北京BIM在商务楼项目机电安装工程中地应用研究论文.pdf

中文摘要 中文摘要 机电安装工程作为公共建筑不可缺少的重要部分，随着建筑物规模越来越 大，机电安装工程也越来越复杂，技术标准及施工难度也越来越高，并且也要求 各专业之间有非常高的协调配合程度。 近些年来，bim 技术作为一种全新的理念在建筑领域应用越来越广，它涉及 到从建筑规划、设计到施工、运营维护等一系列创新和变革，对于实现建筑全生 命周期管理，提高建筑行业设计、施工、运营的科学技术水平，促进建筑业全面 信息化和现代化，具有重要的应用价值和广阔的应用前景，是建筑行业信息化的 发展趋势。 本文着重分析了 bim 在国内外公建项目机电安装工程的应用现状， 目前机电 安装工程的项目管理模式，以及应用 bim 技术进行项目管理实施的内容和方法。 对于机电安装工程而言，传统的二维施工图纸不能彻底消除硬碰撞、软碰撞，造 成在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。 而 bim 技术可以实现各专业 的协同设计、进行管线碰撞检查并加以协调、进行机电施工的组织模拟以及应用 于安装工程造价管理中等诸多方面， 因此在越发复杂的公共建筑机电安装工程施 工及管理阶段，引进 bim 技术对其进行施工项目组织管理是非常必要。 同时，本文采用对典型案例进行分析的方法，结合北京将台商务中心项目机 电安装工程的实际案例，对 bim 技术在机电综合管线排布、工程量统计、施工组 织模拟等方面的应用进行详细阐述，并对应用效果进行总结分析，验证 bim 技术 在机电安装工程施工管理中作用及价值。 关键词：关键词：公共建筑 机电安装工程 bim 技术 项目管理 abstract electrical and mechanical installation is an important and indispensable part of the public buildings, it involves many disciplines and professions, and it has a long construction cycle. today, building scale is growing increasingly great, mechanical and electrical installation engineering is growing increasingly complex, so its technical requirements have become more sophisticated and require a very high degree of coordination between the various professional. in recent years, bim as a new concept, it comes to planning, theory of design, to the construction, maintenance and a series of technological innovation and reformation, for the realization of the building life cycle management, improvement of scientific and technological level of the design, the construction, and the operation of the construction industry. it also can promote the informatization and modernization of the construction. bim has important application value and broad application prospects. it is the development trend of the information technology in construction industry. this paper focuses on the application status of bim in public construction projects at home and abroad of the electrical and mechanical installation, electrical and mechanical installation project management, and the content and methods of the application of bim technology implementation project management. for mechanical and electrical installation works, the traditional two-dimensional construction drawings can not completely eliminate the hard collision, soft collision, resulting in the possibility of errors that may exist during the construction phase loss and rework.but bim in the mechanical and electrical installation projects can achieve the professional collaborative design, pipeline collision checking and coordination, organizations simulation of mechanical and electrical construction and applied to the cost of installation project management medium in many aspects. for the owners, designer, construction side and operational side it has a very important value. therefore, in the public buildings which are increasingly complex, it is very necessary to introduce bim in the phase of mechanical and electrical installation engineering to conduct the management of the construction projects. meanwhile, this paper uses typical case analysis method, combined with a practice cases (jiangtai business centre) to introduce the application of bim technology in mechanical and electrical integrated pipeline arrangement, engineering statistics, simulation of construction organization in detail to verify the value of bim in mechanical and electrical installation in construction management. key words: public buildings,mechanical and electrical installation engineering, bim,project management 目 录 第一章 绪论1 1.1 研究的背景与意义1 1.1.1 研究背景1 1.1.2 研究意义1 1.2 bim 在公建项目机电安装工程中的应用现状2 1.2.1 bim 在国外公建项目机电安装工程中的应用现状3 1.2.2 bim 在我国公建项目机电安装工程中的应用现状4 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理7 2.1 公共建筑的基本概念7 2.1.1 公共建筑的概念7 2.1.2 公共建筑的空间组成8 2.1.3 我国公共建筑的发展形势8 2.2 公建项目机电安装工程的特点8 2.3 国内公建项目机电安装工程项目管理现状9 2.3.1 机电安装工程项目管理的内容9 2.3.2 目前机电安装行业的现状11 2.4 机电安装工程项目管理过程中存在的问题及改进方面13 2.4.1 机电安装工程项目管理过程中存在的问题13 2.4.2 机电安装工程项目管理的改进14 第三章 bim 技术15 3.1 什么是 bim15 3.2 bim 的意义15 3.3 bim 的技术特点16 3.3.1 全建筑信息16 3.3.2 全生命周期覆盖17 3.3.3 全过程协同管理17 3.4 bim 应用价值18 3.4.1 业主方18 3.4.2 设计方18 3.4.3 施工方19 3.4.4 运营方19 第四章 机电安装工程应用 bim 管理的实施内容与方法21 4.1 应用 bim 实施专业协同设计21 4.2 应用 bim 进行机电管线碰撞检查21 4.2.1 碰撞类型22 4.2.2 碰撞检查23 4.2.3 碰撞分析报告24 4.2.4 基于 bim 管线协调方案25 4.3 应用 bim 进行机电施工组织模拟25 4.3.1 应用优势25 4.3.2 基于 bim 的机电工程项目 4d 模拟 26 4.4 安装工程造价管理中的 bim 应用27 第五章 bim 应用分析28 5.1 项目概况28 5.2 项目应用 bim 技术的必要性和可行性29 5.2.1 项目应用 bim 技术的必要性29 5.2.2 项目应用 bim 技术的可行性29 5.3 magicad 软件介绍29 5.3.1 magicad 的特点30 5.3.2 magicad 的应用31 5.4 项目应用 bim 技术的过程和主要成果32 5.4.1 管线综合排布32 5.4.2 工程量统计39 5.4.3 施工组织模拟39 5.5 应用 bim 效用总结41 5.6 假设本项目未应用 bim 技术的弊端分析43 第六章 总结与展望45 6.1 总结45 6.2 公建项目机电安装工程应用 bim 技术还存在的主要问题45 6.3 展望46 参考文献47 攻读工程硕士期间以本人为主公开发表的论文50 致谢51 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 研究的背景与意义 1.1.1 研究背景 卡内基梅隆大学的研究表明，发生在建筑物的所有耗资上，通过提高效率可 以改善 3.8的生产职能 1，包括设施的设计、施工、营运和维护等方面。因此， 产业发展的重点将会主要聚焦在公建设施的安装、维护和营运效率上，实现各方 面共同协作对确保设施相关人员的支持和流程得到优化， 产业的转型是及其必要 的。 在当今建筑行业提高施工过程的工作效率仍然低落， 对提高效率的需求越来 越迫切。 例如在每个作业阶段的资讯重复建置或是在设施整个生命周期的参与者 之间，或是从设计者和施工单位那里，没有提供充分和准确的资料。实施 bim 这一标准，实施的成果也将很快呈现出来，资讯交互作业性和可靠性将会大大改 善。bim 的发展、教育、实施、理解和接纳，目的在于形成一个永续的过程，要 成功的为建筑业树立一个新的典范，就必须要个人和组织加强合作，于是我们都 有责任采取行动推进其应用发展。 bim 技术不简简单单是一种应用工具，它代表的是新的理念和做法，它的出 现及运用将大大减少各种重复作业的浪费，解决建筑行业的低效能问题，并且可 以改善创新的资讯技术及商务结构。不管是用来指一个产品-建筑资讯模型（描 述一个建筑物结构化的资料集） ，一项活动-建筑资讯模型（建立一个建筑资讯模 型的行为） ，还是系统-建筑资讯管理（商务结构的工作和提高资讯交换的品质和 效益） ，bim 在减低工业浪费，减少环境破坏，增加住户参与表达的功能等方面， 都将是一个关键因素 1。bim 技术的研究及应用在实现建筑全生命期管理，提高 建筑行业设计、施工、运营的科学技术水平，促进建筑业全面信息化和现代化等 诸多方面，应用前景非常之广泛。 总之，bim 技术的应用将会推动整个建筑业的变革，但 bim 技术在我国的应 用才刚刚开始，仍然面临许多问题需要解决。我们还要通过大量工程项目的具体 实践和摸索，才能形成符合中国国情的 bim 技术应用模式。另外，国内对 bim 技术的应用软件的开发不成熟也是一个很大的障碍， 同时也需要尽快制定和完善 国内 bim 技术应用的相关标准，只有这样，整个建筑行业推广 bim 技术的应用优 势方能充分体现出来。 1.1.2 研究意义 第一章 绪论 2 bim 技术给整个建筑行业带来的前所未有的价值，而这价值体现在很多的方 面，全面涉及业主方、设计方、施工方以及运营方。 机电安装工程最容易造成经济损失的往往是返工。规模越大的机电安装工 程，越是错综复杂，设备管线越多，碰撞冲突也越容易出现，极易出现返工的可 能性。一旦出现返工，工期可能会被延误，从而可能造成大的经济损失，而 bim 三维及时是解决碰撞冲突的强有力工具。 对于大型复杂项目，由于信息量庞大、涉及的分支专业多、参与方多、协同 共享历来是面临的重大难题。项目参与各方应统一的 bim 数据库系统、统一的流 程框架、在统一的信息共享平台下进行作业，这样才能保证高效协同的实现。 通过 bim 技术的运用， 施工管理人员能够依据 bim 技术成果的深度和详细程 度，为各专业的施工和安装提供准确的构件信息和定位尺寸等相关数据，最终达 到指导施工、校正施工和降低施工成本的目的。而且，在施工过程中，大量管道 及机械设备往往会因为各种因素的变化很容易出现设备运输受阻， 吊运时洞口尺 寸偏小，设备空间不足的问题，对于此情况，通过 bim 三维信息模型，进行实况 的模拟，快捷有效的增加任意位置的模型剖面图，从而掌握更多的可行性数据， 为工程实际安装阶段的工作和设备的选型提供更有价值的信息参考和指导。 事实上，bim 技术对于施工企业的应用价值不仅仅在于碰撞分析、管线综合 方面。基于 bim 技术的可视化、模拟性的特点，项目材料、设备管理系统、技术 管理等可以获得优化、业主及项目所具有的协调性、优化型的特点，从而提升物 资管理、成本管理、现场施工关系的精细化水平 2。 另外， 施工单位也可以根据基于 bim 技术的施工组织模拟来有计划的组织劳 动力资源和组织设备材料进场， 做到对施工计划的详细分解并进而有效的协调各 专业施工工序的衔接和控制整体施工进度。 对于不经常在施工现场的业主领导和 相关的管理人员， 同样也可以简明了的通过施工组织模拟来了解工程实施的进展 情况。 既然 bim 技术的运用可以带来如此多种便利和利益， 因此在公共建筑项目机 电安装工程中乃至整个建筑行业的设计、施工、运营及信息化管理方面大力推广 bim 技术是非常有必要的。 1.2 bimbim在公建项目机电安装工程中的应用现状 建筑信息模型（bimbuilding information modeling）作为一种全新的 理念和技术，正受到国内外学者和业界的普遍关注 3。它集成了建筑工程项目等 各种相关信息的工程数据模型，是数字技术在建筑工程中的直接应用，也是协同 第一章 绪论 3 工作坚实的基础和平台，是一种创新的建筑设计、施工和管理方法。 现代 it 技术日新月异的发展，为 bim 的发展提供了良好的硬件、软件条件， 使得协同设计、优化设计、信息集成和共享成为现实。bim 技术和 20 年前 cad 技术的推广普及一样，对未来的整个建筑设计业来说将会是一次彻底的信息革 命。bim 技术根据工程项目的物理和功能特性数据库，实现了从传统二维设计到 动态三维建模的演变。用户在模型中增加的数据越多，其利用效率就越高。除了 项目的三维可视化以外，bim 技术哈还针对模型中特定对象的信息，进行更广范 围的分析，如施工执行、进度安排和费用控制。因此当前 bim 技术在公建项目机 电安装工程中受到的重视程度也在加强，在机电安装工程中的运用也越来越广 泛。 建筑师是项目早期的决策者，于是目前 bim 应用的主要驱动力来自于建筑 师，他们在技术方面的选择为项目的开展定下基调。而公建项目中的机电安装工 程等相关专业也在 bim 的广泛应用中受益很大。 如电气工程师可利用 bim 技术进 行建筑能耗的分析， 暖通工程师也可以利用 bim 技术进行空调水系统的水力平衡 计算、管道管径的选择计算并可对空调系统的运行工况进行模拟分析。 机电安装企业对于 bim 技术应用的需求非常强烈， 从 bim 技术的应用价值来 看，bim 技术的碰撞检查能够给企业减少损失降低风险，且其应用成果能够轻松 延伸到其预制构件、 机电清单、 采购管理以及设备运输管理， 在提高效率的同时， 优化了其管理效率和管理流程，实现精细化管理。 1.2.1 bimbim 在国外公建项目机电安装工程中的应用现状 bim 自提出以来已经席卷欧美的工程建设行业，引发了史无前例的变革。在 国外bim技术已经比较成熟， 目前美国等发达国家已经利用bim进行可视化设计， 在日本也在积极跟进试着学习掌握 bim 并研究 ifc 信息定义标准， 公共建筑项目 的机电安装行业也在如火如荼地进行 bim 技术推广和应用。 bim 的应用在欧美发达国家正在迅速推进。美国政府在 2007 年已推出国家 bim 标准 4，规定房屋建筑设计安装施工时必须应用 bim 技术，推行集成项目交 付 ipd 管理模式。ifc 标准作为 bim 数据标准，目前在国际上已日趋成熟，在此 基础上，美国也提出了 nbims 标准。自此，美国 62%以上的项目工程设计均使用 bim 技术 5。由于该行业领域的大力推进，使得 bim 工程师、bim 经理、bim 咨询 公司等新型职业和商机应运而生并蓬勃发展。 梅赛德斯奔驰博物馆（mercedes-benz museum） 、德国慕尼黑的宝马世界 （bmw welt） ，以及位于斯图加特的保时捷博物馆等许多知名的建筑中复杂的机 点安装项目安装工程中也均使用了 bim 技术进行， 得到了国内外相关领域界人的 第一章 绪论 4 一致认同。 对于 bim 国外一些知名大学率先展开了卓有成效的基础性研究。1996 年美 国斯坦福大学提出的 4d 模型， 将建筑构件的 3d 模型与施工进度的各种工作相链 接，动态地模拟这些构件的变化过程 6,7；英国索尔福德大学提出的基于 ifc 信 息模型的 4d 计划管理工具，实现了施工计划模拟、概预算以及机电安装施工项 目的假设分析 8；新加坡南洋理工大学提出了一个基于 ifc 的网络工作平台，采 用网络及 xml 技术进行信息交换，支持建筑设计到结构分析的模型转换 9。 1.2.2 bimbim 在我国公建项目机电安装工程中的应用现状 在我国，bim 技术还是一个新生事物，没有得到广泛的实际应用，但可以肯 定的是，bim 技术对建筑设计行业和施工企业将是一个划时代的变革，它将彻底 改变了设计行业的设计出图模式和建筑施工企业的生产和管理理念。目前，国内 已经涌现出一大批建筑设计院和施工企业开始尝试应用 bim 技术。 我国住建部发布的20112015 建筑业信息化发展纲要中，明确指出： 在施工阶段开展 bim 技术的研究与应用， 推进 bim 技术从设计阶段向施工阶段的 应用延伸，降低信息传递过程中的衰减；研究基于 bim 技术的 4d 项目管理信息 系统在大型复杂工程施工过程中的应用，实现对建筑工程有效的可视化管理等。 可以说该纲要的颁布同样拉开了 bim 技术在我国机电安装工程施工过程中全 面推进的序幕 10。 经研究分析，bim 技术能在国内越来越多的工程建设项目及机电安装项目中 应用，其推动力主要表现在以下 3 个方面： 1.国家对 bim 的基础研究和应用研究给予大力支持 我国 bim 技术的基础性研究得到国家的大力支持， 并取得了卓有成效的研究 成果。如国家“十五”科技攻关计划课题研究成果“基于 ifc 的建筑工程 4d 施 工管理系统”已成功应用于国家体育场、青岛海湾大桥、广州西塔等多个大型、 复杂工程，专家评价属国内首创，填补了国内空白，达到国际先进水平，荣获 2009 年“华夏建设科学技术一等奖”。 清华大学和中国建筑科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑项目课题 “建筑设计与施工一体化信息共享技术研究”，着重 bim 的基础性研究，已经完 成了基于 ifc 的 bim 体系架构建立， 开发了面向设计与施工的 bim 建模系统、 bim 数据集成管理平台及 bim 数据库。 清华大学承担的国家“十一五”科技支撑项目 课题“基于 bim 技术的下一代建筑工程应用软件研究”， 侧重于 bim 应用软件的 研究。而且清华大学即将推出基于 bim 技术的建筑设计、建筑节能设计、建筑施 工优化、建筑成本预测以及建筑工程耐久性评估等应用软件。这些软件正在实际 第一章 绪论 5 工程中示范应用，其进一步推广将大力推进 bim 的应用进程。 2.积极推进 bim 标准的制定 “十五”期间，我国建筑业已经开始推广应用 ifc（industry foundation classes）标准工作 ifc 是 bim 的数据表达与交换的标准。2007 年推出行业标准 建筑对象数字化定义 、 工业基础类平台规范也将出版。清华大学承担科技 支撑项目成果“建筑施工 ifc 数据描述标准”已经完成。 中国 bim 标准也正在编 制中，这些相关标准的制定是我国未来 bim 应用的基础和保障。 3.建筑全行业信息化发展的实际需求 随着现代科技的发展， 人们对网络信息技术和 3d 影像技术依赖性越来越强。 从 2003 年 3d 参数化建筑设计技术进入中国至今已有 10 余年的时间，这对建筑 设计、施工及机电安装等行业而言，有着网络共享和 3d 功能的 bim 技术则是影 响该行业未来发展的重要工具。 清华大学研究组于 2002 年研发的 4d 施工管理扩展模型， 将建筑物及其施工 现场 3d 模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体，2006 年开发了基于 ifc 和 bim 的 4d 建筑施工管理系统和物业智能管理系统。这是建 筑业信息化发展的一个重要标志。 伴随着 2008 年北京奥运会和 2010 年上海世博会等国际盛会的依次召开， 建 筑行业呈现出勃勃生机，市场需求不断扩大，催生了大量具有代表性的高端建筑 和大型综合公建项目，这期间，也是 bim 技术在国内推行使用的转折点。由于投 资方的需求和国外应用 bim 的成功案例，项目的整体设计、施工、运营应用 bim 技术的呼声越来越高，于是，国内很多大型建筑设计院和施工企业集团都开始把 目光投向 bim，纷纷组织相关人员进行 bim 的培训学习，各设计院之间也经常举 行研讨会，交流经验心得，使得 bim 技术在国内建筑行业迅猛发展。 如今越来越多的外方投资商和国内高端地产项目投资商在国内投资建造工 程项目时，明确提出运用 bim 技术的要求，甚至明确要求设计图纸以 3d 形式表 现、施工运营应用基于 bim 的全生命周期管理理念。如北京拟建第一高楼“中国 尊”项目业主亦要求应用 bim 技术，项目准入门槛已经提高。 目前，行业内领先的大型建筑设计院（如北京院、上海现代设计集团、中国 建筑设计研究院、中国建筑科学研究院、中建国际等）因为市场竞争等需要，已 应用 bim 技术成功实施许多项目的设计案例。 这将引领整个建筑设计领域的技术 进步，bim 技术也将带领设计行业从过去的“计算机辅助绘图”进入真正的“计 算机辅助设计”时代。 不约而同， 国内几大建筑企业集团公司 （如中建三局、 中建一局、 中建八局、 中建五局、上海建工、北京城建、北京建工、中铁建设等）都已组建企业内部的 第一章 绪论 6 bim 团队，在多个项目的建筑施工、机电安装工程等方面开始应用 bim 技术进行 深化设计、施工组织模拟。 随着国内工程项目规模日益扩大，结构形式越来越复杂，超大型机电安装工 程项目亦不断涌现，这使得投资方和施工单位面临着巨大的投资风险、技术风险 和管理风险，对其自身的管理水平也是一种考验。由于传统的机电安装工程项目 管理模式无法满足这种超大型项目的实施，所以通过借助 bim 技术，可以从根本 上解决建筑生命期各阶段和常见的各专业系统间信息断层问题，从设计、安装施 工技术到设备维护管理全面提高信息化水平和应用效果， 这也是建筑施工企业所 迫切需要的。据悉，在施工程上海中心项目在设计和施工阶段全方位推行 bim 技术， 并计划将 bim 模型应用到运营阶段， 实现真正意义上的全生命周期管理 11。 目前 bim 在工程施工阶段的应用点主要包括：碰撞检查及管线优化设计， 如中建五局无锡恒隆广场中的 bim 应用、上海安装苏州星海生活广场中的 bim 应用、 合肥新桥机场 bim 应用、 上海世博会德国国家馆等， 这些主要是利用 revit 三维设计进行机电专业的碰撞检查；施工组织模拟，如国家体育场、昆明新机 场、广州西塔、上海国际金融中心等项目；全生命周期管理，如上海中心、昆 明新机场等 12,13。 上述这些大型工程项目对 bim 技术的应用与推广，已经引起了设计、施工企 业的广泛关注，势必会对我国建筑设计、施工领域推广应用 bim 技术起到重要的 示范作用，引领公建项目机电安装工程乃至整个建筑行业的信息化发展。 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 7 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 2.1 公共建筑的基本概念 2.1.1 公共建筑的概念 公共建筑（publicbuilding） ，即供人们进行各种公共活动的建筑 14。 图 2-1 公共建筑模型示意图 公共建筑包含办公建筑（包括商业写字楼、专业办公楼、各部门办公楼） ， 商业建筑（如商场、超市、餐馆等） ，科教文卫建筑（包括文化、教育、科研、 医疗、卫生、体育建筑等） ，旅游建筑（如酒店、娱乐场所等） ，通信建筑（如邮 电、通讯、广播用房等） ，政法建筑（如公安局、检察院、法院、派出所、监狱 等）以及交通运输类建筑（如机场、高速公路、铁路、桥梁等） 。 而在国外，这一概念并不被统计机构广泛使用。下表 2-1 列出了国内外对于 公共建筑与商业建筑的定义。 表 2-1 各地公用建筑或商业建筑定义一览表15 地区 名称 定义 上海 公用建筑 用于办公使用建筑、商业使用、旅游场所、科教文卫使用 建筑、通信建筑及交通运输使用建筑。 香港 商业建筑 餐馆、零售、办公室、旅馆、教育、卫生医疗及其他杂项 的商业或公共服务。 美国 商业建筑 用于服务性行业的建筑，以及公立和私立学校、宗教及慈 善机构等，不包括用于生产制造、农业、矿业、林业及建 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 8 筑业的建筑。 英国 商业建筑 从事零售、餐饮、宾馆，房地产等商业活动的建筑用房。 加拿大 商业建筑 办公楼、餐饮、宾馆、商场、学校、医院、宗教场所、仓 库、大型聚集场所。 2.1.2 公共建筑的空间组成 公共建筑一般都是由主要使用部分、交通联系部分、次要使用部分这三类功 能与空间组合而成。主要使用部分是建筑内面积较大、面宽较长、高度较高、体 量较大的空间，如办公楼里的办公室、学校的教室，办公室等场所。次要使用空 间是公用建筑内次要使用的辅助部分， 其相对于主空间而言， 在面积大小、 高度、 面宽、长短、体量及造型方面都逊于主要使用空间，如厕所等场所。 各使用空间建立起密切的有机联系， 依赖于交通联系空间把各种空间有效地 组织起来，通常将过道、过厅、门厅、出入口、楼梯、电梯、自动扶梯、坡道等 称之为建筑的交通联系空间，可分为垂直交通、水平交通和枢纽交通三种空间形 式。垂直交通空间在布置时候要注意布置位置与数量依功能需要和消防要求而 定，应靠近交通枢纽，布置均匀并有主次，与使用人流数量相适应。水平交通空 间布置时候要与各部分空间有密切联系，要直接，尽量避免弯曲，还要注意有较 好的采光和照明条件。 交通枢纽空间设计布置时要使用方便， 合理布置结构组成， 应兼顾使用功能和空间意境的创造。 2.1.3 我国公共建筑的发展趋势 公共建筑是人们工作、生活必不可少的场所，近年来发展很快，并且大型、 超大型的建筑大部分均是公共建筑。近几年来，公共建筑的需求越来越大，全国 各地公共建筑如雨后春笋， 层不不穷， 并且公共建筑的结构形式也是越来越复杂， 形体越来越庞大，使用功能的要求也越来越多，对场所内环境质量要求也越来越 高，这也促使公共建筑建造时的各项技术的精确度和效率要求也在越加提高。 2.2 公共建筑机电安装工程项目的特点 作为公共建筑工程的一个重要组成部分， 机电安装工程涵盖了建筑中各类设 备、电气、给排水、暖通空调、消防、通信及建筑智能化系统的安装。机电安装 工程是指把不同型号、规格、性能、材质的设备、管路、管线等按照一定的要求， 有机的撮合起来，满足功能的使用要求。机电安装工程的施工活动涉及到设备采 购、安装、调试、试运行、竣工等不同的时期，其最终要实现的目的就是要满足 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 9 建筑内环境的功能要求 16。 机电安装涉及到很多方面，其学科跨度很大。尽管它有固有特性，但仍然有 很强的通用性 17。目前随着工业规模的日益扩大和民用建筑功能需求的增加，如 大型工业厂房和公共商业综合体项目的层出不穷， 其中的机电安装工程一方面体 量较大，另一方面设计及施工采用了许多新兴技术、新工艺和新材料。尤其是大 型、超大型的机电安装工程对大型设备吊装、系统集成、系统调试运行检测等技 术的要求越来越高。 公共建筑机电安装工程施工组织安排与其他类型建筑有所不 同，其特点主要表现为： 1）施工周期长。机电安装的施工活动从设备及安装材料的选择采购开始、 涉及到安装施工、调试运行、竣工验收各个不同时期，一直到满足该建筑的使用 功能。 2）涉及范围广。公共建筑机电安装工程通常涵盖了暖通空调设备安装、动 力配电及照明系统安装、给排水系统安装、消防系统安装、电梯安装、建筑楼宇 智能化、外景照明系统安装、节能环保等诸多不同的领域。 3）技术标准要求非常高。机电安装工程规模日益扩大，设计及施工采用了 许多新兴技术、新工艺和新材料。尤其是大型、超大型的机电安装工程对大型设 备吊装、系统集成、系统调试运行检测等技术的要求越来越高。 4）交叉协调管理工作多。机电安装工程涉及到多个专业，做好工程各专业 之间的交叉协调与配合也是一项重要的工作，如土建与机电的工作面交接、机电 与精装修的工作面交接，土建、机电及精装修之间的工序衔接、各机电专业管线 的综合排布在满足安装工艺要求的同时还需相互创造前置条件， 确保建筑空间的 有效利用和工序质量的保障。此外，机电安装工程还涉及到与项目部外围公共关 系的处理，如市政公用设施的引入（供水、供电、燃气、污废水排放等） 、设备 材料供应、以及进口机械设备的入关检验等。 2.3 国内公建项目机电安装工程项目管理现状及发展趋势 2.3.1 机电安装工程项目管理的内容 项目管理既是目标管理，也是协调单位与单位之间、部门与部门之间、人与 人之间关系协调的过程 16。机电安装工程的项目管理主要涉及质量管理、进度管 理、成本管理及安全管理等。 1.质量管理 1）建立科学的质量管理机构：作为大型机电安装工程项目的质量管理，项 目经理部建立由项目经理为第一责任人的质量管理机构。同时，以质量总监及质 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 10 量工程师为中心，其他相关部门配合的架构，对整个工程项目的质量进行专项的 监督和管理。使整个质量保证体系协调运作，确保工程质量始终处于受控状态； 2）确立严格的质量管理制度：包括质量责任制度、质量奖罚制度、材料进 场检验制度、施工过程三检制度、验收制度等； 3）制定切实可行的质量保证计划：按照项目质量管理体系要求，编制质量 保证计划。同时实施目标管理，进行质量目标分解。将分部分项工程落实到责任 人，从项目的各部门到专业班组，层层落实，明确责任，通过工序质量的保证来 实现工程质量目标； 4）编制专项施工及质量保证方案； 5）建立完善的机电施工样板。 2.进度管理 1）建立完善的计划保证体系：这是掌握施工管理主动权、控制施工生产局 面，保证工程进度的关键一环。机电安装工程总控计划控制大的节点框架，必须 保证按时完成，分阶段计划按照总进度控制计划排定，只可提前，不能超出总进 度控制计划限定的完成日期。采取日保周、周保月、月保阶段、阶段保机电分包 总进度控制计划的控制手段，使计划阶段目标分解细化至每一周、每一日，保证 总体进度控制计划的按时实现。此外，机电与土建等专业进行计划协调，避免工 序、技术、作业面等矛盾而影响计划的实施，切实保证计划的实施效果； 2）技术工艺及方案的保障； 3）劳动力资源的保障。 3.成本管理 项目部建立以项目经理为中心的成本控制体系， 并成立合约部专门负责成本 控制及索赔管理工作。成本管理主要涉及日常设计变更、工程洽商及签证的合约 计量，设备、材料采购的商务谈判及成本控制，劳务的合同谈判及成本控制，工 程报表等。 4.安全管理 1）建立完善的安全管理制度：如安全生产责任制、安全技术交底制、安全 方案审查制、安全专项资金保证制、定期检查及隐患整改制等； 2）针对机电专业特点，制定安全管理专项措施：如大型设备吊装安全措施、 施工用电安全措施、常用机电施工机械安全措施、管井洞口安全作业措施、电气 试运行安全措施等； 3）成立以项目经理为核心，项目生产经理、总工程师、安全总监、专业工 程师为安全负责人的全方位安全管控体系，切实做到“安全生产、人人有责”的 安全管理机构。 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 11 2.3.2 目前机电安装行业的现状 近些年来，随着我国城市化进程的加快，建筑业得到了迅速的发展，人民的 生活水平也得到了普遍提高。对于建筑产品，购买者对其产品的使用功能的要求 也在不断扩大， 而这种扩大则大量地表现在对建筑内部机电系统功能的更高要求 上。例如从过去对建筑满足供水供电的简单要求到舒适的中央空调、光纤通讯网 络、高速电梯、热水系统、直饮水系统、废水回收及中水系统、消防及火灾报警 系统、智能化的楼宇控制等更高要求。最终导致建设项目中机电安装工程所占的 工程量比重越来越大，机电施工技术要求标准也越来越高，这也就决定了机电安 装行业在工程建设中的地位和作用日益突出。 改革开放以来，我国各地也建成了一大批规模宏大、技术复杂的“高、大、 精、尖、特”的安装工程，说明我国安装技术已经达到世界一流水平。鸟巢和中 央电视台新址大楼和当代万国城为 2007 年世界十大建筑的第六、第七、第八位。 目前国内外机电安装工程施工中采用了一些新技术， 这给建筑安装工程带来 了很大的方便，大大提高了安装工作的效率。下面列举了一些机电安装工程中应 用的先进技术。 1）三维建模深化设计。这是基于 bim 技术或电子识别技术，依据 cad 电子 施工图或纸质图纸影像，实现虚拟三维建模下综合平衡技术的应用。次技术的基 本思想是，在计算机上进行建筑设计时，不再是对线段、弧线、圆等基本图元进 行操作，而是对带有属性信息的建筑构件进行操作。其特点是：首先在软件中， 用户以界面以面向对象的方式进行设计； 其次是用户直接使用三维模型来进行设 计；最后是软件支持开放数据标准，用户可以导入导出标准格式的数据，便于在 不同软件之间进行数据交换。利用这种技术可以有效解决设计和施工之间的衔 接，避免管线碰撞，合理布置各专业管线，提升空间利用率，实现多专业之间穿 插施工，充分使用多专业公用固定安装支架，提高工程质量并创造一定的经济效 益。 2）超高层建筑机电安装新技术。超高层建筑的层出不穷使超高层建筑钢结 构安装技术、超高层设备垂直吊装运输技术、超长大规模电缆垂直敷设技术、超 长大直径管道安装技术、多系统管道试压技术、系统调试技术、施工安全及防护 技术等运用越来越广。 3）管道焊接技术。不停输管道在线焊接全套技术在国内处于领先，并已经 达到国际先进水平。该技术已广泛应用在上海市澄海市燃气管道检测盒维护，并 取得了良好的实践效果。大直径厚壁不锈钢窄间隙 tig 自动焊接技术，是运用 46窄坡口设计，通过低焊接熔敷金属量来实现焊接接头的低残余应力残留， 结合焊接脉冲、热丝等功能来保障焊缝金属的高晶粒级别，并通过焊接电弧前后 第二章 公建项目机电安装工程的项目管理 12 端视频， 进而利用光缆连接的 pc 端及遥控器实现远程焊接操作控制的一种方法。 4）重型设备的吊装、组装和调试技术。集群千斤顶整体提升已经应用于大 型、重型单体结构的整体吊装，如首都图书馆新馆钢结构总重 10388t、北京首 都机场 a380 维修机库钢结构屋盖重 10500t，均是整体提升就位，创钢结构整体 提升世界第一。钢绞线承重液压式一种近 20 年国内发展的新颖的起重技术，它 具有长距离大吨位提升方面的特点和优越性，是传统技术不能比拟的。另外，许 多安装、吊装作业已成功的将计算机技术、网络技术、多媒体技术、数据库、光 纤通讯和机器人等应用于安装工程中， 是复杂的安装施工和大型吊装作业实现实 景监控、数据自动采集、传输和处理，三维传真模拟，对变形进行预测预报，并 且可以是参数自动调整和控制。 5）中央空调水系统防腐阻垢再生处理施工技术。这项技术是在循环冷却水 机冷、 热媒水系统管道表面进行除锈清洁后处理后涂刷防锈清洁处理后涂刷防锈 漆，然后涂刷调和漆，在管道内表面采用投加化学药剂，进行杀菌、除锈、去垢 等清洗操作，然后投加化学预膜剂，它能够快速穿过水垢、锈垢，在金属表面上 生成一层致密的武技沉积膜，阻断水中的溶解氧、氯根等腐蚀性介质与金属表面 直接接触， 从而防止金属被腐蚀。 该项技术具有操作方便、 快速高效、 节能环保、 降本增效的特点。 6）35kv 插拔式电缆头制作工艺。插拔式电缆头改变了以往连接部位裸露容 易造成安全事故的情况，提高了电气设备安全性能及连接的可靠性。插拔式电缆 头的另一个优点就是可重复利用，一单耐压试验不合格，插拔式电缆头可以拆卸 下来，部分部件可以重复使用。 随着经济发展，工程规模越来越大，使用功能要求也越来越多。为了方便现 场进行安装，在机电安装过程中，将设备、管路和管线组成的系统，分成若干模 块，以模块化的形式在制造厂进行成套制造、组装，再运到现场安装，如热能机 组、气体发生器等设备。模块化安装在确保施工质量、提高施工效率、降低施工 成本时体现了其优越性。同时，模块化安装也便于承揽国内外偏远地区的工程安 装项目。 随着我国建设部在 2004 年印发全国绿色建筑创新管理奖管理办法中提 出“为人民提供健康、舒适、安全的居住工作和活动空间，同时实现