CAD剖面图（见图2）并以此进行施工技术交底。同时可以运用BIM漫游技术进行VR虚拟漫游机房，提前感受机房的布局和空间感受。施工过程中保证设备机房的施工精度和施工质量，为机电系统的运行稳定和工程创优打下扎实的基础。
2.3 管井优化调整
根据管井的BIM模型，检查管道进出管井的位置及管道翻弯情况，全系统地考虑管道井内管道布置的合理性，是否满足施工和检修的要求，是否满足吊顶和支架设置的要求等，合理调整管道的分布和排列。
根据BIM模型可以进行方案的演示，分析吊索的设置位置、管道的吊装顺序、进出管井的角度等问题，选择最佳的管道吊装长度和吊装方式，最终形成最佳的管道吊装和安装方案[1]。
严格按照BIM模型及吊装方案的要求和顺序进行管道的施工，并且保证材料、设备、人员满足方案要求，安全防护设施到位。施工过程中事先检查套管的中心位置，严格控制管道的垂直度。优先安装固定支架和承重支架，管道吊装过程中进行临时固定措施等，保证施工质量和成型效果（见图3）。
2.4 屋面管线优化
审阅屋面设备及管线的BIM模型，检查设备的位置是否合理，管道的排布及位置是否合理，支吊架的设置方式等问题，对有缺陷或不合理之处，可进行方案优化调整。
如本案例中屋面设备为空调冷却塔设备及相应的冷却循环水管道，设备的位置不需要调整，但冷却循环水管道的位置占据了上人屋面的检修及行走通道，建议调整。经优化后调整到冷却塔设备基础的底部（见图4），既不影响使用功能，又增加了维修操作空间，经过BIM团队的方案对比和演示，得到建设方和设计方的认可。
3 装配式机房优化设计
3.1 BIM深化设计
(1）装配式机房的实现必须以BIM技术为基础，深化设计应综合考虑机房内的建筑布局、结构、装饰等基础信息及机电设备和管线的分布情况，设备和预制模块必须预留检修通道。
(2）深化设计前，必须掌握相关设备的品牌、规格、技术参数，由厂家提供详实的产品样本或模型，保证与真实产品零误差。
(3）深化设计时，应在满足相关设计规范及图纸要求的情况下，结合施工区域的管线综合布置情况和运输吊装条件，进行合理化的设备及管线预制模块划分。
深化设计除了设备位置调整、主管道调整、支吊架设计，还应包括设备基础图、排水沟布置图、机电管线综合布置图及设备和管线预制模块的加工图和装配图等。
(4）设备和管线预制模块划分完成后，应进行各预制模块全过程的可行性分析及验证，充分模拟吊装、运输、装配等过程的相关要求。
3.2 现场复核
待施工现场结构面完成后，必须进行现场的实测实量工作，保证结构误差不会影响设备及管道、支架的安装。必要时调整BIM模型[2]。
3.3 分段下料
将调整好的BIM模型按提前拆分好的预制模块进行分段下料，增设拼装节点部位的法兰片，在合适的部位设置安装累积误差调整段，并按系统进行分段编号，便于组对安装。
3.4 工厂生产加工
根据企业内部的BIM模型识别色标要求进行系统分类，在工厂生产加工时，同样可以遵循系统色标原则对管道按系统色标涂装，使BIM模型色标与现场实物保持一致，同时便于现场交底和控制。
根据BIM模型中的模块单元拆分完成的CAD部件图纸进行工厂化的生产，包括管道除锈、下料、开孔、组对、焊接、喷漆等工序的作业。
3.5 包装运输
根据CAD部件图纸进行编号、包装，运输到施工现场分类摆放，保证编号清晰，方便查找。部件清单清点无误。
3.6 现场装配
根据预制管件的编号和预定的装配顺序，提前布置好吊装设备，严格按装配方案进行组装。
机房内的大型设备及管线预制模块的水平运输，可在设备基础之间搭建型钢轨道，通过牵引、铲运、液压门吊或接力吊运等方式进行水平运输。
设备及管线预制配装应严格按照装配式机房的施工方案进行，主机设备就位后，管线系统遵循先大后小，先里后外，先上后下的原则，地面拼装，整体提升的方式进行吊装装配。
3.7 检查试验
对照BIM模型及CAD部件图纸，对装配完成的机房管线进行系统性的检查，防止错装和漏装，最后检查螺栓紧固情况和电气线路完好性，检查无误后，方可通水通电进行试验操作。
4 结语
BIM技术在建筑设计、建造、运维等建筑全生命周期中都发挥着重要的作用，这种信息化技术依托互联网的优势，已经影响到建筑企业的管理方式和生产模式，特别是对机电安装的品质建造效果尤为突出。主要体现在：
(1）前期的BIM策划，显著提高了机电安装施工的效率及质量，减少了大量不必要的修改；
(2）精细化的模型，有利于现场材料的管控，避免材料浪费；
(3）可视化的施工技术交底和工序演示，提高了施工效率；
(4)BIM技术助力装配式安装，提高了施工现场的施工质量和环境保护，低碳环保；
(5）利用BIM技术进行机电项目的深化设计，提高了机电设备及其管线布局的观感效果，为工程创优奠定了基础；
(6)BIM技术为大型建筑项目的运维提供了数字化的建筑信息模型，提高了运维的管理水平和效率。
[1] 裴以军，彭友元，陈爱东，等.BIM技术在武汉某项目机电设计中的研究及应用[J].施工技术，2011,40(21):94-96,99.
[2] 高文，李生兵，唐强，等.基于BIM的管线综合在长江传媒大厦中的应用[J].建材与装饰，2017(5):6-7.