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基于BIM技术的机电安装工程深化设计

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：宋伟

[导读] 摘要：建筑工程中的机电安装工程系统繁多、管线复杂，若不注重工程深化设计，则很难保证后续机电安装工作的顺利进行，而BIM技术作为一项重要的设计辅助工具，能为该项工作提供重要助力。

        天津市九安特消防工程检测有限公司天津 300000
        摘要：建筑工程中的机电安装工程系统繁多、管线复杂，若不注重工程深化设计，则很难保证后续机电安装工作的顺利进行，而BIM技术作为一项重要的设计辅助工具，能为该项工作提供重要助力。本文首先分析了BIM技术的应用优势，并立足于此探讨了应当如何更好的将该项技术应用于机电安装工程深化设计工作中。
        关键词：BIM技术；机电安装；应用优势；应用策略
        1 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。
        2 BIM技术在机电安装工程深化设计中的应用措施
        （一）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。
        （二）制冷机房深化设计
        制冷机房中设备较多、管线排布复杂，设计师有必要在制冷机房施工前，利用BIM技术进行短管配件、设备基础深化设计。例如，某地一公共建筑的制冷机房空间较小，设备安装较为紧凑，故设计师针对该机房进行了深化设计。首先，仍是根据机房空间尺寸、设备安装要求构建出三维模型。

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其次，观察模型调整机电设备安装位置，比如，水泵在机房中占地面积较大，将其挪至机房柱子旁能最大限度的节约空间，以便在吊装孔的位置安装冷机与板换。又比如，该公共建筑所使用的冷却水泵、冷冻水泵都属于双吸泵，而在工程中，水泵间水平间距为300毫米，冷却泵与降板之间的间距为500毫米，利用BIM技术将水泵绘制在三维模型上，分析后可发现焊接弯头管道和降板之间可能会发生碰撞，则及时将水泵按照偏45度进行重新排布，同时更换弯头，选择曲率半径更小的弯头。
        另外，机房出水管道设置也时常存在问题，如在设计前期，设计人员没有充分考虑到分集水器处降板问题，造成出水管大量转弯的情况，这不仅浪费材料，还会大大增加系统阻力，最终降低制冷效果。在三维模型上进行设计模拟，设计人员便可及时发现降板问题，并通过增加管道井等方式来减少管道的转弯。经过深化设计后，制冷机房内各设备、管线安装整齐，且相互之间不存在碰撞问题，减少了后期安装调整工作所需投入的人力、物力。
        （三）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。
        （四）管线碰撞检测
        管线碰撞检测也是机电安装工程中的重要工作内容，即根据管线位置情况，确定管线路由、标高，分析各管线之间是否存在相互碰撞问题，若存在，则及时进行调整管线安装位置，避免各管线在运行过程中出现相互影响。而管线碰撞检测过程十分复杂，不仅要考虑到管线的分布、施工空间，还需要就施工顺序进行综合分析，依靠人工计算是很难完成这项工作的，而BIM技术则为这一工作的开展提供了技术支持。
        具体来说，设计师可首先根据设计图纸确定管线安装数量、安装要求，并将相关施工数据导入到数据库中，利用BIM技术创建管线安装模型，之后再借助软件中自带的管线碰撞检测技术分析各管线情况，快速确定存在碰撞关系的管线的数量、位置，然后由设计师根据实际情况进行管线安装位置的调整，解决管线碰撞问题。这不仅提高了管线碰撞检测工作的效率，也避免了后期管线运行过程中出现故障，引发大面积的管线拆改工作，以至于造成人力、物力的浪费。
        结束语
        BIM技术在协同设计、设计协调、工程模拟等方面具有优势，将其应用于机电安装工程深化设计工作中，能提升设计精确度、设计效率，还能方便设计师进行设计方案调整与设计方案讲解。故，机电安装工程师在进行工程深化设计工作时，需重视对BIM技术的学习，并将BIM技术应用于设备层样板区、制冷机房、冷却塔以及管线碰撞检测等多项深化设计工作中。
        参考文献：
        [1]李广辉，邓思华，李晨光，等．装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化[J]．建筑技术，2016，47（7）：645-647．
        [2]王爱兰，宋萍萍，杨震卿，等．BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J]．建筑技术，2015，46（3）：228—231．