機電安裝工程的前沿技術(shù)，降本提質(zhì)增效！

無錫地鐵4號線體育中心站機電安裝項目，將BIM技術(shù)貫穿于機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)和施工全過程，對車站冷水機房、消防泵房管線、附件及設(shè)備模塊化構(gòu)件單元，實現(xiàn)設(shè)備、管線及附件工廠化生產(chǎn)、模塊化裝配，實現(xiàn)了BIM設(shè)計優(yōu)化、部品部件標準化生產(chǎn)、工廠預(yù)制模塊化，減少安裝節(jié)點約50%、提高工程質(zhì)量。

項目采用基于BIM三維模型的可視化設(shè)計，如圖，BIM模型信息的傳承應(yīng)用，為生產(chǎn)線提供有效的預(yù)制生產(chǎn)數(shù)據(jù)和工藝信息，方便各參與方共同解決存在的問題，并通過信息轉(zhuǎn)換減少錯漏，縮短生產(chǎn)建設(shè)周期，減少返工和材料浪費。

運用BIM技術(shù)，對錯綜復(fù)雜的管線進行碰撞檢查，如圖所示，對有影響的地方進行合理調(diào)整，避免工程返工，造成預(yù)制生產(chǎn)材料的浪費。

基于BIM的機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線應(yīng)用為體育中心站裝配式模塊施工提供了高效率預(yù)制生產(chǎn)環(huán)境，預(yù)制生產(chǎn)前需要運用BIM技術(shù)實施模塊化劃分、設(shè)計優(yōu)化、受力分析。

（1）模塊化劃分。地鐵冷水機房模塊化拆分將整體拆分為泵組模塊、全程水處理器模塊、冷水機組管道模塊、分集水器模塊等8個模塊，BIM模型及模塊化拆分如圖所示。

（2）設(shè)計優(yōu)化。基于BIM技術(shù)，從三維空間角度對機房進行排布，使其在滿足設(shè)計要求和系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)上保證設(shè)備的最大維修空間，門型支架與模塊三維示意圖如圖所示。

（3）受力分析。根據(jù)模塊和模塊之間對接的節(jié)點形式,要求偏差等問題，優(yōu)化模塊組成，通過BIM軟件生成模塊；運用空間分析程序和計算機模擬仿真技術(shù)對機房機電設(shè)備施工的工序進行模擬仿真，如圖所示。驗證模塊劃分的可行性，進一步優(yōu)化模塊，為生產(chǎn)線提供精確的預(yù)制材料數(shù)據(jù)。

（4）優(yōu)化出圖。模塊化生產(chǎn)出圖如圖所示。結(jié)合重要模塊的功能、用途、重要性，把相關(guān)信息充分的融入到模型中，并基于BIM模型實現(xiàn)生產(chǎn)線的快速生產(chǎn)及有效管理。

基于BIM模型的工廠化預(yù)制

相近區(qū)域、相同功能的機電設(shè)備、管線組合成不同的模塊，運用基于BIM的機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線，完成預(yù)制加工，首先實施預(yù)制編碼、預(yù)制生產(chǎn)，最后進行模塊化組裝調(diào)試。

（1）預(yù)制編碼。運用BIM技術(shù)對無錫地鐵體育中心站站廳層B端冷水機房進行模塊化劃分后，對預(yù)制段進行編碼，便于部品部件在生產(chǎn)中的信息識別和后期裝配中的有效管理。預(yù)制加工編碼圖如圖所示。

（2）基于BIM模型的預(yù)制加工。運用機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線，按照預(yù)制生產(chǎn)加工圖紙及生產(chǎn)工藝流程進行模塊化預(yù)制生產(chǎn)，如圖所示，以完善的質(zhì)量管理體系和必要的試驗檢測手段完成部品部件的高質(zhì)量預(yù)制。

（3）模塊化安裝?，F(xiàn)場施工人員嚴格按照BIM模型呈現(xiàn)效果進行裝配化施工，使得建成后的機房整齊劃一、緊湊有序，有效提高各環(huán)節(jié)的施工時間，避免不必要的重復(fù)勞動。BIM模型圖及裝配效果如圖所示。

為了實現(xiàn)機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線的流水線、標準化的生產(chǎn)，制定了針對機電安裝工程裝配化生產(chǎn)的標準圖集，提高生產(chǎn)效率。預(yù)制管段所用的標準圖集示例，如圖所示。

在基于BIM技術(shù)的機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線建設(shè)中，實現(xiàn)信息資源的傳承和共享，建立機電設(shè)備全生命周期管理信息化系統(tǒng)，如圖所示，通過建筑信息模型（BIM）沉淀三維有效空間、設(shè)備設(shè)施信息、部品等各類屬性數(shù)據(jù)。

基于BIM的機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線的使用為后期管線及設(shè)備運維提供了生產(chǎn)數(shù)據(jù)支撐。如圖所示，通過對機電BIM模型參數(shù)的應(yīng)用和過程追蹤，直觀的了解設(shè)備實時監(jiān)測情況，實現(xiàn)機電設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)收集、能耗分析、節(jié)能預(yù)測、節(jié)能控制以及節(jié)能管理。

應(yīng)用成效

（一）解決實際問題

機電安裝工程專業(yè)多、作業(yè)面大、設(shè)施密集、施工過程變更多、交叉作業(yè)多，基于BIM的機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線研究，通過部品部件標準化、工廠預(yù)制模塊化、管理信息化、數(shù)據(jù)傳承智能化，減少大量現(xiàn)場安裝施工、返工，解決了工期緊和施工空間限制、后期運維難等實際問題。

BIM技術(shù)的應(yīng)用促進部品部件在工廠提前智能化制作得以實現(xiàn)，提高標準化程度，符合裝配式安裝標準，降低工作量，減少現(xiàn)場污染，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智慧采集、智慧融合、智慧挖掘和智慧決策，促進機電管線和設(shè)備設(shè)施信息在全生命周期中的運用。

通過綠色安全建造和綠色智慧運營達到最大限度地節(jié)約資源并減少對環(huán)境負面影響，降低資源消耗和環(huán)境污染的目的，滿足機電安裝工程與城市建設(shè)的綠色協(xié)調(diào)發(fā)展。

（二）推動工程建設(shè)提質(zhì)增效

基于BIM的機電設(shè)備設(shè)施和管線生產(chǎn)線研究，運用BIM技術(shù)進行預(yù)制前的設(shè)計分析，多維數(shù)據(jù)信息的存儲，提高預(yù)制加工中的精確度和操作人員的工作效率。在機電安裝工程中實施標準化，大幅提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，生產(chǎn)周期也由于配件的標準化和工廠生產(chǎn)，比現(xiàn)有傳統(tǒng)施工節(jié)約工期約40%。通過前期BIM深化設(shè)計、優(yōu)化管路排布、采用智能化設(shè)備代替人工作業(yè)，科學(xué)排版下料，降低材料損耗約20%。通過基于BIM模塊化設(shè)計及生產(chǎn)，提高集成度，空間緊湊美觀，易于后期檢修，綜合提供了機電工程建設(shè)效率和質(zhì)量。

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