淺談BIM技術在機電深化設計中的應用

吳 耀 吳 輝 項龍康

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

機電設計范圍比較廣泛，通常應用于建筑行業當中，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量，就需要加強對機電安裝的管理。而在機電安裝中，首先需要做好對機電的深化設計，才能滿足最終的需求，而在機電深化設計中應用BIM 技術，可以使設計效率得到大幅度提升，通過構建相關模型，從而隨時對現場實際進度情況進行跟蹤，達到建筑施工動態閉環控制的最終目的。

1 BIM 技術的概述和特點

1.1 BIM 技術概述

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

1.2 BIM 技術的特點

BIM 技術主要應用于建筑施工當中，所以BIM 技術通常具有以下三個不同的特征：首先是具有聯合設計的特點，在建筑施工中通過BIM 技術可以構建出建筑施工的相關三維模型圖，有利于更加高效地協調工作，使建筑單位的施工效率得到提升；其次是BIM 技術具有非常強大的協調能力，可以及時搜集和渲染計算機技術中的各項數據信息，實現對相關文件的有效管理[1]；最后BIM 技術由于是通過計算機建立的三維模型，因此在建筑施工中，能夠更好地實施工程設計，以提高工程設計的科學性。

2 機電設計中應用BIM 技術的重要性

由于BIM 技術被廣泛應用于建筑施工中，因此BIM 技術使得建筑施工的質量得到了重大提升。在機電的安裝中，由于機電安裝工作面大，施工范圍廣，因此在機電深化設計和安裝的過程中，需要根據機電深化設計的現場施工實際情況對圖紙進行重新設計，才能確保機電深化設計圖紙符合施工需求，并有利于最大限度地確保相關機電設備的正常有序運行。而在機電設計中應用BIM 技術，能夠很好地發現設計圖紙和實際施工中存在的差異，可以做到及時對設計圖紙進行修正，使機電安裝更加合理，從而確保機電安裝工作的有效進展，防止施工中出現的各種問題，提高了建設施工的整體品質。

3 BIM 技術設計流程

3.1 分析施工圖紙

在機電設計的初期，對機電設計圖紙進行精細化分析，有利于發現機電設計系統中存在的鏈接方法和設備類型之間的關系，避免出現鏈接錯誤或者設備型號不對的情況[2]。在機電深化設計的過程中，借助BIM 技術構建出相應的三維模型圖，將設計中可能存在的碰撞點信息直接呈現出來，并根據經濟高效的原則，對設計的孔洞、水管排布、風管橋架等進行優化。從而能夠大幅度提高機電管線對建筑空間的利用率，同時也能夠確保后續對管線的檢修不會受到影響。

3.2 模擬施工進程

在保證機電安裝合同按期交工中，為了防止出現因為施工而導致的不合理情況拆改而耽誤工期，就需要借用BIM技術實現對機電安裝施工進度的有效模擬。通過三維模型的模擬后，對相關復雜部位進行施工安裝，可以根據施工的進度情況，調整并完善三維模型圖，在和三維模型圖的對比中，將圖紙重點位置進行標注，可以確保施工圖紙符合施工的設計要求，使施工圖紙中可能存在的錯誤和缺陷得到修正，有利于更好地指導現場施工。

4 BIM 技術運用的關鍵過程分析

4.1 模型搭建中確立構件名

通常利用BIM 技術對基礎模型進行搭建時，需要確立統一的構件名稱，只有統一的構件名，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。在機電深化設計的碰撞檢查中，注意建模的模型參數精準度，可以對模型參數進行適當的定位，在構建模型中增加材質、類型等信息，可以實現對圖紙的有效檢測，也有利于更好地指導施工，并對其進行進一步的細化分類，從而達到圖紙設計的精確定位目的。

4.2 構建二次元模型

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

4.3 根據建筑結構和機電模型進行分類

在機電深化設計中，需要將BIM 技術的三維模型與機電深化設計結合在一起，并根據建筑結構中的鏈接將其轉移到機電模型中，作為重要的參考依據，有利于提高施工的整體效率。為了確保施工結構模型的準確性，需要對存在的問題進行修改，最終可以對機電模型中的結構模型進行相應程度的修改。

4.4 針對圖紙和模型進行核對檢查

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

5 機電深化設計BIM 技術的應用策略

5.1 檢查與布局

通常在機電設計過程中，可以借鑒現代化信息模型，并由施工人員和技術人員確定相關施工的角度，根據不同的主管線，從而繪制機電設計安裝的剖面圖。利用BIM 技術，在智能建筑模型中設置相關參數，由專業人員繪制管線，可以確保管線碰撞檢查工作的順利完成。在機電設計階段，由于電氣機械專業系統分割缺乏從施工角度出發，導致電氣機械系統缺乏管道等附件類型，如果僅僅只是在設計圖紙階段，很難對建筑施工的供水、排水、消防等設備位置進行深度設計和精確調整。在機電深化設計的過程中，使用BIM 技術創建三維模型，可以根據對應碰撞點確定布線的干涉點和狀態等信息。在高效的經濟布局原則下，最大限度的開辟建筑中的相關承重構件，有利于更好地提高風管托盤以及管道空間的利用率，確保機械和電氣安裝管道的施工與維護工作。

5.2 對管線碰撞的檢測

使用BIM 技術可以在計算機上構建管線的三維模型圖，并依據設計圖紙深化管線，可以提高對管線的標高和路由的確認。因此在機電深化設計的過程中，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，當產生這些問題后，需要及時對現場施工的標高位置進行調高，同時在調整過程中，對于那些可能存在的問題及時進行改進和定位。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行反復的拆裝和搬運，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行重新購置。在建筑施工中，為了避免可能影響施工進度的因素，還可以借助CAD 等制圖軟件輸入相關的施工數據，從而形成三維圖形，并在碰撞檢測過程中，對具體的功能進行合理的檢測，有利于更好地繪制出機電施工的管線圖。

5.3 對管線的安裝協調

在建筑施工的各個環節中，施工質量會直接影響到整體建筑質量，為了確保建筑場地可以充分發揮出最大的施工功效，在建筑內的水電設備安裝和管理必須做到精細化。因此機電設計和安裝在整個建筑施工環節必須具備有整體性的特點，才能避免因為施工不到位而導致的拆改、返工等現象，為了更好的確保工程質量，可以使用建筑信息對接的方法，從而更詳細的規劃安裝流程，使工程量和材料設備等實現對成本的有效監控。

5.4 從三維凈高進行分析

在機電深化設計中，基于BIM 技術的應用，可以實現多專業系統的三維凈高分析，在這些部分中，其中有一部分內容屬于建筑施工的重點研究內容。所以在機電深化設計中利用BIM 技術進行協同分析軟件創建，并構建出不同的“選擇樹”和“查找對象”，可以更好地創建出相應的選擇集。而在對應的測試條件過程中，進行運行測試，可以對項目的成員測試結果進行實時變更相關模型位置，同時在保證機電深化設計的優化和設備的布局過程中，能夠建立起一套切實完整可行的機電管線設計方案。

5.5 大型機房

在機電安裝工程中，大型機房深化是重點。由于機房內的設備較多，同時各種管線結構又比較復雜。因此為了更加合理的布控，以滿足后期施工空間、評獎創優等目標，就需要借助各類三維模型軟件，實現對建筑機電的大型機房進行深化設計。結合相關機電設計圖紙，有利于更好地完成對大型機房管線和標高的準備工作。根據相關三維圖紙進行審核設計，能夠更好地優化設計圖紙，從而確定設備的相關位置。但由于大型機房的空間較為狹窄，且設備之間的距離較小，因此可根據設備功能、單體尺寸、配套接管閥門等進行局部整體拼裝，然后采用模塊化運輸吊裝的方式完成后續施工。

6 結語

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