施威龙
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摘要：利用BIM技术开展建筑设计，可在虚拟环境中建设与实际建筑及其设计相匹配的建筑模型，通过三维模型能够直观发现建筑设计中存在的问题并进行优化改进，在后期设计施工中发挥其协同性作用，减少工作量，提高工作效率，避免设计错误，确保整体工程的质量，设计出满足各方要求的建筑及其设施。文章基于BIM正向设计的角度，在概述其含义和特点的基础上，对建筑机设计中利用BIM正向设计的具体措施进行分析。
关键词：住宅建筑;BIM正向设计;机电应用;
1BIM技术概述
过去，我们看到缺乏内部专业知识、缺乏培训和成本投入，这些都是可能希望采用BIM的组织面临的重大障碍。现在这些障碍依然存在，但有这些障碍的人数比例在下降。越来越多的人意识到BIM是一个过程，而不是使用某种特定类型的技术，并且涉及到哪些任务。
随着人们对BIM技术意识的成熟度逐渐增长，围绕BIM构成的支持网络、标准、指导和培训计划正在发挥着更大的推进作用。应用BIM技术是为企业带来价值，企业自身需要建立一个BIM的生态环境，这就要求BIM应用在所有组织层级上需要完成从二维到BIM系统的转变，技术层和管理层都要经过充分的培训，通过BIM应用的实践，管理层能够对BIM应用得到更深层次的理解，改进内外部日常项目的工作效率，归纳总结应用流程，结合企业自身规范形成一套可执行的BIM应用制度；技术层依靠更多的项目实践并根据项目特性进行总结，并通过多次重复这一过程才能使自身应用BIM的能力有所提升，从而对后续的项目起到指导和借鉴的作用，继而为企业保持强大的竞争力。
2现阶段BIM正向设计的难点
2.1设计周期长。
从CAD辅助设计环境到操作复杂的Revit建模环境，在设计进度紧张情况下费时费力又很难达到现阶段的出图效果。目前，主流模式依然是CAD出图，Revit翻模解决碰撞，并非BIM正向设计。
2.2难以满足施工图审查深度。
现阶段国内建设工程设计文件审查大部分仍采用蓝图或者PDF电子文档，而非Revit模型。对于BIM正向设计，需要生成合理合规、符合深度且内容完整的PDF图纸(包括平面图、系统图和说明图例等)。对于建筑电气，Revit注重BIM建立和应用，平面信息相较CAD之于图纸深度和规范标准的要求尚有不足。如Revit平面设备连线采用导线，不够灵活，无线型区分，且还存在“飞线”表达，无法满足现阶段设计文件审查深度要求；若自动生成平面设备连线，需要建立系统(电力系统、数据系统等),工作量大，且生成系统图无法满足现阶段设计文件深度要求。现阶段，建议采用详图线完成设备之间的连线，而详图线存在线型少、遇设备时详图线不会自动打断等问题，使平面图的绘制工作量巨大。
2.3解决三维碰撞问题。
从设计管理角度出发，Revit核心是可视化设计，在设计阶段需要解决碰撞和原本在后期深化或施工配合阶段才需要解决的问题，如火灾报警按钮与配电箱或者灯具开关的碰撞，在CAD辅助设计中由于处于不同系统平面图且不会相互参照，无法直观判断是否碰撞；火灾感烟探测器距风口、障碍物的距离在CAD辅助设计中仅以文字说明约束，无法直观判断是否满足规范要求；布置桥架时，准确的结构专业梁宽和梁高获取困难，仅考虑路径最优，在CAD辅助设计中无法直观判断桥架路由是否有碰撞，与其他专业管线或障碍物间距是否满足规范要求。
以上问题集中在设计阶段，增加了设计阶段的工作量，对设计管理的要求和挑战更高。在目前项目设计进度普遍紧张的情况下，采用BIM正向设计举步维艰。
3BIM正向设计机电方面的运用
3.1设计流程
在项目准备阶段，首先，必须制定完善的BIM实施计划，建设适应项目数据管理的环境。
其次，在初步设计时，应进行建筑基础建模，在审核后向结构和机电专业提资，各个专业在进行部署、管理时应互相协调配合，分专业进行模型的深化设计。专业之间的协同设计、实时碰撞检查，有利于发现各自的缺点并及时改正，专业间在后期需要互相提资、碰撞检查、模型深化设计，最后各个专业应对视图进行深化设计，标注尺寸与文字，在审核通过后将图纸和模型导出。最后，施工图的设计时，在布图与视图管理基础上，应分专业进行模型深化设计、协同实施、多次碰撞检查等工作，再进行施工图的深化设计、尺寸标准等详细设计工作，对几何信息进行不断完善，严格审核，最后出图和模型导出交付。
3.2模型绘制
3.2.1建模过程项目样板设置
在开始项目之前，机电各专业应沟通使用统一的项目样板，便于后期各专业模型的整合、团队之间模型的通用性，可减少工作量，降低出现错误的概率，提高工作效率。项目样板通用于各个项目，可根据每个项目的特点再丰富项目样板，创建适合自身的项目样板。一般的项目样板包括系统类型、管材、布管设置、过滤器等。
(1）系统类型。
以管道系统为例，REVIT默认系统分类有“卫生设备”“家用冷水”“家用热水”“循环回水”“循环供水”等。给排水专业可分为给水、排水、消防、喷淋等。给水可分为市政给水、加压给水，排水包括污水、废水、雨水等，需要根据具体项目需求，创建新的管道系统。
(2）管材及布管设置。
根据不同管道系统设置不同的管材，包括PPR、钢塑复合管、PVC、内外壁镀锌钢管、无缝钢管、聚乙烯等，根据管材设置相应的管件连接方式，包括承插、卡压、卡箍、丝扣、沟槽、电熔连接等。
(3）过滤器。
根据系统类型设置过滤器，利用过滤器可以设置不同颜色区分不同的系统，可对众多不同的图元类型逐一进行识别过滤，画图过程中，隐藏不需要的图元，避免出现错误。
3.3交付内容
3.3.1图纸
在Revit中导出的二维图纸包括水暖电、管综平面图、复杂节点剖面图、三维图、预留洞图纸等。选择出图比例为1∶100、1∶150，剖面和局部节点比例为1∶50。平面图标注的内容为各类管线的平面定位、管线类型、尺寸、标高等信息。Revit出具的二维图纸包含大量信息，可以显示机电管线平面定位，还包括空间标高信息、各类管件信息，相较传统二维图纸，更有助于指导现场施工。
3.3.2净高分析报告
在进行管线综合排布后，进行整体的管线净高分析。在Revit中进行设计建模时，对管线密集区域、空间狭小区域、净高要求高的区域进行管线排布建模时，可以直观发现净空问题，并及时进行调整，避免施工后期变更、出现返工等问题。
4结语
在住宅建筑设计中，采用BIM正向设计理论和方法，可实现对设计质量的整体保护，提高了工作效率，提升工程的质量。在实际应用时，要求充分发挥BIM技术的协同优势、三维建模、可视化的特点，设计单位应结合各开发商户型标准，构建主力户型素材族库、标准化设计体系，提升设计人员的专业素质，提升软件间的兼容性，充分发挥BIM正向设计在住宅建筑机电设计中的作用。
参考文献
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