BIM技术在高层建筑机电设计与施工管理的应用价值分析

BIM技术在高层建筑机电设计与施工管

理的应用价值分析

摘要：当前在高层建筑施工的过程中，利用信息技术打造高效的施工手段和

管理模式已经成为了多方关注的重点，因此本文便是建立在BIM技术的基础上，

结合高层建筑机电设计与施工管理进行分析，阐述了BIM技术的具体概念及在高

层建筑施工中应用的背景，分析了具体的应用管理方式，并且结合实际的工程案

例进一步验证了BIM技术在高层建筑机电施工和管理中的应用价值，意在通过本

文论述，能够进一步提升高层建筑施工有效性，同时可以促进技术体系能够向现

代化和智能化方向发展。

关键词：BIM技术；高层建筑；机电设计；施工管理；应用价值

针对当前的城市建筑行业发展情况来看，为了进一步实现土地资源的节约利用，打造立体化的建筑空间已经成为了城市开发的重点，这导致高层建筑如雨后

春笋纷纷涌现，而高层建筑在进行管理和施工规划的过程中也面临着众多的挑战，因此进一步解决高层建筑机电设计与施工管理中的矛盾，已经成为了建筑领域发

展的重点。而BIM技术是建立在现代化技术体系的基础上，结合建筑领域打造的

综合管理模式，具有极强的现代化和智能化特点，因此分析高层建筑机电设计与

施工管理过程中BIM技术的具体应用方式，不仅是本文论述的重点，也是进一步

增强建筑信息技术改革进程的关键性研究课题。

1、BIM技术体系的具体内容及应用背景

1.1BIM技术体系的具体内容及特点

BIM技术又被称为建筑信息模型，该项技术体系最早是由美国提出的，它是

建立在建筑自身建构筑物以及基础设施的角度打造的透明化、立体化建筑模型[1]。具有极强的现代化及智能化特点，能够应用在整体项目工程的全寿命周期管理以

及不同阶段的工程信息和资源管理中，已经推广成为了基础设施建设过程中应用

价值较高的技术体系之一。综合BIM技术的应用原理来讲，是建立在三维数字技

术的基础上，利用数据传输和整合功能，来获取建筑物自身的实际信息[2]，这些

信息涵盖了工程施工以及前期设计中的所有数据，利用电脑软件能够实现立体模

型的塑造，可以为施工团队提供所需的数据资源以及规划依据。

BIM技术可以说是一种具有极强一体化特点的综合技术体系，能够真正让高

层建筑施工以及管理实现可视化操作，避免不同工序以及施工环节之间的碰撞和

矛盾问题，可以极大程度上改善原有的材料以及时间浪费现象，是当前高层建筑

落实机电设计以及施工管理过程中具有极强应用价值的具体管理方法。

1.2BIM技术在高层建筑中应用的背景

结合我国当前城市发展建设过程中的高层建筑施工需求和现状来看，由于高

层建筑涉及到了多种功能，集居住、金融、商业、办公、娱乐等多种领域于一体，要求建筑自身的空间规划以及附属设施规划必须要具备合理性和规范性[3]，因此

整体的高层建筑内部的机电工程具有较强的复杂性特点，涉及到的设备以及管道

种类繁多，大量的管线在有限的空间内需要进行科学的排列组合，合理的进行空

间分化，同时管线以及机电施工与既有的土建施工之间也有较强的交互性，这些

交互点若未能得到及时的协调和解决，有可能会造成工程施工难题，对后期的质

量以及安全管理都有一定的影响，因此打造高效、全方位、立体化的高层建筑机

电设计及管理技术至关重要。

而综合上文论述我们可知，BIM技术体系是建立在智能技术的基础上，获取

建筑自身建构筑物以及相关附属设施的基础数据，由此来打造立体化模型，能够

客观反映建筑当前的实际情况，可以达到可视化操作，因此在当前高层建筑管线

以及机电设备施工和管理过程中，为了实现合理分布、美观施工，提升施工质量

和施工进度，利用BIM技术作为主要的技术手段具有可行性。

2、BIM技术在高层建筑机电设计及施工管理中的具体应用

BIM模型主要依赖于当前的互联网技术体系以及云数据处理体系，涉及到了

较多的硬件系统以及软件平台，因此在BIM技术与高层建筑机电设计与施工管理

相融合的过程中，必须要具备稳定的协同平台，能够实现技术体系和具体施工管

理的有机结合，才能够发挥其原有的价值，因此可以从以下几个层次来落实具体应用价值。

2.1构建完善的BIM协同平台

从理论角度上来讲，BIM协同平台主要指的是建立在BIM建模的基础上，结合高层建筑各个分项目以及整体项目产生的大量信息和数据进行整合，能够利用信息和数字将一个项目完整的展现出来，这其中涉及到了软件以及硬件配置这两个层面。首先从硬件配置角度来看，涉及到了BIM工作室，也可以称其为是BIM 控制中心，其人员团队主要由建设单位、监理单位、专业顾问、施工单位这几个主体组成，也可以结合工程项目实际的施工现状进行主体划分，例如让项目的总包单位作为统筹，主体机电以及各专业的分包主体紧密配合，打造具有极强沟通性和互动性的人员团队。详细的工作室人员职能划分如图1所示，具有了明确的人员结构团队之后才能够为后续的技术体系融合奠定基础。

图1：BIM协同团队的具体划分情况

其次从软件配置的角度来讲，首先必须要建立具有高性能的中心服务器，能够连接各个分支团队的电脑以及硬件设备，其中必须要设置权限，能够结合不同人员的主要负责内容进行呈现访问，避免额外进行不正当的操作，例如删除和增加数据等。软件系统必须要具备极强的数据储存能力和协同操作能力，各个分支团队所进行的建模操作都能够通过数据库以及互联网进行传播，最终实现同步的

模型建立；另外在软件中心内还需要构建统一的dim制图模板以及相关的制图标准，要及时的下发专业的作业指导书，能够根据相关标准落实机电系统的深化设计以及科学管理。整体来讲，BIM协同平台具有较强的整体性以及连贯性，可以有效缩短不同工程领域之间的空间和时间，进一步提升效率，同时避免出错。

2.2利用BIM技术落实机电体系的设计分析

结合当前的高层建筑机电设计体系来讲，与BIM技术融合之后，统称为BIM 设计流程。主体内容是结合不同的机电体系进行单专业模型的构建，然后结合建筑的实际机电系统落实综合模型协调[4]。首先，单专业模型构建是建立在上述的分支主体基础上，结合自身的工作情况落实不同机电体系的专业模型构建，他们是属于整体模型中的每一个元素，接下来在综合模型协调的过程中，便是通过协同平台来获取这些基础元素，将其整合到一起，形成整体的高层建筑机电体系，这其中需要涉及到管线走向、标高、具体位置、冲突点等重点，各专业主体之间必须要加强统筹协调质量，解决矛盾点，同时提升整体机电管线设置的科学性和规范性。如图2所示便是标准的机电系统BIM设计流程，每一个流程都具有回溯功能，能够结合不同主体的实际操作情况进行数据和信息的统筹处理，发现问题及时进行优化。

图2：高层建筑机电系统BIM设计流程

整体的综合模型首先是建立在二维模型的基础上进行排列，然后通过CAD图纸实现数据信息的转换，将二维图纸转化为数据信息，然后构建立体模型，在这个过程中必须要调整不同专业管线的实际位置，进行管线排列方案的优化[5]。另外由于人工处理的能力有限，因此在利用BIM技术实现机电系统优化的过程中，