BIM技术在高层建筑机电设计与施工管理的应用价值分析 陈元浩谭敬胜摘 要：本文围绕高层建筑机电设计与施工管理展开分析，分析BIM技术在此方面的应用情况。现如今，建筑正向着垂直方向发展，高层建筑日益普及，而就高层建筑来说，保障高层建筑的机电
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质量是确保高层建筑质量的重要衡量
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，而BIM技术的应用极大地优化了此方面的设计与施工内容，其具备一定的施工模拟功能，能够将设计对象以三维的形式呈现，率先预演，制定预案，及时调整，为设计工作与施工管理工作提供巨大技术支撑。本文针对BIM技术在高层建筑中机电设计与施工管理的应用价值进行分析。Key：BIM技术;高层建筑;机电设计;施工管理1 引言BIM技术，即建筑信息模型，建筑业信息化时代的产物，将原本二维图纸以三维的形式呈现出来，BIM技术为深化施工设计提供了便利。高层建筑具备工程结构复杂，垂直运输流程杂，基础施工体量大等建设特点，而BIM技术可辅助施工现场场地规划，模拟机电管道构造辅助墙体结构施工、模拟模架体系辅助装配式施工、模拟顶升平台安装及运行辅助高层材料施工等方向提供了有力的技术支持，对各类复杂管道机电工程结构进行综合排布。达到按图施工的深度，减少材料的损耗，提高利用率，确保顺利开展施工计划。2 机电设计中的运用2.1 管综优化设计在高层建筑机电管线中，要充分考虑建筑垂直度的控制，需充分考虑建筑的敏感高度位置情况、管道的导向性和传输性，多楼层间内容阻碍作用。如管道坡度问
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，给排水管道都属于无压管道，唯一动力就是重力势能，由于传统图纸CAD二维平面的局限性，平面设计上的管道，需要另设相应的管道坡度图，只能表达某坡度的管，其相应的水管交接点很难确定空间定位以及相应高度，以及相应管道的连接方式，设计师使用BIM技术以三维模型更直观的表达设计的管道的形态，直接可以将重力水管以对应坡度进行布置，楼层间管道相交的部位都可以查阅到空间定点和高度;在布置完布置管线可进行相应的综合优化，在页面布局使用逐层递进法，单管逐渐进行优化设计。在满足空间要求的情况下，还可以进行其他专业管线的搭建，是以便于进行决策是否有必要进行修改等。2.2 可视化设计高层建筑，各楼层间各各式管线的数量非常庞大，就会形成管线放置杂乱，地上地下管线互相冲突，主管线与旁线之间的连接极容易出错，造成管径与相应内容流量不协调等，因施工造成停水停电停暖气等事故时有发生，事后排查又将是份庞大的工作量，很难做到高效、精准。设计单位可通过BIM技术构建机电管综合模型，将传统的二维图纸立体化，更生动地展示整体管综情况、管道阀门和电器设备之间的管线，即时查看相应的施工材料、规格和数量，如高层建筑每层楼不同管道的垂直高度，使施工单位更直观了解到相应管道购置数量，根据行业管道规范，建筑单位进行管道安装排布。BIM的三维构造技术可预先整合不同结构工程，让相关的的设计师了解到该工程的管道预留要求，优化管线的综合排布，给施工单位提高客观的施工依据。2.3 碰撞检查在绘制完相应的BIM模型后，为确保了相应的管道间的派件设计能够实行，为测试整栋高层建筑的管道搭建是否能够流通和安全性检测，具体分析每层楼的机电净高，对模型实行碰撞检查，管道碰撞检查实为硬碰撞，硬碰撞为管道与实体联合碰撞与相应的管线综合进行比较，可将模型构件存在的质量问题直观导出，与相关施工单位对接进行优化，BIM模型可在任意了解相应的剖面图，提取该处管线的标高关系。在BIM应用下构建管线系统模型，之后将其导入到Navisworks程序中，实行模式碰撞检查，可即时导出碰撞检查报告，报告内容详细碰撞位置、具体管线构件名称类型与碰撞物体间碰撞进深情况等信息，快速了解到
设计方案
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缺陷，设计单位可结合规范进行改进，碰撞修改规则如下：例如：小管线让大管线，直压管让无压管，给水管让通风管，电管布置在水管上方[1];为工程师设计提供便利，可以对各专业管线进行综合优化，进一步提高了效率，提升了施工质量管理的水平。3 施工管理中的应用3.1 高層建筑BIM模型由于高层建筑结构的特点，高层建筑内部的梁柱呈现尤其重要，在结构设计时尤其要考虑到特助构造柱以及深基础使用。尤其是在高层住宅户中要，充分考虑构造柱结构的稳定性和支撑作用是设计的难点。高层结构形式多为混合型。高层装饰工程装饰多样性，工程技术含量多、设计要求高。高层建筑的安全性功能多抗风压，抗震、以及水通和空气的密闭性要求高。故设计BIM模型可提前对建筑功能有导向作用，并测试相应建筑系统是否文档，记录到建筑的工程量，提高工程相应精度高。可提前模拟高层建筑功能方面的要求，比如具体人防面积、地下停车位构造、施工棚、材料堆放位置等;二是模拟可能会出现在施工过程中的结构问题。凭借BIM技术可视化的特点，BIM模型指向流动的具体位置，还能与设计人员提前沟通要预留孔洞，在相应的墙体、楼板和梁等相应的位置处预留空洞或者预埋件。并且分类对其记录，设计成型;以便于在实际工程中做精准的预留预埋，提高施工工作的准确性。高层建筑，一般由高层塔楼和地下室组成，工程测量难度大，模型可提前设定到相应高程进行辅助标记，可提前对施工进度与质量的预控。3.2 工程量统计高层建筑可根据相应楼层应用数据布置搭建，通过应用BIM技术可以精准的统计施工材料用量;在建模时，只要把每一个部件参数化、数字化，需要什么参数就赋予给它，然后从而导出的材料明细表中就得到具体工程中所有材料的详细信息。当发生设计变更时，设计方与各方沟通后，可及时更新模型，即可得到更新的工程量表。通过应用BIM技术在虚拟建造过程中，可以统计工程所有应用到的材料表。造价单位根据套用预算相关工程定额，最终可以形成预算的精确依据。3.3 智慧工地模拟由于高层建筑的垂直跨度非常大，在施工组织计划中必要解决好垂直运输效率的问题[2]。高层建筑区别于其它建筑，就是有一个垂直交通和管道设备集中在一起的，该部分在结构体系中又起着核心作用，决定高层建筑的整体空间构构成。可采用BIM技术“智慧工地”进行施工现场模拟，楼层核心垂直状态，利用风向模拟，对建筑进行压力破坏，利用不同建筑高度采用不同风度进行模拟，可大体计算电梯受力影响来进一步判断对建筑物的损害，在施工前改变设计
方案
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;施工前从施工场地布置开始就以BIM建模技术，对整体的施工场地内功能区的进行划分，塔吊的定位、相应机械厂房位置定位、场区道路的规划进行建模、办公室和施工宿舍和具体的停车场的规划、出场路线等进行模拟，实现三区分离;另外还可采用BIM+VR，身临其境给施工人员体验安全教育，管理人员充分利用这一技术的优势开展高层建筑的设计与施工工作。4 结束语信息化BIM技术是实现绿色施工，对工程行业的发展有着重要的促进作用。在高层建筑的机电设计中用于基础模型与结构模型的构建工作具有十分重要的应用价值。使得建筑工程复杂的工作实现目标可视化，使之指导性更强，对工程的进度与质量的管控更高效、更便捷，目前BIM技术的发展正在日渐扩展，辅助和指导建筑工程实现各阶段目标指日可待。Reference：[1]赵国全.大型公共建筑综合管线布置施工技术[J].建筑工程技术与设计，2015（5）.[2]于淼.浅析超高层建筑的施工特点及质量控制措施[J].决策与信息，2015. -全文完-
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