摘要：在现代经济快速发展的大背景下，建筑行业得到了前所未有的发展，同时在发展中面临市场竞争与可持续发展的问题。机电安装工程作为建筑工程中十分重要的内容，在技术和复杂程度方面的要求较高。传统的CAD二维设计，在协调沟通中易存在问题而引发碰撞，从而导致在施工环节出现返工而增加成本，因此，本文主要基于BIM的视角，就其在管线排布、碰撞检查、净高检查、预留洞口、支吊架布置等关键工序的技术要点进行了总结，并从施工事前、事中、事后三个方面，基于质量的视角提出了控制关键工序的对策。
关键词：机电安装工程；关键工序；控制对策
0前言
管线排布、碰撞检查、净高检查、预留洞口、支吊架布置等是机电安装工程中的关键工序，在施工中借助BIM技术对这些关键工序进行控制，再利用BIM技术从事前、事中、事后三个环节对机电安装工程的关键工序的质量控制对策进行研究。
1BIM在机电安装工程关键工序控制中的应用
1.1管线排布
在机电安装工程关键工序控制中，管线排布是一项十分重要的内容，为确保管线排布的美观合理性，保障管线附件与设备预留的安装距离足够，且管线排布与每个功能区的净高要求相符，在排布管线后，能为孔洞预留和安装综合支吊架提供支持，确保洞口预留与套管预埋准确，对各系统施工工序进行合理安排，利用BIM技术对整个管线排布过程进行模拟，结合项目特点制定科学合理的方案，从而保障其他关键工序的质量达标。因此，在利用BIM对管线排布进行模拟时，应坚持以下原则：①小管让大管；②金属管让非金属管；③普通管道让通风管道；④管路附件少让多；⑤热管在上冷管在下；⑥电气管道最上面，对于排水管和空调冷凝管等对坡度有要求时，也要优先排布；⑦在垂直平行安装时，热管左冷管右，且热水管避让空调的冷凝水管。具体到实际安装区域，应结合实际，针对性地确定管线排布原则。例如在地下车库中排布风管时，因为地下车库没有吊顶，便于美观性，应将风管排布在下面，而管路附件方向则便于维修，同时不得对其他管道带来影响。在走廊进行桥架排布时，桥架应有强弱和消防桥架之分，由于走廊的空间较为狭窄，管道排布较为密集，因此，对桥架进行分层放置，且上下桥架间距要大于15cm。在走廊排布风管时，一般不得在风口处排布，且对连接件尺寸进行控制。在走廊排布压力管道时，则应根据基本原则来排布。此外，还有竖井、机房等部位也是管线排布的重点，结合实际，针对性地确定其排布原则，以确保排布工序的质量得以控制。
1.2碰撞检查
利用BIM技术进行碰撞检查时，通常按照以下步骤进行。1）做好碰撞构件选择，做好碰撞对象与参数的设置和碰撞标准的定义，在确定碰撞检测对象时，不管是同专业还是不同专业，均需检查。在确定碰撞方式时，若采用硬碰撞则不设置构件间距，而采用软碰撞就将不同构件所需满足的安装距离输入。需要注意的是，在碰撞检查时构件模型类型较多，所有楼层开展碰撞检查所需时间较长，因此，开展分层碰撞检查的方式，在提高工作效率的同时减少电脑死机的情况。2）碰撞检查后得到的碰撞报告内容主要有碰撞专业和轴网位置以及构件编号和精准的定位碰撞点，采用BIM技术碰撞检测之后，应对单机碰撞点通过BIM模型自动生成剖面图。3）现代建筑的机电系统较为复杂，管线较多，容易出现施工图纸不精确的情况，所以碰撞的位置和类型较多，做好碰撞结果的分析与汇总。同时考虑采用计算机实施碰撞检查存在局限性，所以将不同的碰撞结果进行精准分析后，找到碰撞问题所在，排除无效碰撞点。4）碰撞检查是对不同系统、不同专业之间查找碰撞问题，因此碰撞类型多，加强碰撞报告的筛选，并就筛选结果做好分类整理和汇总，再结合汇总的碰撞类型与管线排布原则进行综合性的优化和完善，保证排布后的模型不存在碰撞问题。5）对每处碰撞都要结合碰撞调整方法来消除碰撞问题，管线优化后进行的碰撞检查若存在碰撞问题，要继续消除碰撞才能完成碰撞检查。
1.3净高检查
在利用BIM技术进行净高检查时，因为建模时各系统标高是结合贴梁布置或者给定标高为依据，因此，必须在深化设计前确保模型净高得到满足。由于在综合排布后，模型标高发生了较大的变化，导致部分房间的净高难以满足，因此，在完成优化后做好净高检查。一般而言，走廊净高不得低于2.3m，房间净高不能低于2.8m，卧室净高不能低于2.6m，且建筑施工图上对每个房间的净高要求达标，因此，合理的综合排布管线，才能确保每个功能区的净空高度。在模型优化后，应利用BIM进行检查，且在净高不同时，应对各自的净高进行设置，这样就能满足不同功能区的房间在净高方面的要求。在完成净高检查后，若发现有的房间净高不达标，就对高度不满足的管线重新予以优化和调整，而在调整后净高满足要求的则对其再次进行碰撞检查，且模型调整后虽然满足了净高方面的要求，但是在重新排布管线后，为确保其他位置不发生新的碰撞问题，还要再次开展碰撞检查，确保模型在满足安装要求的同时没有任何碰撞点，这样通过净高检查后，就能预防后期出现装修空间不足而返工的情况，在节约成本的同时保证工期。
1.4预留洞口
在优化模型之后，各专业人员对模型施工的可行性以及可检修性与美观性等方面做好确认与审核，确保各专业的施工人员在对模型的可行性确定后，才能在模型中洞口预留的位置进行套管的放置，利用BIM的开洞套管命令，确定是开洞还是进行套管放置，且洞口尺寸大于管径2个级别，例如管道为DN100时，那么预留的洞口或管道套管就是DN150，完成设置后，选择所需预留孔洞的管道，从而在模型中自动生成契合建筑结构所需的预留洞口或者管道套管，同时每个开洞位置均能输出套管报告。
1.5支吊架布置
在现代建筑机电安装工程项目中，由于机电各专业的管线较多，在综合排布管线之后，布置好支吊架。由于传统布置支吊架的方式难以满足综合支吊架布置，不仅会对机电施工质量和美观要求带来影响，而且会导致施工成本与工期增加。因此，在管线综合排布之后，做好支吊架设置，这样才能更好地强化对其的管理。在利用BIM技术对这一关键工程控制时，应满足以下要求：一是系统保温层厚度必须满足要求；二是与桥架和管道外壁与结构、建筑构件的最小净距达标；三是空调的冷热水管在布置时应注意管道的坡度；四是在排布支吊架时，认真考核安装与检修所需的距离是否达标；五是支吊架布置要与规范要求相符。
2BIM在机电安装工程中对关键工序质量的控制
2.1事前关键工序的BIM控制
在事前质量管理时，就是在施工之前加强图纸会审与施工交底工作的开展，为控制工程质量奠定坚实的基础。由于保障质量管理的模型是深化设计后得到的，所以一般能满足机电安装的实际需求，此时各专业就重点加强对施工图纸的审核，通过审核设计图纸，对各专业的设计图纸进行综合检查，才能成为施工环节可用的图纸。因此，事前质量管理主要是注重施工图的会审和施工交底工作。施工图纸作为施工考验收的重要依据，加强图纸会审时，各方通过参考规范与图纸梳理，及时地掌握建设工程的特点与设计意图，找到图纸中存疑的地方，并由设计方进行专业解答。与此同时，各施工参与方基于工程施工的视角找到施工中存在不合理的点和技术难点，针对性地进行解决方案的制定，且施工前通过建立三维模型，及时地利用模型来发现图纸存在的问题，并做好记录。比如，在建立暖通模型时，能从中找到标高错误和空调给水管的管径、连接方式设计不明和暖通碰撞问题，并将问题在图纸上汇总，在图纸会审时将问题提出，使得图纸会审效率提升的同时将减少后期返工。加强设计交底工作的开展，能借助BIM技术使得施工单位更好地明确设计意图，清晰直观地将模型整体化的展示出来，使得机电安装中的每个细节都能准确把握。在进行设计交底时，应利用所设计的施工模型的三维可视化虚拟实体，使得施工技术难点能直观地被发现，同时参与者也能结合三维模型来讨论与交流，使得交流效率与解决方案的可行性得到提升，并结合模型演示及时找到质量问题，明确施工难点和质量要求，在保证无误之后才能施工。例如在某工程中，根据开洞报告可以确定地下室的剪力墙结构套管安装位置，在保障施工质量的同时避免返工，其三维模型详见图1所示，现场实际套管如图2所示。
2.2事中关键工序的BIM控制
由于建筑项目施工过程将直接形成建筑实体，是对整个建筑实体的整体质量决定的关键环节，所以借助优化后的三维模型精准地做好洞口预留，确保预留洞口位置与标高正确，以减少后期开错洞和后开洞的问题出现。利用三维模型与现场的实际对比之后，及时找到存在不一致的地方，从而判断质量达标与否。在机电安装施工中，应利用模型精准地进行工程量的提取，从而为材料使用与堆放提供保障，确保材料不会发生二次搬运和浪费，避免由于材料不足而导致工期拖延的情况。通过对材料进行精细化管理，能有效地确保材料用量，为材料采购计划提供支持，确保材料质量。借助BIM模型中的数据，及时地控制施工现场材料的质量。因为机电工程中构件管径与材质类型较多，在施工中容易出现管道搬错的情况，因此，借助三维模型内的构件信息来确定材料属性，从而快速确定所搬运材料能否满足实际，为现场核对提供便利的同时，预防工人搬错材料与偷工减料的问题，保障施工质量达标。
2.3事后关键工序的BIM控制
当建设项目完成之后，在事后质量管理时，应做好各种施工资料的保存与留档工作，而且借助BIM则不用留存纸质材料，从而利用电子版达到归集工程资料的目的。结合建筑工程资料的管理规程和建设单位提供的工程文件资料进行分类，并且在施工中加强对资料的收集，根据分类规定做好资料的归纳与整理，再将整理的工程质量管控资料上传到BIM模型中，确保质量资料真实和及时，而且在施工期间存在质量不合格的也能在平台上查询，现场负责质量管理的人员能及时地掌握质量验收情况和现场质量状态等，并将其在设备中记录下来，从而自动生成质量验收与整改记录以及不合格品的记录，质量资料传输到BIM平台之后，平台数据管理功能可以全程存储质量控制信息，同时建立数据库，使得项目参与人员能随时从BIM平台中查询资料，将其统计归档之后，所有质量管理资料都能结合资料管理流程来提取，直到形成合格的竣工资料，从而对整个工程的质量管理情况进行记录和查询，便于下次进行针对性的改进和优化。
3结语
在机电安装工程中的关键工序质量控制中，管线排布、碰撞检查、净高检查、预留洞口、支吊架布置等是机电安装工程中的关键工序，应利用BIM技术加强对其的事前、事中和事后控制，以确保机电安装工程质量得到提升。
作者：李晋 单位：中铁十六局集团第四工程有限公司
