淺談BIM技術(shù)在機(jī)電深化設(shè)計中的應(yīng)用

吳 耀 吳 輝 項龍康

（1.中建八局第三建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210046； 2.中建安裝集團(tuán)南京公司，江蘇 南京 210046）

機(jī)電設(shè)計范圍比較廣泛，通常應(yīng)用于建筑行業(yè)當(dāng)中，由于人們的生活水平提高，使得人們對建筑的要求也越來越高，為了更好地保障建筑質(zhì)量，就需要加強(qiáng)對機(jī)電安裝的管理。而在機(jī)電安裝中，首先需要做好對機(jī)電的深化設(shè)計，才能滿足最終的需求，而在機(jī)電深化設(shè)計中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以使設(shè)計效率得到大幅度提升，通過構(gòu)建相關(guān)模型，從而隨時對現(xiàn)場實際進(jìn)度情況進(jìn)行跟蹤，達(dá)到建筑施工動態(tài)閉環(huán)控制的最終目的。

1 BIM 技術(shù)的概述和特點

1.1 BIM 技術(shù)概述

BIM 是建筑信息模型，通常是根據(jù)建筑工程中的相關(guān)信息建立的數(shù)據(jù)模型技術(shù)，利用計算機(jī)建立BIM 三維模型并構(gòu)建出虛擬的三維圖像，從而可以準(zhǔn)確地反映項目中的各種信息數(shù)據(jù)，從而為建筑施工提供更加有效的施工管理情況。

1.2 BIM 技術(shù)的特點

BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于建筑施工當(dāng)中，所以BIM 技術(shù)通常具有以下三個不同的特征：首先是具有聯(lián)合設(shè)計的特點，在建筑施工中通過BIM 技術(shù)可以構(gòu)建出建筑施工的相關(guān)三維模型圖，有利于更加高效地協(xié)調(diào)工作，使建筑單位的施工效率得到提升；其次是BIM 技術(shù)具有非常強(qiáng)大的協(xié)調(diào)能力，可以及時搜集和渲染計算機(jī)技術(shù)中的各項數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對相關(guān)文件的有效管理[1]；最后BIM 技術(shù)由于是通過計算機(jī)建立的三維模型，因此在建筑施工中，能夠更好地實施工程設(shè)計，以提高工程設(shè)計的科學(xué)性。

2 機(jī)電設(shè)計中應(yīng)用BIM 技術(shù)的重要性

由于BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑施工中，因此BIM 技術(shù)使得建筑施工的質(zhì)量得到了重大提升。在機(jī)電的安裝中，由于機(jī)電安裝工作面大，施工范圍廣，因此在機(jī)電深化設(shè)計和安裝的過程中，需要根據(jù)機(jī)電深化設(shè)計的現(xiàn)場施工實際情況對圖紙進(jìn)行重新設(shè)計，才能確保機(jī)電深化設(shè)計圖紙符合施工需求，并有利于最大限度地確保相關(guān)機(jī)電設(shè)備的正常有序運(yùn)行。而在機(jī)電設(shè)計中應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠很好地發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙和實際施工中存在的差異，可以做到及時對設(shè)計圖紙進(jìn)行修正，使機(jī)電安裝更加合理，從而確保機(jī)電安裝工作的有效進(jìn)展，防止施工中出現(xiàn)的各種問題，提高了建設(shè)施工的整體品質(zhì)。

3 BIM 技術(shù)設(shè)計流程

3.1 分析施工圖紙

在機(jī)電設(shè)計的初期，對機(jī)電設(shè)計圖紙進(jìn)行精細(xì)化分析，有利于發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)計系統(tǒng)中存在的鏈接方法和設(shè)備類型之間的關(guān)系，避免出現(xiàn)鏈接錯誤或者設(shè)備型號不對的情況[2]。在機(jī)電深化設(shè)計的過程中，借助BIM 技術(shù)構(gòu)建出相應(yīng)的三維模型圖，將設(shè)計中可能存在的碰撞點信息直接呈現(xiàn)出來，并根據(jù)經(jīng)濟(jì)高效的原則，對設(shè)計的孔洞、水管排布、風(fēng)管橋架等進(jìn)行優(yōu)化。從而能夠大幅度提高機(jī)電管線對建筑空間的利用率，同時也能夠確保后續(xù)對管線的檢修不會受到影響。

3.2 模擬施工進(jìn)程

在保證機(jī)電安裝合同按期交工中，為了防止出現(xiàn)因為施工而導(dǎo)致的不合理情況拆改而耽誤工期，就需要借用BIM技術(shù)實現(xiàn)對機(jī)電安裝施工進(jìn)度的有效模擬。通過三維模型的模擬后，對相關(guān)復(fù)雜部位進(jìn)行施工安裝，可以根據(jù)施工的進(jìn)度情況，調(diào)整并完善三維模型圖，在和三維模型圖的對比中，將圖紙重點位置進(jìn)行標(biāo)注，可以確保施工圖紙符合施工的設(shè)計要求，使施工圖紙中可能存在的錯誤和缺陷得到修正，有利于更好地指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

4 BIM 技術(shù)運(yùn)用的關(guān)鍵過程分析

4.1 模型搭建中確立構(gòu)件名

通常利用BIM 技術(shù)對基礎(chǔ)模型進(jìn)行搭建時，需要確立統(tǒng)一的構(gòu)件名稱，只有統(tǒng)一的構(gòu)件名，才能有效確保模型信息的通用性和對所需獲取信息的保證。在機(jī)電深化設(shè)計的碰撞檢查中，注意建模的模型參數(shù)精準(zhǔn)度，可以對模型參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩ㄎ唬跇?gòu)建模型中增加材質(zhì)、類型等信息，可以實現(xiàn)對圖紙的有效檢測，也有利于更好地指導(dǎo)施工，并對其進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化分類，從而達(dá)到圖紙設(shè)計的精確定位目的。

4.2 構(gòu)建二次元模型

從某種程度而言，按照一定的分類進(jìn)行建模，需要從建筑施工的情況和施工的合理性去看待，針對機(jī)電深化設(shè)計模型而言，合理地分配相關(guān)設(shè)計工作，同時按照工程項目的內(nèi)容進(jìn)行工作分類，可以使機(jī)電設(shè)備管道排煙和送風(fēng)有效地運(yùn)行。為了加強(qiáng)對這些機(jī)電設(shè)備的管理，必要的時候，還可以對不同位置的模型施加不同的顏色進(jìn)行區(qū)分，能夠避免施工中可能存在的各種不必要麻煩。

4.3 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和機(jī)電模型進(jìn)行分類

在機(jī)電深化設(shè)計中，需要將BIM 技術(shù)的三維模型與機(jī)電深化設(shè)計結(jié)合在一起，并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)中的鏈接將其轉(zhuǎn)移到機(jī)電模型中，作為重要的參考依據(jù)，有利于提高施工的整體效率。為了確保施工結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性，需要對存在的問題進(jìn)行修改，最終可以對機(jī)電模型中的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行相應(yīng)程度的修改。

4.4 針對圖紙和模型進(jìn)行核對檢查

利用BIM 技術(shù)對機(jī)電深化進(jìn)行三維模型的建立，可以將三維模型和圖紙進(jìn)行有效地對比，通過查缺補(bǔ)漏的方式，實現(xiàn)對圖紙和模型中存在的問題進(jìn)行有效彌補(bǔ)，因此對圖紙的核對與檢查過程中，就需要進(jìn)行重點重視。在建筑施工機(jī)電深化中，由于不同的設(shè)備，如暖通、排水、電氣等設(shè)備同屬于碰撞檢查的內(nèi)容，因此機(jī)電深化設(shè)計中的相關(guān)設(shè)備在實際運(yùn)行中，通常會在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)不經(jīng)意的碰撞等情況，而對于管線綜合的碰撞問題，就必須利用到BIM 技術(shù)，然后通過三維模型對這些設(shè)備碰撞進(jìn)行分析，最終提出解決措施。

5 機(jī)電深化設(shè)計BIM 技術(shù)的應(yīng)用策略

5.1 檢查與布局

通常在機(jī)電設(shè)計過程中，可以借鑒現(xiàn)代化信息模型，并由施工人員和技術(shù)人員確定相關(guān)施工的角度，根據(jù)不同的主管線，從而繪制機(jī)電設(shè)計安裝的剖面圖。利用BIM 技術(shù)，在智能建筑模型中設(shè)置相關(guān)參數(shù)，由專業(yè)人員繪制管線，可以確保管線碰撞檢查工作的順利完成。在機(jī)電設(shè)計階段，由于電氣機(jī)械專業(yè)系統(tǒng)分割缺乏從施工角度出發(fā)，導(dǎo)致電氣機(jī)械系統(tǒng)缺乏管道等附件類型，如果僅僅只是在設(shè)計圖紙階段，很難對建筑施工的供水、排水、消防等設(shè)備位置進(jìn)行深度設(shè)計和精確調(diào)整。在機(jī)電深化設(shè)計的過程中，使用BIM 技術(shù)創(chuàng)建三維模型，可以根據(jù)對應(yīng)碰撞點確定布線的干涉點和狀態(tài)等信息。在高效的經(jīng)濟(jì)布局原則下，最大限度的開辟建筑中的相關(guān)承重構(gòu)件，有利于更好地提高風(fēng)管托盤以及管道空間的利用率，確保機(jī)械和電氣安裝管道的施工與維護(hù)工作。

5.2 對管線碰撞的檢測

使用BIM 技術(shù)可以在計算機(jī)上構(gòu)建管線的三維模型圖，并依據(jù)設(shè)計圖紙深化管線，可以提高對管線的標(biāo)高和路由的確認(rèn)。因此在機(jī)電深化設(shè)計的過程中，就需要保證管線的施工空間和施工順序，而在排布的過程中，當(dāng)產(chǎn)生這些問題后，需要及時對現(xiàn)場施工的標(biāo)高位置進(jìn)行調(diào)高，同時在調(diào)整過程中，對于那些可能存在的問題及時進(jìn)行改進(jìn)和定位。并對原有的管線、支架以及閥等部件全部拆除，由于需要對腳手架進(jìn)行反復(fù)的拆裝和搬運(yùn)，在拆除后，除去依舊可以利用的腳手架外，對于那些無法使用的零部件則需要進(jìn)行重新購置。在建筑施工中，為了避免可能影響施工進(jìn)度的因素，還可以借助CAD 等制圖軟件輸入相關(guān)的施工數(shù)據(jù)，從而形成三維圖形，并在碰撞檢測過程中，對具體的功能進(jìn)行合理的檢測，有利于更好地繪制出機(jī)電施工的管線圖。

5.3 對管線的安裝協(xié)調(diào)

在建筑施工的各個環(huán)節(jié)中，施工質(zhì)量會直接影響到整體建筑質(zhì)量，為了確保建筑場地可以充分發(fā)揮出最大的施工功效，在建筑內(nèi)的水電設(shè)備安裝和管理必須做到精細(xì)化。因此機(jī)電設(shè)計和安裝在整個建筑施工環(huán)節(jié)必須具備有整體性的特點，才能避免因為施工不到位而導(dǎo)致的拆改、返工等現(xiàn)象，為了更好的確保工程質(zhì)量，可以使用建筑信息對接的方法，從而更詳細(xì)的規(guī)劃安裝流程，使工程量和材料設(shè)備等實現(xiàn)對成本的有效監(jiān)控。

5.4 從三維凈高進(jìn)行分析

在機(jī)電深化設(shè)計中，基于BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)多專業(yè)系統(tǒng)的三維凈高分析，在這些部分中，其中有一部分內(nèi)容屬于建筑施工的重點研究內(nèi)容。所以在機(jī)電深化設(shè)計中利用BIM 技術(shù)進(jìn)行協(xié)同分析軟件創(chuàng)建，并構(gòu)建出不同的“選擇樹”和“查找對象”，可以更好地創(chuàng)建出相應(yīng)的選擇集。而在對應(yīng)的測試條件過程中，進(jìn)行運(yùn)行測試，可以對項目的成員測試結(jié)果進(jìn)行實時變更相關(guān)模型位置，同時在保證機(jī)電深化設(shè)計的優(yōu)化和設(shè)備的布局過程中，能夠建立起一套切實完整可行的機(jī)電管線設(shè)計方案。

5.5 大型機(jī)房

在機(jī)電安裝工程中，大型機(jī)房深化是重點。由于機(jī)房內(nèi)的設(shè)備較多，同時各種管線結(jié)構(gòu)又比較復(fù)雜。因此為了更加合理的布控，以滿足后期施工空間、評獎創(chuàng)優(yōu)等目標(biāo)，就需要借助各類三維模型軟件，實現(xiàn)對建筑機(jī)電的大型機(jī)房進(jìn)行深化設(shè)計。結(jié)合相關(guān)機(jī)電設(shè)計圖紙，有利于更好地完成對大型機(jī)房管線和標(biāo)高的準(zhǔn)備工作。根據(jù)相關(guān)三維圖紙進(jìn)行審核設(shè)計，能夠更好地優(yōu)化設(shè)計圖紙，從而確定設(shè)備的相關(guān)位置。但由于大型機(jī)房的空間較為狹窄，且設(shè)備之間的距離較小，因此可根據(jù)設(shè)備功能、單體尺寸、配套接管閥門等進(jìn)行局部整體拼裝，然后采用模塊化運(yùn)輸?shù)跹b的方式完成后續(xù)施工。

6 結(jié)語

在機(jī)電深化設(shè)計的過程中，當(dāng)遇到復(fù)雜的機(jī)電深化時，會給整個建筑施工產(chǎn)生很大的麻煩，所以在機(jī)電深化設(shè)計中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以有效地解決這些問題，使整個設(shè)計圖紙能夠更加清晰、合理，同時對于原有設(shè)計圖紙中存在的不合理位置進(jìn)行修正，不但可以降低整體施工的成本，還能提高施工質(zhì)量，使建筑施工更加符合當(dāng)前建筑綠色化、智能化、自動化趨勢。