淺談BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

魏中文 鄭光榮

摘 要 BIM技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。協(xié)同設(shè)計(jì)的理念很好地解決了設(shè)計(jì)過程中的管線碰撞問題，能直觀、準(zhǔn)確地表現(xiàn)出每個(gè)區(qū)域的凈高，提前發(fā)現(xiàn)不滿足凈高要求的區(qū)域，使建筑行業(yè)走向低能耗、低污染和可持續(xù)發(fā)展的道路。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);協(xié)同設(shè)計(jì);碰撞檢測;凈高分析

前言

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項(xiàng)目相關(guān)信息的詳盡表達(dá)。BIM模型設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是建立信息化、參數(shù)化的建筑模型，在建筑整個(gè)生命周期內(nèi)將各種相關(guān)信息整合，并對項(xiàng)目進(jìn)行有效把控管理的一種設(shè)計(jì)模式。2011年5月，住建部頒布了《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》[1]、隨之啟動(dòng)了BIM標(biāo)準(zhǔn)的編制，在施工圖設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛。

1BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

近年來，建筑種類越來越多樣化，其功能也越來越豐富，給機(jī)電專業(yè)（暖通、電氣和給排水專業(yè)）的設(shè)計(jì)帶來了更高的挑戰(zhàn)。智慧建筑、綠色建筑、低碳建筑等新概念層出不窮，在有限的建筑空間中需要容納更多的機(jī)電設(shè)備[2]。以某機(jī)場項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目為大空間空調(diào)、通風(fēng)、排煙系統(tǒng)，風(fēng)管尺寸非常大，同時(shí)電氣、給排水專業(yè)設(shè)備管線相互交叉。傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計(jì)圖紙根本無法全面表示出各管道間位置，尤其是在管線密集的節(jié)點(diǎn)施工難度大，不能高效的指導(dǎo)施工進(jìn)程。BIM技術(shù)的可視化、精細(xì)化設(shè)計(jì)提高了機(jī)電設(shè)計(jì)的質(zhì)量;在同一設(shè)計(jì)平臺(tái)下建立中心文件，能夠?qū)崿F(xiàn)各專業(yè)之間信息的實(shí)時(shí)同步，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中信息丟失和滯后的問題。在整個(gè)建筑生命周期中，任何工作人員在使用該模型時(shí)，都可以獲得準(zhǔn)確而完整的數(shù)據(jù);對設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化、施工階段的指導(dǎo)以及業(yè)主的決策，起到精準(zhǔn)、高效的作用。BIM技術(shù)使傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)各專業(yè)在同一個(gè)中心文件下開展設(shè)計(jì)工作，從而實(shí)現(xiàn)了真正意義上的三維協(xié)同設(shè)計(jì)。BIM模型里各管線空間位置明晰，各個(gè)方位的管線、設(shè)備布置很全面，施工人員可根據(jù)模型施工。

2模型的建立與設(shè)計(jì)

在機(jī)電樣板文件的基礎(chǔ)上鏈接建筑、結(jié)構(gòu)模型，建立機(jī)電中心文件，創(chuàng)建后放置在公共服務(wù)器上，機(jī)電專業(yè)不同設(shè)計(jì)人員在各自本地計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建自己的本地文件，在設(shè)定相關(guān)參數(shù)后進(jìn)行各自的設(shè)計(jì)，并實(shí)時(shí)同步中心文件上其他專業(yè)的新內(nèi)容，同時(shí)將自己的新內(nèi)容同步到中心文件上，這就實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)共享、協(xié)同設(shè)計(jì)。

傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)采用的是在二維平面上進(jìn)行設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三維模型的建立。Revit繪圖軟件提供了二維平面和三維模型兩種狀態(tài)，在二維平面中可以繪制設(shè)備、管線及連接橋架并標(biāo)注相關(guān)信息，在三維模型中呈現(xiàn)各種機(jī)電設(shè)備實(shí)際位置與樣式等信息。

3模型的應(yīng)用

3.1 管線優(yōu)化

以空調(diào)機(jī)房為例，機(jī)房設(shè)備及風(fēng)管尺寸大且管線多，施工難度相對較大，BIM建模后根據(jù)模型合理調(diào)整管道分布，將機(jī)房風(fēng)管分為三層布置，優(yōu)化機(jī)房內(nèi)設(shè)備和管道位置，高效指導(dǎo)施工，如圖1所示。

3.2 碰撞檢測

機(jī)電各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)工作貫穿于BIM設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，其實(shí)質(zhì)是將設(shè)計(jì)過程整合到同一個(gè)中心文件中，因此各專業(yè)管線如果出現(xiàn)碰撞會(huì)直觀地體現(xiàn)出來，設(shè)計(jì)人員可在三維模型中核對存在問題的地方，各專業(yè)之間及時(shí)協(xié)調(diào)，并修改各自的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中就解決了管線沖突的問題。

在大型、復(fù)雜的項(xiàng)目施工過程中，經(jīng)常遇到管線之間或管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生沖突的情況，造成返工或者怠工，這會(huì)帶來時(shí)間或者經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，甚至存在安全隱患或者發(fā)生安全事故。碰撞檢測是BIM中一個(gè)很實(shí)用的功能，能夠在設(shè)計(jì)的工程中避免上述問題的出線。通過對機(jī)電各專業(yè)之間的管線進(jìn)行碰撞檢測，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)調(diào)整有管線沖突的位置。Revit軟件自身具有碰撞檢測功能，通過Revit導(dǎo)出的NWC文件，利用Navisworks軟件的Clash Detective功能實(shí)現(xiàn)不同模型的碰撞檢測，導(dǎo)出碰撞檢測報(bào)告，清晰顯示碰撞的部位和碰撞管線的ID。通過查找設(shè)備的ID，能迅速找到碰撞的位置，及時(shí)調(diào)整碰撞點(diǎn)，尤其在大型項(xiàng)目中，管線復(fù)雜且密集，通過這一方式能節(jié)省大量時(shí)間。

3.3 凈高分析

通過BIM模型，可以直觀、準(zhǔn)確地表現(xiàn)出每個(gè)區(qū)域的凈高，根據(jù)各區(qū)域凈高要求及管線排布進(jìn)行凈高分析，可以提前發(fā)現(xiàn)不滿足凈高要求的部位，及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整，確定合理標(biāo)高，保證吊頂高度，避免后期設(shè)計(jì)變更，從而縮短工期、節(jié)約成本。如圖2所示，該區(qū)域要求凈高3600mm，設(shè)計(jì)模型凈高3200mm，經(jīng)凈高優(yōu)化后達(dá)到業(yè)主要求。

4結(jié)束語

BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的交流和共享。協(xié)同設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)專業(yè)在同一個(gè)中心文件下進(jìn)行設(shè)計(jì)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的管線碰撞問題，避免了給施工造成返工或浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本、提升生產(chǎn)質(zhì)量，使建筑行業(yè)走向低能耗、低污染和可持續(xù)發(fā)展的道路。

參考文獻(xiàn)

[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2011，28（7）：7-10.

[2] 汪軍.基于BIM的MEP方案可施工性論證與優(yōu)化研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2014.