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BIM技术在建筑机电工程设计施工中的应用

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：孙魁胜

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，并在建筑机电工程中得到了广泛的应用。

        身份证号码：15012219890825xxxx 内蒙古呼和浩特市 010000
        摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，并在建筑机电工程中得到了广泛的应用。传统的建筑机电设计已经不能再较好的和现阶段建筑需求相适应，为了谋求我国建筑行业的进一步发展，建筑设计和安装的信息化进程被提上日程。随着BIM技术，也就是建筑信息模型的引入，建筑行业寻找到崭新的发展思路，在创新中找到了建筑行业的新生。本文将从当前建筑现状出发，结合BIM技术的应用理念，呈现BIM技术在建筑机电设计应用的优势，从而找寻设计和施工管理方面的进一步改进策略。
        关键词：BIM技术；超高层建筑；设计与施工管理
        引言
        近年来，因具有信息共享、一体化和建筑全生命周期等方面的优势，BIM技术在建筑行业获得了越来越多的应用。建筑机电作为建筑业中必不可少的重要组成部分，在当前项目规模越来越大、涉及专业越来越多的趋势下，将BIM技术作为指导建筑机电工程设计和施工的重要工具应用到项目建设中具有积极意义，有利于保障设计质量、提高施工效率、完善项目效果。
        1BIM技术的含义
        BIM技术也就是建筑信息模型（Building Information Modeling），也叫做建筑信息化管理，通过对建筑各项信息数据的收集整合，运用相关的信息技术对建筑物现有真实信息进行仿真模拟，再加以三维建模，从而完成物业管理、设备管理、工程化管理。BIM技术同时具备信息的一致性、完备性、关联性、协调性、模拟性、可视性、可出图性、优化性等多重特点。
        2BIM技术在设计阶段的应用
        2.1可视化设计提高空间运用水平
        可视化设计的含义就是设计者通过三维建模以及平面图设计，对仿真参数的合理性进行研究探讨，对于其中不合理的地方进行改正。三维建模能够较好的简化原有机电管线的分布，通过对于机电管线的全方位立体化展现，从而更好地研究机电管线的空间分布情况，同时还可以恰当利用RevitMEP模型，对于其生成的物体剖面图进行分析研究，并且能够根据剖面图带有的材料、参数等信息更好地模拟出机电管线的立体位置。这样形成的可视化模型，能够对于剖面、平面、三维模型都有一个较为直观的呈现，从而更好地展现设计师的设计理念，也能让施工人员更为清晰地理解设计师的意图，使得相关信息更加准确地传递，避免由于图纸不清晰而导致的施工效率低下，工程效果较差。
        2.2管线碰撞检查及排布优化
        建筑机电工程具有明显的集成特性，各类管线和桥架的碰撞检查一直是一个重点和难点。传统的碰撞检查方面，只能采用二维图纸的方式进行检查，由于各类管线、桥架尺寸等均无法通过二维图纸的方式精准呈现出来，难以将构件碰撞的风险隐患准确反映出来，因此各构成要素之间易发生冲突，随之提升了管线排布难度。而采用BIM技术措施可转变传统的工作方式，建立3D管理方案，在建模功能的支持下，有助于全面开展碰撞检查活动，一旦发现有碰撞方面的问题，可以通过调整管片位置等方法避免冲突。因此整合各专业模型，将其集中呈现于BIM平台之中，此方式能够在工程前期发现问题，有效避免了返工等现象，从根本上提升整体的建筑机电工程施工质量。
        2.3信息化技术实现碰撞检查效率提高
        由于机电管线的分布空间有限，而机电管线本身又过于密集，因此机电管线之间可能会产生相互碰撞的情况，从而可能对项目进展造成不好的影响，导致项目的前期投入一定程度上的浪费。而BIM技术的运用则能够较好的避免这个问题，同时还能有效地提高工程质量，优化工程设计，有效降低建筑投入成本，在建成之后，也能为机电管线的检修维护减少工作难度。同时，在施工过程中，施工人员可以根据BIM技术下的机电管线设计方案进行仿真参数模拟，不仅能够有效提高施工项目的效率，还能加强与客户之间的沟通，从而更好地适应客户们的需求。

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        3BIM技术在建筑机电工程施工中的主要应用
        3.1施工深化模型创建
        施工深化模型是施工正式实施前开展的准备工作。施工管理人员以设计阶段施工图纸、模型成果为依据，根据自身的施工设施设备情况、施工组织规划和现场条件，对设计模型成果进行进一步深化和调整，使模型中包含所有信息能合理满足施工工艺、管理流程上的需求。深化后的模型最终应通过各参建单位的审核确认，最终用于指导施工作业。
        3.2BIM局部分析和碰撞解决
        依据机电深化排布原则，考虑标高、检修空间等综合因素，调整各管线布置位置，后碰撞验算，反复调整至符合规范及设计要求，解决机电-机电、机电-土建、机电-钢结构及其他专业等碰撞问题。（1）机电-机电碰撞：传统蓝图水专业管线交叉排布，只体现走向，无法指导管线排布，通过BIM模型模拟管线排布，可选择最优翻弯方案，三维交底，避免返工。（2）机电-土建、钢构碰撞：传统设计存在各专业间配合不到位的弊端，如通风专业风管位置与钢结构专业斜梁冲突，通过采用BIM设计，可减少设计缺陷与失误，提高设计效率。
        3.3模块划分、预制加工
        利用BIM技术进行模块划分，根据加工厂的设备加工需求合理利用法兰进行管道分段，结合阀门、仪表形成各种设备模块。综合考虑管道场外预制和运输的便利，实现现场安装无焊接，模块划分接口避开管道支吊架部位。通过RevitAPI接口，自主研发了revit插件，可以将管线在满足国家规范的情况下大批量自动切割划分管道，并自动按规则编号。模块划分完毕后，利用的三维尺寸标注出图。通过二次开发插件完成管线尺寸标记、标注等工作并生成ISO管线加工图。工厂根据图纸和材料表的数据信息，利用专业的加工设备对管道进行机械化流水制造，加工、焊接、探伤、热处理，严格的生产流程在保证了质量的同时大大减少了临时材料、零星材料的使用量，降低了加工成本。在BIM模型中对每个模块信息进行自动编码，编码具有空间位置唯一性、可查询性，将图纸上传至网络服务器生成二维码作为模块自身独有的身份“ID”，现场技术人员通过扫描二维码即可查看图纸。
        3.4施工进度计划管理
        根据施工深化设计模型、施工进度计划资料，按照不同深度、不同周期的进度计划要求，将进度计划与施工深化模型进行关联，结合虚拟设计与施工技术对项目实际进度和虚拟进度进行跟踪和对比，从而科学有效的发现进度偏差，及时采取纠偏措施。
        结语
        综上所述，随着建筑建筑业的发展，传统机电工程领域所应用的二维图纸已无法满足建筑机电工程实施的需要，而依托BIM技术在该领域的应用，能很好地呈现出机电安装工程的具体情况，对施工方案做出合理的优化，特别是能避免因多专业分别设计导致的管线碰撞等传统技术难以在前期发现的问题，为后续各环节施工提供可行指导。该技术的应用极大地提高了建筑工程电气设计的质量和效率，其在建筑机电工程的应用有进一步提高的空间。
        参考文献：
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