機電工程綜合管線優(yōu)化中BIM技術(shù)的運用

張浩

（綠地房地產(chǎn)事業(yè)二部產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)部 上海市 201108）

引言

BIM技術(shù)也被稱之為建筑信息模型技術(shù)，該項技術(shù)的使用需要以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，模擬并仿真性的構(gòu)建機電工程綜合管線設(shè)備等，賦予管線設(shè)備集成化以及可視化的特性。在施工活動開展的前期，需要開展管線的碰撞檢查工作，不斷的優(yōu)化其原本的圖紙設(shè)計工作內(nèi)容，最大限度的提升圖紙的閱讀效率以及質(zhì)量，在建筑施工時期減小其實際的損失，避免其產(chǎn)生二次施工的現(xiàn)象，實時的開展技術(shù)交底的工作。確保機電工程綜合管線的運行狀態(tài)，更好的達到該機電工程項目施工活動開展的預(yù)期目標。

1 機電工程綜合管線的優(yōu)化

1.1 重要性

現(xiàn)代化機電工程項目中，綜合管線的布置形式具有多樣化的特性，需要對給排水管道、消防噴淋管道、橋架、風管等進行綜合的布置。機電專業(yè)所設(shè)計圖紙需要正確的劃分出其專業(yè)，同時開展各類系統(tǒng)的繪制工作。但是在實際的系統(tǒng)運行過程中，其各個系統(tǒng)之間的連接性不夠緊密，缺乏溝通，其系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性也比較差，無法進行高效的合作。另外機電設(shè)備的系統(tǒng)管線十分的繁雜，對其管線的施工任務(wù)量也比較繁重，建筑設(shè)施能予以使用的空間存在約束性，這就導(dǎo)致在實際的施工現(xiàn)場，各類機電系統(tǒng)出現(xiàn)碰撞的問題，若不能在項目的前期去優(yōu)化項目的管線，就會讓該建筑設(shè)施的凈高度受到影響，拉低建筑設(shè)施的使用效果，同時還會影響到建筑設(shè)施的美感。所以，施工單位需要了解施工的現(xiàn)場狀況，以其狀況為基礎(chǔ)，合理的使用相關(guān)的技術(shù)，優(yōu)化各類專業(yè)管線設(shè)備的排列以及走向等，提升其凈高數(shù)值，確保其管線綜合布置的可行性，賦予其管線美觀性以及實用性的特征。

1.2 必要性

①綜合管線合理的布置會在一定程度上提升建筑設(shè)施的凈高度數(shù)值，避免其產(chǎn)生二次重復(fù)性施工的問題，從而減少二次施工的經(jīng)濟損失。②對機房及樓層平面區(qū)域內(nèi)機電管線進行綜合性的排布設(shè)計，會有效的調(diào)整機電和土建等專業(yè)之間的關(guān)系，不會讓其產(chǎn)生專業(yè)層面施工的沖突性問題，精確的進行管線和預(yù)留洞的定位設(shè)置，防止其影響到結(jié)構(gòu)的施工活動。有效的彌補了原本設(shè)計層面上的不足問題，減少各類施工損失。及時的核對各類機電設(shè)備的性能參數(shù)，讓其設(shè)備清單變得更加的完整，供貨商和廠家要定期去核定各類設(shè)備的訂貨技術(shù)標準要求，把數(shù)據(jù)傳達給設(shè)計人員，讓設(shè)計人員實時的檢查設(shè)備的支架等參數(shù)是否符合相應(yīng)的標準要求，并協(xié)助結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。③要合理的去布置專業(yè)機房設(shè)備，讓設(shè)備的運行以及維修等工作可以順暢的進行，給予其足夠的安裝空間，完成各類管線的檢測以及更換等的工作。

2 BIM技術(shù)的運用

2.1 BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)主要是以建筑工程中的各類信息數(shù)據(jù)為基準，構(gòu)建三維的模型結(jié)構(gòu)，通過數(shù)字信息去仿真性的設(shè)計工程項目模型，利用機電工程管線設(shè)備的三維模型，更為真實有效的還原出管線設(shè)備在該建筑空間內(nèi)的心梗以及使用狀況。BIM技術(shù)具有可視化，可模擬，可優(yōu)化，可出圖的四大特點。將BIM技術(shù)應(yīng)用到機電工程綜合管線的優(yōu)化工作中，會有效的提升其工作的便捷程度。構(gòu)建建筑信息模型，合理的使用整體設(shè)計理念，從全局出發(fā)，處理好各類機電管線系統(tǒng)的綜合排布問題，讓其和建筑設(shè)施模型保持一個極為緊密的連接關(guān)系，給建筑工程設(shè)計人員提供出一個更好的視覺效果，不斷的深化其決策方案，最大限度的發(fā)揮出BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2 具體應(yīng)用

為了能深入的探究BIM技術(shù)在機電工程綜合管線優(yōu)化中的應(yīng)用要點，本文主要以我國某超高層項目的部分綜合管線優(yōu)化項目為例進行BIM技術(shù)應(yīng)用要點的講解。分析BIM技術(shù)的使用流程以及使用優(yōu)勢，反哺給設(shè)計院對機電各系統(tǒng)進行合理的設(shè)計。

2.2.1 前期準備工作

機電工程管線的綜合優(yōu)化需要做好前期的準備工作，各類專業(yè)不同的工程師需要相互之間進行配合，以此來更好的完成模型的構(gòu)建工作，讓其項目的模型保持高度的一致性，制作較為統(tǒng)一的樣板文件，讓各類系統(tǒng)的搭建工作可以更好的完成，給其后期各類系統(tǒng)的整合檢測碰撞工作做鋪墊，依據(jù)客戶以及自身的標準要求，打印后期的施工圖紙，確保其圖紙的一致性。在其施工案例中，樣板文件需要以尺寸繪制的軸網(wǎng)為基準，依據(jù)數(shù)據(jù)去合理的繪制標高。利用原本CAD的圖紙，在其基礎(chǔ)上重新構(gòu)建仿真性的建筑信息模型，并處理好CAD圖紙，將該圖紙中的內(nèi)容全部轉(zhuǎn)移到某一個統(tǒng)一的位置點上。這樣才能保證導(dǎo)入R evit軟件后，所有圖紙才能基于一個點，基于相同的軸網(wǎng)搭建模型。三維設(shè)計的圖紙一般文件比較大，所有為保證電腦軟件流程的運行，一般將各個系統(tǒng)分開單獨搭建。

圖1 管道綜合圖

2.2.2 各個系統(tǒng)搭建

首先是土建模型的搭建。在機電設(shè)備建模設(shè)計中，土建模型的搭建是為了創(chuàng)造出一個空間感，后面各個系統(tǒng)的模型搭建只能在這個空間內(nèi)進行，這樣的話就能讓綜合管線布置走向有真實感的存在。本案例中，土建模型設(shè)計只對建筑完成面、結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)梁、頂板進行搭建。在機電工程中，暖通系統(tǒng)因為風管管件占用比較大的空間，遵循著小管讓大管的原則，一般對暖通系統(tǒng)不采取大的變動。在各個系統(tǒng)的繪制中，相對于cad設(shè)計，主要是給予管道系統(tǒng)一個高度值，這樣能夠便捷的形成三維立體視圖，更加真實形象的展現(xiàn)出管線綜合布置走向。例：搭建出如圖標準層及避難層機電綜合模型。

圖2 標準層機電綜合模型

圖3 避難層機電綜合模型

2.2.3 利用Navisworks軟件進行碰撞檢測

由于revit的圖紙正常比較大，各個系統(tǒng)整合在一起，運行起來就相當?shù)睦щy。因此正常導(dǎo)出為Navisworks軟件能識別的文件格式，把文件縮小，重新整合在一起，進行綜合管線模擬碰撞。通過Navisworks進行碰撞檢測，可以根據(jù)自己需要單獨的對各個系統(tǒng)進行碰撞檢測。以下為冷凍機房的實例，通過BIM模型管線碰撞，提高了凈高及解決了諸多管線碰撞的問題，使得施工單位對于整體更加清晰明了，把控度更強，減少返工，施工美觀合理，系統(tǒng)更加優(yōu)化。

實例：冷凍機房：

難點一：超高層建筑桁架部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機電管線布置困難。

圖4

難點二：涉及系統(tǒng)多，控制室、配電室、高區(qū)冷卻水補水消防合用水箱系統(tǒng)、弱電各大系統(tǒng)等于一體。

圖5

難點三：機房內(nèi)布局緊湊，深化設(shè)計協(xié)調(diào)內(nèi)容工作量大。

圖6

解決方案：

通過強大的BIM建模支持，深化人員憑借豐富的設(shè)計經(jīng)驗，避開主桁架，合理排布機電管線，繪制剖面圖，確定深化設(shè)計方案。

優(yōu)化理念：

（1）管線貼梁布置，節(jié)省機電安裝空間；

（2）減少彎頭，降低管阻，節(jié)約成本；

（3）管線布置于同一標高，便于制作統(tǒng)一聯(lián)合支架；

（4）機電管線的布置遵從“小讓大，少讓多”的原則。

管線的支架形式：

設(shè)備出口采用減震支撐；

空調(diào)水平管道采用工字鋼支撐及雙拼槽鋼支架。

2.2.4 其他應(yīng)用

當然通過revit軟件還能對綜合優(yōu)化圖紙進行便捷的平面剖大樣的出圖，還有各個系統(tǒng)的工程量的快速計算等等。單單是BIM技術(shù)的簡單應(yīng)用，就能實現(xiàn)對復(fù)雜的綜合管線進行深化設(shè)計，如果將BIM技術(shù)更加成熟的運用，還能對重要的設(shè)備間進行三維建模，進行真實渲染。另外還可以進行虛擬漫游等。

圖7

3 結(jié)語

依據(jù)文章上述的內(nèi)容可以得知，專業(yè)的綜合管線深化工具，可將二維施工圖的設(shè)計與三維信息化設(shè)計理念充分融合，解決了傳統(tǒng)CAD軟件較難實現(xiàn)的剖面圖設(shè)計、更新、管線的綜合排布、碰撞檢測等難題；使施工圖的設(shè)計、各專業(yè)協(xié)調(diào)等方面的效率得到顯著提高。管線布置綜合平衡技術(shù)是依據(jù)工程實際將各專業(yè)管線設(shè)備在圖紙上通過BIM進行圖紙上的預(yù)裝配，將問題解決在施工前。

綜述BIM技術(shù)應(yīng)用到機電工程綜合管線的管理中十分的重要，通過BIM技術(shù)進行各類施工環(huán)結(jié)構(gòu)的模擬，以便于及時的找出其在實際的施工現(xiàn)場中所存在的各類碰撞問題以及沖突問題，盡可能的降低其設(shè)計產(chǎn)生變更的問題，盡可能的提升施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率以及質(zhì)量，拓展BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍，讓BIM技術(shù)可以逐漸成為機電工程項目施工管理的核心技術(shù)，用其技術(shù)來不斷的強化自身企業(yè)的競爭實力，合理的管理并經(jīng)營企業(yè)。