机电安装工程的前沿技术是什么 机电安装工程的前沿技术

无锡地铁4号线体育中心站机电安装项目，将BIM技术贯穿于机电设备设施和管线生产和施工全过程，对车站冷水机房、消防泵房管线、附件及设备模块化构件单元，实现设备、管线及附件工厂化生产、模块化装配，实现了BIM设计优化、部品部件标准化生产、工厂预制模块化，减少安装节点约50%、提高工程质量。

体育中心站冷水机房实景图

体育中心站冷水机房实景图

1、前期BIM优化设计

项目采用基于BIM三维模型的可视化设计，如图，BIM模型信息的传承应用，为生产线提供有效的预制生产数据和工艺信息，方便各参与方共同解决存在的问题，并通过信息转换减少错漏，缩短生产建设周期，减少返工和材料浪费。

无锡地铁4号线体育中心站机电工程BIM模型

运用BIM技术，对错综复杂的管线进行碰撞检查，如图所示，对有影响的地方进行合理调整，避免工程返工，造成预制生产材料的浪费。

碰撞检查 优化调整

2、基于BIM模型的模块化设计

基于BIM的机电设备设施和管线生产线应用为体育中心站装配式模块施工提供了高效率预制生产环境，预制生产前需要运用BIM技术实施模块化划分、设计优化、受力分析。

（1）模块化划分。地铁冷水机房模块化拆分将整体拆分为泵组模块、全程水处理器模块、冷水机组管道模块、分集水器模块等8个模块，BIM模型及模块化拆分如图所示。

地铁体育中心站冷水机房BIM模型

地铁体育中心站冷水机房模块化拆分

（2）设计优化。基于BIM技术，从三维空间角度对机房进行排布，使其在满足设计要求和系统运行的基础上保证设备的最大维修空间，门型支架与模块三维示意图如图所示。

门型支架与模块三维示意图

（3）受力分析。根据模块和模块之间对接的节点形式,要求偏差等问题，优化模块组成，通过BIM软件生成模块；运用空间分析程序和计算机模拟仿真技术对机房机电设备施工的工序进行模拟仿真，如图所示。验证模块划分的可行性，进一步优化模块，为生产线提供精确的预制材料数据。

离心泵模块基础-静应力分析

（4）优化出图。模块化生产出图如图所示。结合重要模块的功能、用途、重要性，把相关信息充分的融入到模型中，并基于BIM模型实现生产线的快速生产及有效管理。

模块化生产出图

3、基于BIM模型的工厂化预制

相近区域、相同功能的机电设备、管线组合成不同的模块，运用基于BIM的机电设备设施和管线生产线，完成预制加工，首先实施预制编码、预制生产，最后进行模块化组装调试。

（1）预制编码。运用BIM技术对无锡地铁体育中心站站厅层B端冷水机房进行模块化划分后，对预制段进行编码，便于部品部件在生产中的信息识别和后期装配中的有效管理。预制加工编码图如图所示。

模块化预制加工编码图

（2）基于BIM模型的预制加工。运用机电设备设施和管线生产线，按照预制生产加工图纸及生产工艺流程进行模块化预制生产，如图所示，以完善的质量管理体系和必要的试验检测手段完成部品部件的高质量预制。

原材料排样和预制加工

（3）模块化安装。现场施工人员严格按照BIM模型呈现效果进行装配化施工，使得建成后的机房整齐划一、紧凑有序，有效提高各环节的施工时间，避免不必要的重复劳动。BIM模型图及装配效果如图所示。

无锡地铁4号线体育中心站模块化BIM模型

无锡地铁4号线体育中心站模块化装配效果图

4、部件标准化应用

为了实现机电设备设施和管线生产线的流水线、标准化的生产，制定了针对机电安装工程装配化生产的标准图集，提高生产效率。预制管段所用的标准图集示例，如图所示。

预制管段标准图集

5、机电设备智慧管理

在基于BIM技术的机电设备设施和管线生产线建设中，实现信息资源的传承和共享，建立机电设备全生命周期管理信息化系统，如图所示，通过建筑信息模型（BIM）沉淀三维有效空间、设备设施信息、部品等各类属性数据。

基于BIM技术的机电设备智能化管理系统

基于BIM模型的智慧管理

6、机电设备节能管理

基于BIM的机电设备设施和管线生产线的使用为后期管线及设备运维提供了生产数据支撑。如图所示，通过对机电BIM模型参数的应用和过程追踪，直观的了解设备实时监测情况，实现机电设备的能耗数据收集、能耗分析、节能预测、节能控制以及节能管理。

BIM模型参数应用

基于BIM模型的管理平台

应用成效

（一）解决实际问题

机电安装工程专业多、作业面大、设施密集、施工过程变更多、交叉作业多，基于BIM的机电设备设施和管线生产线研究，通过部品部件标准化、工厂预制模块化、管理信息化、数据传承智能化，减少大量现场安装施工、返工，解决了工期紧和施工空间限制、后期运维难等实际问题。

BIM技术的应用促进部品部件在工厂提前智能化制作得以实现，提高标准化程度，符合装配式安装标准，降低工作量，减少现场污染，实现数据的智慧采集、智慧融合、智慧挖掘和智慧决策，促进机电管线和设备设施信息在全生命周期中的运用。

通过绿色安全建造和绿色智慧运营达到最大限度地节约资源并减少对环境负面影响，降低资源消耗和环境污染的目的，满足机电安装工程与城市建设的绿色协调发展。

（二）推动工程建设提质增效

基于BIM的机电设备设施和管线生产线研究，运用BIM技术进行预制前的设计分析，多维数据信息的存储，提高预制加工中的精确度和操作人员的工作效率。在机电安装工程中实施标准化，大幅提高生产效率和生产质量，生产周期也由于配件的标准化和工厂生产，比现有传统施工节约工期约40%。通过前期BIM深化设计、优化管路排布、采用智能化设备代替人工作业，科学排版下料，降低材料损耗约20%。通过基于BIM模块化设计及生产，提高集成度，空间紧凑美观，易于后期检修，综合提供了机电工程建设效率和质量。

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