建筑机电工程BIM技术的应用

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建筑机电工程BIM技术的应用

发布日期： 2015-01-08 发布：  

  2014年23期目录       本期共收录文章20篇

　　【摘要】建筑机电工程施工阶段，其建筑信息的构建主要彰显在机电图纸深化设计之中。现阶段，伴随着科学技术的不断发展，建筑信息化速度越来越快，BIM技术（建筑信息模型）已成为了目前建筑业的时政热点，由于其满足诸多工程项目三维深化设计要求，故得到了极大地推广与应用。于机电施工阶段，经由构建信息模型，可开展碰撞检测、管线综合设计、预制件加工、工程量统计、系统平衡校核等工作。而在机电安装工程中，综合利用建筑信息模型的模拟性、协调性、可出图性与优化性，能优化空间布局。本文通过立足建筑信息模型角度，深入阐述其在机电工程应用中的流程与作用，旨在指导工程实践，实现建筑业的可持续发展。
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　　【关键词】BIM技术；机电工程；应用
　　目前，信息化技术处于高速发展状态，建筑信息趋向于三维可视化发展方向，并与工程信息完美融合，逐渐走向工程管理方向，积极搭建建筑信息模型，已成为了目前建筑业发展的主要方向。伴随着BIM技术在国外发达国家的广泛应用，国内诸多建筑设计团队也积极引进BIM技术，利用有关软件进行三维建筑模型设计。基于此，笔者主要从机电工程出发，深入探究BIM技术在建筑机电工程中的应用价值。
　　1 BIM技术的科学内涵
　　1.1 建筑信息模型概述
　　BIM技术，即为建筑信息模型，可用于工程设计、施工、管理等各个阶段，属于一种有效的数据化工具。从其特点出发，主要表现在五个方面：一是可视性，二是协调性，三是模拟性，四是优化性，五是可出图性。简单而言，BIM技术应用于建筑工程设计、施工与管理，依托于三维数字技术，糅合了各个阶段的数据资料，包括规划、设计及建造与营运，共同孕育于3D模型中，完善了建筑物的整个生命周期。工作人员在应用该模型时，能获取完整、精确的数据，指导项目设计师决策。从本质上来讲，各个阶段的各项工作搭载信息均融于建筑生命周期中，有助于将信息孤岛完全消除。而信息数据间的关联与互动，能有效预防信息流失。
　　1.2 建筑信息模型核心建模软件
　　立足于BIM技术建模软件角度，其核心包括四个公司：（1）Revit系列（Autodesk公司），在民用建筑中较为适用，具有较多的兼容互导软件；（2）建筑、结构和设备系列（Bentiev公司），在基础设施与工厂设计领域值得推广；（3）Vector Works、AllPLAN或ArchicAD（Nemetschek公司），在国内处于疲劳态势；（4）CATIA系列（DassauIt公司），主要适用于机械设计制造领域。
　　1.3 建筑信息模型应用优势
　　构建建筑信息模型，具有三维可视化优势，可解决碰撞检查、管道碰撞等各个方面的问题。具体而言，其主要表现在三个方面：（1）采用Revit MEP，可实现各专业间可视化作业，优化机电管线碰撞检测及机电系统计算检测，同时能够及时发现在设计中存在的错漏区域，可生成生产材料设备明细表。此外，经Revit建模完毕后，都对各种明细表（包括管道总长、门窗表等）进行统计，指导工程预算与管理；（2）采用office Proiect及NaviSworks软件，对施工场景进行模拟，经由项目进度管理功能，可对建筑施工进度进行可视化管理；（3）采用NaviSWOrks软件，经由四维仿真、动画级效果图功能能分析设计意图，并对施工流程进行仿真处理，提高了工程设计的可预测性，增强了项目团队间的协作效率。
　　2 BIM在机电工程应用中的核心技术
　　2.1 管线设计
　　考虑到机电工程具有较多的专业，故而存在较多的设备与管线，在施工上具有很大的难度。基于此种状况下，充分综合BIM技术，可对机电工程进行深化设计，从工程实际情况出发，科学、合理布置管线。在项目开工阶段，工作人员在开展图纸深化设计作业时，可同步构建建筑信息三维模型，综合考虑各专业与项目进度要求与专业图纸，开展碰撞检查，并生成碰撞审核报告。以审核报告为依据，可对设计进行再优化，从而形成一套完善的、系统的管线综合设计方案。基于此，能综合排布机电管线、施工工序，预防工序冲突，避免出现返工等问题。此外，应用BIM技术可开展漫游检查作业，对管道布置进行漫游，可观察机电管线整体效果，明确设备、机电管线与空间关系。
　　2.2 碰撞检查
　　碰撞检查主要是指于施工前预先发现机电工程中不同专业、不同部分间出现的干扰与冲突。考虑到碰撞易影响施工质量，故在机电工程中必须要强化碰撞检查，其中多表现为硬碰撞。具体而言，在机电工程中，碰撞主要表现在四个方面：一是各个管道间发生的碰撞，二是桥架与管道间的碰撞，三是设备与管道的碰撞，四是结构与管道间的碰撞。采用BIM技术，强化各专业管线碰撞检查，以碰撞检查状况为依据，对管线空间布局进行合理调整，可提高综合排布效果。在BIM技术碰撞检查功能中，可观察到标准层走廊处风管与消防管道、风管等易出现冲突，经对风管局部安装高度进行调整，可预防冲突，避免后期出现返工现象。
　　2.3 设计、出图、交底及施工
　　与常规立面图、平面图、剖面图比较，BIM技术出图功能强大，通过碰撞检查后可优化净高并漫游工序，明确机电各专业科学标高与位置，自三维模型将平面图与剖面图导出，具有准确性，并附有清晰的标注，可指导施工。此外，借助BIM技术，可利用视频或三维图纸进行交底，指导现场施工。具体而言，借助其可视化功能，将模型与实际工程进行对比，可观察实际项目与理论间的差距，促使业主明确与建筑相关联的功能性，进而评估施工过程，及时修正可能出现的情况。通常地下室机电安装工程较为复杂，存在较多的不规则轴线，同时伴有锅炉房、配电室、制冷机房，而设计层高偏低，风管尺寸较大，结构梁较高。借助BIM技术的可视化功能，可有效解决这类问题。另外，在交底时可组织现场工人，对施工地行三维技术交底，从不同角度、方位进行观察，可预防设计偏差，促使现场工人掌握管线走向，能避免出现排布错误。 　　3 BIM在机电工程管理中的应用
　　3.1 统计施工材料
　　在建筑信息模型建造过程中，模型绘制工作完成后，需依据实际需要，统计单个系统所用材料、数量，优化项目管理策划。通常而言，物资小组以不同施工阶段需求为依据，操作模型可获取相应数据，有助于指导物资招标，有助于制定一套完善的物资进场计划，便于开展库房设置。从总体角度上来看，借助BIM数据模型可明确各种施工信息，完善人力安排，优化材料计划，有助于提高施工管理效率。
　　3.2 管理、控制施工进度
　　利用Navisworks软件，能编制项目施工进度，提高跟踪跟进工作效率。在应用该软件中，可明确当日需完成的施工内容，同时可对已完成工程量都进行了详细标记，经监督施工进度，可利用合理方法进行系统调整。
　　3.3 控制工程造价
　　遵循三维图形模式，可达框图出价效果，极大地提升了预算的准确性，提高了月度产值审核速度。此外，利用该项技术可实现业主投入资金的实时追踪，并进行及时更新，于任意时间内能进行投资资金拨款比例查阅。此外，于设计变更中，可计算变更部分造价，避免或降低不必要的经济损失。
　　3.4 案例分析
　　以某机电安装工程为例，建筑面积达434258.67m2，属于一个汇集甲级办公楼、五星级酒店等为一体的地标性综合体，标高异常复杂，结构降板较多，同时机电用房多、系统较为齐全，为组织各专业管线的安装施工，通过利用BIM技术，可优化设计机电管线优化。首先，于项目施工前，成立了BIM小组，制定BIM工作计划，借助Autodesk-Revit-Mep等软件构建建筑、机电、结构等模型，并导入BIM平台，叠加原始图纸原始。接着，进行管道碰撞检查，，优化管线空间布局（如图一所示）。将原走廊新风管调至旁边办公室内，重新排布管道后促使最低标高为2.55米，维修空间充足。同时，应用桥架、风管与梁下安装紧贴，在风管下方进行水管布置，化解了管线交叉矛盾。最后，优化设计及出图，并将三维图与平面图结合进行交底。
　　结束语
　　综上所述，建筑信息模型主要以建筑工程中各个专业信息数据为前提，参照建筑工程整体框架，构建三维立体模型，经由数字信息仿真进行建筑工程真实信息模拟，其具有可视性、优化性，能有效化解管线交叉矛盾，进行空间布局优化，已成为了广大建筑工作者研究的重要课题。目前，利用建筑信息模型可完成项目全生命周期信息化管理，已成为了全球建筑行业的里程碑技术。
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