BIM技术的机电安装工程设计中的应用分析

BIM技术的机电安装工程设计中的应用分析

林健

身份证号码：44148119881115xxxx

摘要：在信息化时代的背景下，BIM（BuildingInformationModeling）技术是信息化技术应用于建筑行业的必然产物。机电安装工程设计的必要性、重要性不言而喻，因此也应该搭上信息化技术带给建筑行业变革的快车。利用BIM技术的三维可视化、碰撞检查等技术手段，帮助设计人员及时发现并解决管线碰撞、净高不足等问题，减少现场返工次数，从而有效减少资源浪费，并且快速统计工程量，有效控制造价，提高设计质量。

关键词：机电安装工程；设计；BIM技术

BIM即建筑信息模型，指的是运用建筑三维设计软件与一系列工程设计软件所建立的“可视化”的数字三维模型，该模型可以为建筑全生命周期中的开发商、设计方、施工方乃至最终的业主等各环节的用户提供“模拟和分析”的一个虚拟建筑。运用该模型，可以对项目进行建筑设计、建筑施工以及建筑运营管理，最终使项目实现节约成本和提高效率。

1工程概况

某办公建筑，多层公共建筑，框架式结构，总建筑面积7565.3m2（其中，地下：1120.3m2，地上：6445m2），建筑地下一层，地上六层，地下一层为人防，地上为办公，建筑总体高度23.8m，地下埋深5.3m。

在建筑工程施工中，机电安装工程设备与管线错综复杂，常出现管线之间或者是管线和结构构件之间的碰撞，同时在设备安装的过程中，容易考虑不到建筑的室内净高问题，就会造成施工的返工情况，甚至存在安全隐患。传统的建筑施工过程中，进行机电深化设计的时候，是通过二维管线综合设计来协调机电各专业的管线布置。但是，二维管线综合设计只是将暖通、给排水、电气专业的平面管线布置图进行了简单的叠加，并且依照相应的规则确定了各系统管线的相对位置，然后确定各专业管线的标高，最后再对关键部位绘制局部剖面图。这样的设计方式有以下不足：（1）机电专业管线交叉处只能靠人的眼睛观察，难以进行全面的分析。存在着梁高变化比较大的区域，常常是管线之间的碰撞问题解决了，但是忽略了管线与梁之间的碰撞；（2）在二维管线综合设计中，管线碰撞处的处理均是局部处理，容易出现在此处不存在碰撞，但是又带来了别处的碰撞；（3）在二维管线综合设计中管线的标高问题，只有在绘制剖面图的位置时候有准确定位，而其余的管线并没有确定标高，这个问题会直接导致管线碰撞；（4）暖通空调、给排水、电气等多专业的二维CAD平面图纸多而繁乱，而且只是通过“平面＋局部剖面”的方式，对于管线交叉复杂位置的二维CAD图纸表达是不够充分的；（5）在二维管线综合设计上，暖通空调、给排水、电气各专业的工艺布置要求是按照指导原则进行布置，但是没有考虑空间结构比较复杂或者是净高要求比较高的情况下，就存在了局限性。

由上可知，传统的CAD机电深化设计存在着大量的不足，因此本工程运用BIM技术进行机电安装工程设计，能解决上述传统的CAD机电深化设计出现的问题。

2BIM技术在机电安装工程化设计中的应用

针对本工程办公建筑机电安装工程设计，过去的项目中采用传统的CAD设计方式，在建筑机电工程施工的过程中，经常会出现管线碰撞的情况，因此，此次本工程运用BIM技术对机电安装工程建立信息模型，该模型是对整个机电工程的一次虚拟设计建造的过程，在设计建造的过程中，可以发现很多在设计中及单专业校审过程中很难发现的隐藏问题，是一次全面的机电专业设计与建造的检查过程。

2.1构建BIM模型

本工程组建了BIM工作组，设计人员在各专业图纸的基础上，利用Revit系列软件创建BIM三维模型，在搭建建筑信息模型的时候，工作组分为建筑组、结构组、机电组，最终构建的模型中覆盖了建筑、结构、暖通空调、给排水、电气等专业的模型，在Revit软件搭建的时候，同时给各个构件填写了参数，具体参数包括了如构件的尺寸、构件的规格、设备的型号、构件的材料等具体信息。

创建流程是先建立建筑模型和结构模型，然后在建筑、结构模型的基础上进行暖通空调、给排水、电气模型的搭建，最后根据各专业的要求，对各专业的管线进行合理的调整，最后出一份管线综合与碰撞检测的报告文档，然后按照做过管线综合与碰撞检测后的图纸出图。机电专业管线的过程是，建立暖通、给排水、电气模型的过程中调整管线的位置，遇到管线碰撞的情况，及时地调整。传统的CAD图纸并不直观，等到工程完工后才能看到实际的管线综合布置效果，在施工中经常发现碰撞的情况，因此采用BIM技术进行管线综合碰撞检查，可以在工程施工前就可以看到真实尺寸的管线。如图1所示，为该办公建筑负一层管线综合三维模型与实物对照图。

图1三维模型与实物对照图

2.2管线碰撞检查

在保证机电专业的系统要求上，结合建筑设计时的吊顶高度，对暖通、给排水、电气等专业的模型进行设计，在设计中要遵照一些基本的原则，比如有压的管道避让无压的管道等原则，进行机电管线的综合检查。综合检查完成过后，再运用Revit进行碰撞点检测，生成管线碰撞报告。对于一些简单的碰撞，本工程内部进行沟通调整，协商解决方案，然后再调整模型，直至综合模型在布局合理的情况下实现零碰撞。本工程负一层的桥架与水管碰撞如图2所示，可以看出桥架与消防水管发生了碰撞，属于机电专业碰撞，在这里桥架虽然已经进行翻转，但是仍然无法避让开与消防水管的碰撞。属于设计错误，最后通过分析，应该是改变桥架进入电井的位置。

图2桥架与水管碰撞图

传统的CAD图纸不能体现暖通、给排水、电气系统之间的碰撞情况，设计师易忽略一些管线碰撞的问题，因此在该办公建筑管道设备模型的仿真建立过程中，本文将管线设备的二维图纸进行集成和可视化，然后进行管线碰撞检查，减少了在建筑施工阶段可避免的损失和返工的概率，更加方便进行技术交底，从而实现了管线综合优化布置，节约施工成本，合理配置资源的目的。

3结束语

本文以某办公楼建筑项目为例，展示了BIM技术的优势与特点。从中得出了以下结论：BIM技术在建筑设计中比CAD更具优势，特别是在大型公共建筑、市政工程、地下空间等的设计当中发挥着巨大作用，BIM技术将会极大地推动建筑行业的发展。通过BIM机电模型与建筑模型的碰撞检查，优化设计与管道布置的原则，可提高图纸的设计质量，节约施工成本，合理配置资源。

参考文献：

[1]纪凡荣，徐友全，曾大林，赵灵敏，张秦．BIM技术在某项目管线综合中的应用[J]．施工技术，2013，42（3）.

[2]张建平．BIM技术的研究与应用[J]．施工技术，2011，40（1）.