BIM技術在建筑機電工程中的應用解析

何懷武

（廣西建工集團第二安裝建設有限公司 廣西柳州 545006）

引言

現在我們國家飛快的發展，也帶來一些其他方面的發展，計算機就是其中之一，而且計算機發展的非常之快，這樣就使CAD這種比較傳統的技術的設計的想法和方式改變了，使一些部分的相關技術人人員改變了手寫畫圖的方式，從而走向了電子化，從而縮短了設計周期，提高了設計質量，可以說CAD技術的應用是建筑工程領域的第一次革命。BIM技術是近幾年出現的一項數字化新技術，為建筑工程領域帶來了第二次變革，實現了從二維圖紙到三維模型的轉變。作為一項新興的科學技術，BIM正引領著建筑業信息技術走向更高層次，它的全面廣泛應用將對建筑工程領域產生無可估量的影響，為建筑業的發展帶來巨大的效益，使整個工程的質量和效益顯著提高。然而BIM技術在中國的應用還只是剛剛開始，但會逐步推廣和深入到建筑行業各個領域，從全球化的視角看，BIM作為一種全新的理念和技術，對其應用已成為建筑行業的主流。

1 建筑信息模型的發展及應用

在介紹建筑信息模型的發展及應用之前，應該首先了解下什么上建筑信息模型，這樣我們才能更準確應用這個模型到實際生活中。所謂的建筑信息模型，就是在現在比較自由的工業化生產的方式下，在建筑施工時，其的物理性質、所具有的功能性質和與之一切相關的有關這個工程的施工終止日期的是否可以算出來或者可以運算出阿里的一種形式，它是以三維數字技術為基礎，通過一個共同的標準（IFC，Industry Foundation Class），集成的建設程項目各種相關信息的工程數據模型。建筑信息模型是對工程項目實體與功能特性的數字化、參數化的表達，可以持續、及時地提供有關項目的各種實時數據，且完整可靠，是設計人員和工程技術人員應對各種建筑信息，實現協同工作的基礎。傳統的計算機輔助設計主要采用AutoCAD等設計軟件進行二維圖形的設計，然而這種工作模式與傳統手工繪圖方法類似，只是利用了計算機作為繪圖工具，提高了繪圖效率和繪圖精度，并未從根本上將設計師從繁重的繪圖任務中解放出來；另一方面，為了推敲細節與最終設計效果，設計師們雖然可以在3dsMax等三維設計軟件中制作效果圖，然而此類三維模型并未集成建設工程所用的材料、材質及其他相關信息，其目的僅僅是為了得到三維動畫或效果圖；此外，傳統設計軟件無法將平面、立面、剖面與三維模型統一關聯，某一圖紙作了變動，其它圖紙并不隨之改變，因此往往出現各種圖紙表達互相矛盾的現象。以上是目前CAD設計面臨的普遍問題，是進一步提高設計水平和設計效率所面臨的嚴重挑戰，因此通過計算機新技術來解決這些問題便成為各軟件廠家競相研究的對象。建筑信息模型技術提供了可靠的解決方案，它根據設計圖紙將整個建筑在電子三維環境中完整的表現出來，模型中蘊含了完整的實際信息，包括材料、材質、規格、型號、尺寸、構造及其他各種相關信息，從而把整個建筑模型化、數字化。

在機電的工程中可以應用這個建筑信息模型。我們相關方面的技術人員在進行有關機電作業的時候，可以充分利用BIM這項技術，BIM里的一些特殊的功能比如碰撞檢查、施工模擬及工程量統計，可以指導我們如何在現場工作，達到節約材料、控制成本、加快施工進度、確保工期目標的目的。在工程建設過程中，借助于BIM技術，還可以對施工現場的施工管理預先進行模擬，對建筑材料的堆放位置、方法和建筑設備的位置、工作流程進行優化，提出最優施工方案，合理調配人員數量、建筑材料、機械設備等建設資源。對于重難點施工部位，還可以通過精確預演模擬現場施工過程，減少因施工順序，施工技術方案不合理造成的返工和浪費。通過BIM技術相關軟件建立三維數字信息模型，在施工深化階段對建筑、結構及機電專業管線進行綜合碰撞檢查，是BIM技術較為直觀、突出的功能之一。由于BIM軟件所搭建的數學模型是帶有材料材質、規格、型號及尺寸信息的數字模型，因此在信息量足夠的條件下，可以對現場施工所用建筑材料的數量進行準確計量和預算，同時，可以準確測量預制構件的尺寸，從而避免預制構件的尺寸錯誤。它可以將發生沖突的管線以高亮的形式顯示出來，從而使施工技術人員及時發現沖突，并在施工深化階段對管線布局進行合理優化，避免因后期返工帶來工程費用的增加及建設工期的延長。

2 BIM技術在模擬施工中的應用

在四維環境中對施工進度和施工流程進行仿真，可以通過可視化的方式分析項目活動，減少工期延誤和施工工序中的其它問題。利用AutodeskNavisworksSimulate進行四維仿真的具體步驟如下：將模型幾何圖形與時間、日期相關聯制定施工順序；從項目管理軟件導入時間、日期和其它任務數據，以此在明細表和項目模型之間創建動態鏈接；制定預計時間和實際時間，以及可視化的計劃進度與實際進度之間的偏差。AutodeskNavisworksSimulate軟件，有很多優秀的工具供我們使用，這里面給我們準備了很詳細的關于4D的動畫的模擬演示和如何制作一個動畫的步驟，如果我們想對我們的想法進行實踐，這也是可以允許的，對施工流程進行模擬仿真，從而幫助加深項目理解，提高可預測性。為了驗證該軟件在模擬施工中的可行性，我們建立了仿真模型，并根據樣板間工程的實際施工進度，進行了仿真分析，期間通過改變某些工作間的銜接關系、縮短某些工序的持續時間，加快了施工進度，保證了計劃工期的順利實現。通過仿真分析，BIM技術可以通過可視化的方式對施工進度和施工程序進行模擬，可以對施工難度大及重點施工部位進行精確預演，從而減少因施工順序、施工技術方案不合理等原因造成的返工和浪費。

3 BIM技術在機電工程材料數量統計中的應用

BIM技術，除了能在上面所介紹的領域內發揮作用，還可以進行其他方面的研究，對于材料的統計就是其中之一。Autodesk R evitMEP里含有很多內容而且對于這些內容都有很細的描述，可以對很多方面所涉及的材料的數量、型號等進行統計計數。從長遠利益看，BIM技術得到的效益已經超越了設計和施工階段，并將惠及整個建筑物的運行、維護和設施管理。并可以對統計結果計算求和。BIM技術是建筑業信息技術應用發展的必然產物，對BIM技術的應用可以使建筑工程更快、省、更精確，各工種相互配合更協調、更方便。

4 結論

總之，我們可以通過與Autodesk R evit有關的或者相近似的軟件可以實現我們將BIM技術應用在建筑機電施工方面的想法，結合工程實際分析了BIM技術在模擬現場施工、材料數量統計方面的應用，通過一個很巧妙的方面就可以解決很困難的機電管線的問題，這個方法就是相互碰撞之間的檢查，并將其仿真結果應用于指導現場施工。BIM技術的出現極大地提高了建筑業的生產效率，隨著軟件與硬件的進一步發展，BIM技術作為一種新生的科技力量，必將推動傳統建筑行業快速發展，并引起整個建筑生產方式的巨大變革。

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