BIM深化設(shè)計在電氣安裝工程中的應(yīng)用

耿巨

摘? ? 要：結(jié)合山東省濟寧中醫(yī)院工程項目，論述了BIM技術(shù)在建筑電氣安裝工程中的應(yīng)用情況。重點介紹了電氣專業(yè)BIM建模方法、機電管綜優(yōu)化思路以及電氣安裝工程中的應(yīng)用，為BIM技術(shù)在大型公建項目中電氣及管道安裝的應(yīng)用探索出了新方向。

關(guān)鍵詞： BIM;機械車庫;電氣;管網(wǎng);碰撞檢查;凈空高度

1? 引言

當今，隨著計算機科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，而建筑行業(yè)是所有行業(yè)里信息化程度最低的，將建筑工程的設(shè)計、建造、管理通過數(shù)字化形式表現(xiàn)，將成為建筑業(yè)的趨勢[1]。就我國傳統(tǒng)的建筑行業(yè)模式來看，過多依賴于設(shè)計人員的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)，在某些情況下往往由于設(shè)計人員失誤造成施工階段的返工甚至更嚴重的工程質(zhì)量問題。

目前，BIM技術(shù)在國外應(yīng)用的較為成熟，在其發(fā)展過程中，專家學(xué)者們對BIM的研究也經(jīng)歷了一系列的過程，逐步將BIM體系進行完善，最終應(yīng)用到實際案例當中。相對而言，國內(nèi)對BIM的研究及應(yīng)用尚在初級階段，BIM行業(yè)體系還需進一步完善。本文以近年來國內(nèi)外研究及探討為基礎(chǔ)，以建筑電氣安裝工程視角，以山東省濟寧中醫(yī)院項目地下車庫電氣及管道安裝工程為案例進行探討。

2? 工程概況

濟寧中醫(yī)院項目坐落于山東省濟寧市市中區(qū)，規(guī)劃總用地面積約15公頃，本次建設(shè)項為Ⅰ區(qū)建筑醫(yī)療綜合樓。建筑主體由主樓地上十六層，地下兩層;裙樓地下一層，地上五層組成。本建筑總面積12.7萬平方米，其中地下一層為雙層機械停車庫、設(shè)備機房區(qū)域;地下二層為戰(zhàn)時急救醫(yī)院，放射科。

3? 采用BIM技術(shù)的科學(xué)性

建筑行業(yè)發(fā)展到今天，建筑結(jié)構(gòu)愈發(fā)往高、大、難方向靠攏，對于電氣安裝專業(yè)更加細化、系統(tǒng)更加繁多，管網(wǎng)愈發(fā)復(fù)雜。利用BIM技術(shù)創(chuàng)建各專業(yè)信息模型，并進行優(yōu)化，可有效提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，提升設(shè)計、施工質(zhì)量，減少后期的設(shè)計變更，避免人力、物力的浪費。

濟寧中醫(yī)院作為大型醫(yī)院項目綜合體，機電設(shè)備系統(tǒng)多，管線數(shù)量密集，交叉量大，地下車庫綜合管網(wǎng)布置需要對各專業(yè)知識都有較全面的理解。如何能科學(xué)地進行綜合管道優(yōu)化排布，對本項目機電安裝施工提出了較高要求。

4? 應(yīng)用BIM的前期分析

原設(shè)計中將地下車庫定義為雙層機械停車庫，車庫電氣橋架種類繁多且設(shè)計方案過于密集，圖紙卻并未對電氣橋架及各專業(yè)管道敷設(shè)標高提出合理設(shè)計。不同系統(tǒng)管道之間、管道與土建之間存在大量相互交叉，標高沖突等現(xiàn)象，各專業(yè)需相互協(xié)調(diào)管理。為保證使用功能實現(xiàn)，將雙層機械停車庫凈空高度設(shè)定為3.6m。

5? 項目BIM應(yīng)用體系及流程

5.1? BIM團隊專業(yè)人員構(gòu)成

在專業(yè)分工方面，不采用通常的專業(yè)細分模式，而是分為土建與機電設(shè)備兩大專業(yè)，電氣安裝與管道安裝合為機電安裝工程。土建工程師負責(zé)建筑、結(jié)構(gòu)的模型繪制，機電工程師負責(zé)電氣、暖通、給排水模型繪制。

5.2? BIM軟件的選擇及應(yīng)用

目前國內(nèi)BIM行業(yè)軟件有若干種，例如Revit、Magicad（廣聯(lián)達）等。其中Revit軟件在我國建筑業(yè)BIM體系中使用較為廣泛。關(guān)于幾種軟件的具體介紹，本文不多贅述。通過對以上BIM軟件使用感受，綜合考慮本項目地下車庫整體機電管線體量較大，選擇采用Revit軟件進行土建模型的創(chuàng)建，采用基于CAD平臺的Magicad軟件進行機電專業(yè)管道模型的創(chuàng)建。在管道優(yōu)化過程中利用BIM軟件的碰撞檢測功能進行碰撞測試，并生成碰撞檢查報告。

5.3? 機電BIM模型建造標準

BIM標準應(yīng)主要包括三個方面內(nèi)容：信息交換規(guī)范、解決方案、應(yīng)用指導(dǎo)。在參照國內(nèi)外BIM現(xiàn)行建模標準的前提下，同時結(jié)合本項目自身需求，制定出企業(yè)內(nèi)部BIM建模標準，包括機電各專業(yè)模型文件的保存名稱格式標準化，各專業(yè)管道三維模型的繪制顏色標準化，以及優(yōu)化過程中不同階段的模型繪制深度。

5.4? 機電BIM優(yōu)化流程

（1）原圖紙的深入閱讀及審圖。匯總各專業(yè)圖紙，首先需熟悉建筑、結(jié)構(gòu)圖紙，對車庫建筑層高、結(jié)構(gòu)梁高等情況有所認識，了解整體建筑、結(jié)構(gòu)形式。而后開始對原設(shè)計機電安裝各專業(yè)（給排水、暖通、電氣、醫(yī)用管道）圖紙進行深入閱讀，理解設(shè)計人設(shè)計意圖，并在閱圖過程中查找錯、漏、碰、缺問題，對于一些不清晰處及時與設(shè)計單位溝通核實。

（2）創(chuàng)建各專業(yè)BIM模型。各專業(yè)BIM工程師根據(jù)初步修正后的圖紙進行三維模型創(chuàng)建。利用基于CAD平臺的Magicad軟件創(chuàng)建電氣橋架及管道模型。筆者在使用過程中發(fā)現(xiàn)，利用CAD圖層功能進行不同系統(tǒng)的電氣橋架圖層的隱藏和打開，會提升建模效率。在創(chuàng)建電氣及管道模型時，可先統(tǒng)一約定管道標高，例如：約定所有橋架標高為一米，待所有機電管道創(chuàng)建完成后，按原設(shè)計標高進行整體移動。最后，將土建模型與機電模型進行匯合。

（3）模型碰撞檢測。將已匯合完成的土建、機電模型，利用BIM軟件自帶碰撞檢測功能進行沖突點檢測。本項目地下車庫由于體量較大、管道系統(tǒng)數(shù)量多，采用“分區(qū)域碰撞”理念，即將整層綜合管網(wǎng)根據(jù)結(jié)構(gòu)梁高與管道管徑及數(shù)量的綜合關(guān)系，首先劃分為若干區(qū)域，根據(jù)不同區(qū)域情況，可策劃不同管道排布方案，逐一對各區(qū)域進行碰撞檢測及優(yōu)化，最終在滿足管道施工便利及觀感良好的前提下，實現(xiàn)所有區(qū)域的凈空高度最大化。

根據(jù)生成的碰撞報告，對車庫機電模型進行分析，因地下一層電氣橋架規(guī)格較大、管線數(shù)量眾多且分布相對集中，同時重力排水管走徑過長且標高偏低，壓低了電氣橋架安裝高度，發(fā)現(xiàn)大部分停車位區(qū)域管道凈空不足3.6米。

（4）分析最優(yōu)解決方案。根據(jù)碰撞檢查得出的結(jié)果，結(jié)合設(shè)計施工圖紙對模型進行深化設(shè)計，并及時與設(shè)計單位進行溝通探尋最佳施工方案，使整個機電綜合管網(wǎng)更加合理化。在進行管道優(yōu)化調(diào)整時，切實結(jié)合實際施工，遵循“橋架避讓水管、小管讓大管，有壓讓無壓”的原則，同時為各專業(yè)管道支吊架預(yù)留出空間。

經(jīng)過與業(yè)主方、設(shè)計方、監(jiān)理方開會商討，借助BIM技術(shù)三維可視的優(yōu)勢，使各方直觀了解到問題所在，最終各方一致決定由設(shè)計單位修改為普通單層停車庫，同時對部分規(guī)格較大電氣橋架進行設(shè)計調(diào)整，保證各專業(yè)管道施工安裝便利。

6? BIM模型的現(xiàn)場應(yīng)用

模型優(yōu)化調(diào)整完后，將模型分層、分專業(yè)，統(tǒng)一輸出成CAD格式文件，并將電氣橋架及各專業(yè)管道標高、管徑等信息標注。根據(jù)優(yōu)化后的施工圖紙，進行實際安裝?，F(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)模型及現(xiàn)場施工情況進行比對，對于模型中不完善或現(xiàn)場實際情況較難施工的部位，對模型進行二次優(yōu)化，確保做到現(xiàn)場實際管道安裝與模型保持一致。

7? 結(jié)語

BIM作為一種新型的、科學(xué)的工具，集成了策劃、設(shè)計、施工階段的地理位置、規(guī)模尺寸、建筑構(gòu)件信息、設(shè)備信息、空間布局信息等，實現(xiàn)了建筑信息的持續(xù)應(yīng)用，避免了信息流失和斷層問題。基于BIM的信息管理框架的構(gòu)件思路的核心就是改變傳統(tǒng)的信息傳遞和共享方式，通過BIM將不同階段、不同參與方之間的信息有效集成起來，真正實現(xiàn)建設(shè)項目全生命周期的信息管理。

濟寧中醫(yī)院車庫電氣安裝工程BIM技術(shù)的應(yīng)用，提前避免了重大施工問題，同時也探索出了實用的BIM管道綜合排布方法，積累了經(jīng)驗，為BIM技術(shù)在電氣安裝工程的應(yīng)用進行了嘗試。

參考文獻：

[1] 顏文杰.BIM技術(shù)在地下室綜合管網(wǎng)布置中的應(yīng)用[J].建筑施工，2016（304）：182～184.

[2] 楊德磊.國外BIM應(yīng)用現(xiàn)狀綜述[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013（6）：89～94.

[3] 程淑針，李澤蘭.BIM技術(shù)在成功大廣場項目中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2014（43）：102～105.