BIM深化設(shè)計(jì)在電氣安裝工程中的應(yīng)用

耿巨

摘? ? 要：結(jié)合山東省濟(jì)寧中醫(yī)院工程項(xiàng)目，論述了BIM技術(shù)在建筑電氣安裝工程中的應(yīng)用情況。重點(diǎn)介紹了電氣專(zhuān)業(yè)BIM建模方法、機(jī)電管綜優(yōu)化思路以及電氣安裝工程中的應(yīng)用，為BIM技術(shù)在大型公建項(xiàng)目中電氣及管道安裝的應(yīng)用探索出了新方向。

關(guān)鍵詞： BIM;機(jī)械車(chē)庫(kù);電氣;管網(wǎng);碰撞檢查;凈空高度

1? 引言

當(dāng)今，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，而建筑行業(yè)是所有行業(yè)里信息化程度最低的，將建筑工程的設(shè)計(jì)、建造、管理通過(guò)數(shù)字化形式表現(xiàn)，將成為建筑業(yè)的趨勢(shì)[1]。就我國(guó)傳統(tǒng)的建筑行業(yè)模式來(lái)看，過(guò)多依賴于設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)能力和綜合素質(zhì)，在某些情況下往往由于設(shè)計(jì)人員失誤造成施工階段的返工甚至更嚴(yán)重的工程質(zhì)量問(wèn)題。

目前，BIM技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用的較為成熟，在其發(fā)展過(guò)程中，專(zhuān)家學(xué)者們對(duì)BIM的研究也經(jīng)歷了一系列的過(guò)程，逐步將BIM體系進(jìn)行完善，最終應(yīng)用到實(shí)際案例當(dāng)中。相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)對(duì)BIM的研究及應(yīng)用尚在初級(jí)階段，BIM行業(yè)體系還需進(jìn)一步完善。本文以近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究及探討為基礎(chǔ)，以建筑電氣安裝工程視角，以山東省濟(jì)寧中醫(yī)院項(xiàng)目地下車(chē)庫(kù)電氣及管道安裝工程為案例進(jìn)行探討。

2? 工程概況

濟(jì)寧中醫(yī)院項(xiàng)目坐落于山東省濟(jì)寧市市中區(qū)，規(guī)劃總用地面積約15公頃，本次建設(shè)項(xiàng)為Ⅰ區(qū)建筑醫(yī)療綜合樓。建筑主體由主樓地上十六層，地下兩層;裙樓地下一層，地上五層組成。本建筑總面積12.7萬(wàn)平方米，其中地下一層為雙層機(jī)械停車(chē)庫(kù)、設(shè)備機(jī)房區(qū)域;地下二層為戰(zhàn)時(shí)急救醫(yī)院，放射科。

3? 采用BIM技術(shù)的科學(xué)性

建筑行業(yè)發(fā)展到今天，建筑結(jié)構(gòu)愈發(fā)往高、大、難方向靠攏，對(duì)于電氣安裝專(zhuān)業(yè)更加細(xì)化、系統(tǒng)更加繁多，管網(wǎng)愈發(fā)復(fù)雜。利用BIM技術(shù)創(chuàng)建各專(zhuān)業(yè)信息模型，并進(jìn)行優(yōu)化，可有效提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，提升設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量，減少后期的設(shè)計(jì)變更，避免人力、物力的浪費(fèi)。

濟(jì)寧中醫(yī)院作為大型醫(yī)院項(xiàng)目綜合體，機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)多，管線數(shù)量密集，交叉量大，地下車(chē)庫(kù)綜合管網(wǎng)布置需要對(duì)各專(zhuān)業(yè)知識(shí)都有較全面的理解。如何能科學(xué)地進(jìn)行綜合管道優(yōu)化排布，對(duì)本項(xiàng)目機(jī)電安裝施工提出了較高要求。

4? 應(yīng)用BIM的前期分析

原設(shè)計(jì)中將地下車(chē)庫(kù)定義為雙層機(jī)械停車(chē)庫(kù)，車(chē)庫(kù)電氣橋架種類(lèi)繁多且設(shè)計(jì)方案過(guò)于密集，圖紙卻并未對(duì)電氣橋架及各專(zhuān)業(yè)管道敷設(shè)標(biāo)高提出合理設(shè)計(jì)。不同系統(tǒng)管道之間、管道與土建之間存在大量相互交叉，標(biāo)高沖突等現(xiàn)象，各專(zhuān)業(yè)需相互協(xié)調(diào)管理。為保證使用功能實(shí)現(xiàn)，將雙層機(jī)械停車(chē)庫(kù)凈空高度設(shè)定為3.6m。

5? 項(xiàng)目BIM應(yīng)用體系及流程

5.1? BIM團(tuán)隊(duì)專(zhuān)業(yè)人員構(gòu)成

在專(zhuān)業(yè)分工方面，不采用通常的專(zhuān)業(yè)細(xì)分模式，而是分為土建與機(jī)電設(shè)備兩大專(zhuān)業(yè)，電氣安裝與管道安裝合為機(jī)電安裝工程。土建工程師負(fù)責(zé)建筑、結(jié)構(gòu)的模型繪制，機(jī)電工程師負(fù)責(zé)電氣、暖通、給排水模型繪制。

5.2? BIM軟件的選擇及應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)BIM行業(yè)軟件有若干種，例如Revit、Magicad（廣聯(lián)達(dá)）等。其中Revit軟件在我國(guó)建筑業(yè)BIM體系中使用較為廣泛。關(guān)于幾種軟件的具體介紹，本文不多贅述。通過(guò)對(duì)以上BIM軟件使用感受，綜合考慮本項(xiàng)目地下車(chē)庫(kù)整體機(jī)電管線體量較大，選擇采用Revit軟件進(jìn)行土建模型的創(chuàng)建，采用基于CAD平臺(tái)的Magicad軟件進(jìn)行機(jī)電專(zhuān)業(yè)管道模型的創(chuàng)建。在管道優(yōu)化過(guò)程中利用BIM軟件的碰撞檢測(cè)功能進(jìn)行碰撞測(cè)試，并生成碰撞檢查報(bào)告。

5.3? 機(jī)電BIM模型建造標(biāo)準(zhǔn)

BIM標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：信息交換規(guī)范、解決方案、應(yīng)用指導(dǎo)。在參照國(guó)內(nèi)外BIM現(xiàn)行建模標(biāo)準(zhǔn)的前提下，同時(shí)結(jié)合本項(xiàng)目自身需求，制定出企業(yè)內(nèi)部BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，包括機(jī)電各專(zhuān)業(yè)模型文件的保存名稱(chēng)格式標(biāo)準(zhǔn)化，各專(zhuān)業(yè)管道三維模型的繪制顏色標(biāo)準(zhǔn)化，以及優(yōu)化過(guò)程中不同階段的模型繪制深度。

5.4? 機(jī)電BIM優(yōu)化流程

（1）原圖紙的深入閱讀及審圖。匯總各專(zhuān)業(yè)圖紙，首先需熟悉建筑、結(jié)構(gòu)圖紙，對(duì)車(chē)庫(kù)建筑層高、結(jié)構(gòu)梁高等情況有所認(rèn)識(shí)，了解整體建筑、結(jié)構(gòu)形式。而后開(kāi)始對(duì)原設(shè)計(jì)機(jī)電安裝各專(zhuān)業(yè)（給排水、暖通、電氣、醫(yī)用管道）圖紙進(jìn)行深入閱讀，理解設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)意圖，并在閱圖過(guò)程中查找錯(cuò)、漏、碰、缺問(wèn)題，對(duì)于一些不清晰處及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通核實(shí)。

（2）創(chuàng)建各專(zhuān)業(yè)BIM模型。各專(zhuān)業(yè)BIM工程師根據(jù)初步修正后的圖紙進(jìn)行三維模型創(chuàng)建。利用基于CAD平臺(tái)的Magicad軟件創(chuàng)建電氣橋架及管道模型。筆者在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，利用CAD圖層功能進(jìn)行不同系統(tǒng)的電氣橋架圖層的隱藏和打開(kāi)，會(huì)提升建模效率。在創(chuàng)建電氣及管道模型時(shí)，可先統(tǒng)一約定管道標(biāo)高，例如：約定所有橋架標(biāo)高為一米，待所有機(jī)電管道創(chuàng)建完成后，按原設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行整體移動(dòng)。最后，將土建模型與機(jī)電模型進(jìn)行匯合。

（3）模型碰撞檢測(cè)。將已匯合完成的土建、機(jī)電模型，利用BIM軟件自帶碰撞檢測(cè)功能進(jìn)行沖突點(diǎn)檢測(cè)。本項(xiàng)目地下車(chē)庫(kù)由于體量較大、管道系統(tǒng)數(shù)量多，采用“分區(qū)域碰撞”理念，即將整層綜合管網(wǎng)根據(jù)結(jié)構(gòu)梁高與管道管徑及數(shù)量的綜合關(guān)系，首先劃分為若干區(qū)域，根據(jù)不同區(qū)域情況，可策劃不同管道排布方案，逐一對(duì)各區(qū)域進(jìn)行碰撞檢測(cè)及優(yōu)化，最終在滿足管道施工便利及觀感良好的前提下，實(shí)現(xiàn)所有區(qū)域的凈空高度最大化。

根據(jù)生成的碰撞報(bào)告，對(duì)車(chē)庫(kù)機(jī)電模型進(jìn)行分析，因地下一層電氣橋架規(guī)格較大、管線數(shù)量眾多且分布相對(duì)集中，同時(shí)重力排水管走徑過(guò)長(zhǎng)且標(biāo)高偏低，壓低了電氣橋架安裝高度，發(fā)現(xiàn)大部分停車(chē)位區(qū)域管道凈空不足3.6米。

（4）分析最優(yōu)解決方案。根據(jù)碰撞檢查得出的結(jié)果，結(jié)合設(shè)計(jì)施工圖紙對(duì)模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并及時(shí)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通探尋最佳施工方案，使整個(gè)機(jī)電綜合管網(wǎng)更加合理化。在進(jìn)行管道優(yōu)化調(diào)整時(shí)，切實(shí)結(jié)合實(shí)際施工，遵循“橋架避讓水管、小管讓大管，有壓讓無(wú)壓”的原則，同時(shí)為各專(zhuān)業(yè)管道支吊架預(yù)留出空間。

經(jīng)過(guò)與業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方開(kāi)會(huì)商討，借助BIM技術(shù)三維可視的優(yōu)勢(shì)，使各方直觀了解到問(wèn)題所在，最終各方一致決定由設(shè)計(jì)單位修改為普通單層停車(chē)庫(kù)，同時(shí)對(duì)部分規(guī)格較大電氣橋架進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，保證各專(zhuān)業(yè)管道施工安裝便利。

6? BIM模型的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

模型優(yōu)化調(diào)整完后，將模型分層、分專(zhuān)業(yè)，統(tǒng)一輸出成CAD格式文件，并將電氣橋架及各專(zhuān)業(yè)管道標(biāo)高、管徑等信息標(biāo)注。根據(jù)優(yōu)化后的施工圖紙，進(jìn)行實(shí)際安裝。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員根據(jù)模型及現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行比對(duì)，對(duì)于模型中不完善或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況較難施工的部位，對(duì)模型進(jìn)行二次優(yōu)化，確保做到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際管道安裝與模型保持一致。

7? 結(jié)語(yǔ)

BIM作為一種新型的、科學(xué)的工具，集成了策劃、設(shè)計(jì)、施工階段的地理位置、規(guī)模尺寸、建筑構(gòu)件信息、設(shè)備信息、空間布局信息等，實(shí)現(xiàn)了建筑信息的持續(xù)應(yīng)用，避免了信息流失和斷層問(wèn)題?；贐IM的信息管理框架的構(gòu)件思路的核心就是改變傳統(tǒng)的信息傳遞和共享方式，通過(guò)BIM將不同階段、不同參與方之間的信息有效集成起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的信息管理。

濟(jì)寧中醫(yī)院車(chē)庫(kù)電氣安裝工程BIM技術(shù)的應(yīng)用，提前避免了重大施工問(wèn)題，同時(shí)也探索出了實(shí)用的BIM管道綜合排布方法，積累了經(jīng)驗(yàn)，為BIM技術(shù)在電氣安裝工程的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試。

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