基于BIM的机电安装工程深化设计应用研究

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:汪宝成
[导读] :BIM技术是一种有效的工具,其基本特点就是对运营管理
        摘要:BIM技术是一种有效的工具,其基本特点就是对运营管理、工程设计以及施工等数据进行处理和分析,然后将这些数据进行一定的可视化处理。要知道这种技术相比于以前的施工方法有更多的优点,其中主要有五个方面的特点,包括可出图性、优化性、协调性、可视性以及模拟性。这种施工方法是一种全新的施工方法,改变了以往施工模式,在管理、施工、建筑设计这些方面都有非常好的应用。这项技术拥有很大的优势,运用三维数字技术和数据的相互转换可以实现设计的可视化、施工的可视化、设备操作的可视化,可以提前进行施工模拟,查找存在的问题,在施工的过程中避免问题的产生,通过BIM技术让业主看到立体化的施工组织设计,可以让业主提前直观的看到产品最终状态。而在机电安装当中运用建筑信息模型技术(简称BIM),可以让施工的成本有效的降低,同时施工质量更加的可靠。本文分析主要的重点放在该项技术的运用上。
        关键词:BIM:机电安装:深化设计
        一、前言
        BIM技术,即建筑信息模型技术,是基于计算机三维模型技术、数据处理技术,可根据建筑工程项目相关数据制作虚拟模型的一种新型技术。将该技术带入到机电安装工程深化设计工作中,能构建出一个数字化、参数化的多维工程模型,并在模型上精确体现该工程的多项数据,方便设计师进行深化设计与设计修改。目前,越来越多的机电安装工程师都学会并在实际工程深化设计中应用到了该项技术,但由于技术应用经验不足,仍未完全发挥该项技术的实际应用价值。
        二、BIM技术在机电安装工程深化设计中的应用优势
        随着数字技术、科学技术的不断发展,机电安装工程的深化设计模式经历了多次变革,由最初的二维设计模式发展到如今的BIM设计模式,设计精确度、设计便利性都大大提升。而之所以BIM技术能在该项设计工作中发挥如此作用,主要还归功于BIM技术本身所具备的应用优势,且具体可概括为以下几点:其一,BIM技术具有较强的设计协同性,即设计师运用BIM技术构建建筑模型,能满足多位不同工种的设计师同时进行设计工作,并自动协调各项设计项目,从而提高建筑设计的效率、整体性。
        其二,BIM技术具有出色的协调性,即BIM系统能综合各项设计数据、工程建设要求,出具完善、详细的标准性设计文件,为后期的工程内部协调工作提供依据,保证工程质量。
        其三,BIM技术模拟性能较好,即设计师能够利用BIM技术创造出精准的工程模型,并以此为基础制定机电设备安装计划、模拟机电系统线路的走向、检测机电安装的可靠性,相比传统纸质设计方式,该技术的应用能更加直观的呈现工程情况、体现设计书数据。故将BIM技术应用于机电安装工程深化设计工作中是十分必要的,需要相关设计师予以重视。
        三、BIM技术在机电安装工程深化设计中的应用
        1.冷却塔深化设计
        冷却塔一般会被安装在建筑的较高楼层上,且分组排布,位置较为分散,管线覆盖面积大,同时存在多处拐弯,若未提前进行深化设计,则最终呈现出的安装效果可能会不尽如人意。设计人员在构建好设计模型之后,便可根据冷却塔分布位置将冷却塔分成几个等同的部分,并将每个部分的冷却塔搭放在一处,将塔体按线性方式进行排布。而后,改变传统每组塔分走一趟路由的方式,深化设计成各组塔主管统一,且立管分别被搭建在塔顶两侧的路由形式,实现管线路由深化,以此保证冷却塔涉及设备、管线都以线性方式排布。另外,由于冷却塔安装工作需要多个部门的相互配合,所以,设计师在确定深化设计方案后,还需将最终成型的方案以三维模型的方式呈现出来,向业主、施工人员进行展示,最后进行设计优化,并制定安装计划。


        2.BIM技术深化设计流程
        基本流程为:①首先我们要对建筑机电安装的施工区域进行实地考察,并确定建筑施工项目所需要的基础数据和信息,并对这些基础数据、信息进行分析和整合,然后将这些数据反馈给深化设计工程师;②深化设计工程师将这些数据输入到BIM技术的Revit系统中,通过Revit系统,生成三维立体施工图,利用可视化的特点,对施工图进行整体检查、分析,如果存在错误或误差,要及时进行修改相关参数,最终保证施工图符合实际要求与相关规章制度。③实现基础建模后,还要注重将各专业的施工图纸进行叠加处理,最终实现基于BIM技术的管线综合化的目标。④待实现管线综合化的目标后,深化设计工程师还要对该施工方案进行优化,从而保证其发挥出最大优势,并利用三维碰撞软件对最终的施工方案进行碰撞检测,直至检测合格。⑤将整合后的施工方案进行拆分,分给各专业进行出图,最终完成交付工作。
        3.设备层样板区深化设计
        设备层样板区涵盖空调坑热水系统、消防通风系统、变配电应急电源系统等多个系统,涉及管线较多且布局复杂,若不能精确排布区域中的多条管线,则容易导致多个系统在运行时相互影响并出现故障。
        为避免上述问题,设计师可借助BIM技术进行深化设计。首先,设计师需针对设计图纸召开图纸会审会议,就设计文件中存在的疑点、重点、未明确的点标注出来,初步解决设计文件中的问题。然后,结合设备层样板区现场情况,确定梁、柱位置,并测量出该区域的各个空间尺寸。之后,由设计师利用BIM技术,按照设计文件、采集到的空间尺寸创建等比例三维模型,将书面设计内容立体的呈现出来。最后,再借助BIM技术对模型中的诸多管线进行综合,并完成管线碰撞检测,确定管线碰撞数量以及发生碰撞的管线位置,由设计师直接在三维模型上进行路由修改,并在修改后再次进行管线碰撞检测,直到该区域内的所有管线都不存在碰撞关系即可,然后再进行模板数据输出,确定最终的安装计划。
        4.利于工程造价的合理控制
        在确保工程质量的前提下通过对设计方案进行不断分析与优化,最大程度的提升各类资源,包括人力资源的利用率。同时有效应用深化设计方法也能够实现对机电安装工程施工的全面管理,摒弃原有设计方案中的弊端及不合理之处以及隐藏的风险性,有助于对工程造价的合理控制。
        四、BIM技术对机电安装工程质量的影响
        1.布局合理、成本控制
        传统的机电设计图纸往往不能够全面反映机电设备个体与系统之间的关系,同时传统机电设计中各各专业之间又是一种离散式的,这样会使设计人员疏漏掉一些管线之间的碰撞问题。而利用BIM技术的管线碰撞检测功能,可以在施工前提前将各专业管线碰撞情况及早的反馈给设计人员,同时也能够及时与建设、监理单位进行施工前的协调,在实际施工前尽量深化设计,减少在实际施工过程中因发生管线碰撞而产生的返工现象。
        2.可视化、精确性
        在传统的机电设计图纸中,各专业都是各自进行平面和系统图设计,较少进行管线综合工作,就算进行管线综合,也主要是对主干管线进行综合。经常疏忽在一些狭小复杂出现的部位的管线交叉打架现象。这些现象若在施工前期得不到有效解决,势必会在实际施工过程中导致碰撞冲突和拆除返工。
        结束语
        最近这几年由于在建筑方面信息化的发展很快,所以对于建筑业来说BIM技术是一个使用的热点技术。在建筑方面的设计随着时代的发展,结构以及施工分析变得更加的复杂多样,所以在建筑行业当中将信息化技术作为基础,对建筑信息进行三维化甚至多维化的展示,同时将可视化的技术运用在建筑施工当中已经是一个发展的重要方向。在三维分析当中将工程当中的信息进行整合,最终可以实现将工程管理体系发展的更加完整。在这样完整的信息模型当中可以完成很多关键的工作,首先在这个模型当中可以进行碰撞的检测,其次还可以运用这项技术来服务于预制加工件,再者在施工进度模拟方面的运用也拥有很好的效果。接下来将会在更多重要的工作当中使用这项技术,所以需要我们在实际的工作当中不断的进行学习和总结。
参考文献
[1]吴琦珊.BIM技术在机电安装工程深化设计中的应用[J].居业,2019(04):104.
[2]孟劭萍.深化设计在机电安装工程中的应用[J].天津建设科技,2016,26(04):50-51.
[3]章梦晨. 基于BIM的机电安装工程深化设计应用研究[D].广州大学,2016.
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