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摘要：建筑机电安装工程作为建筑工程的重要组成部分，在技术性、复杂性等方面有着更高的要求。在传统的CAD二维设计过程中，各系统之间缺乏协调和沟通，会造成严重的碰撞问题，容易造成施工阶段的返工，增加施工成本。建筑信息建模（BIM）技术的出现改变了建筑业的传统模式和方法。
本文以高端商务综合体项目机电安装工程为研究对象，根据项目特点研究制定了BIM建模实施标准，确定了BIM建模的基本原则、建模方法、依据、软件和建模过程，介绍了BIM技术在施工过程中的初步应用效果。
1.项目概况及特点
该项目位于上海市徐汇区，规划定位为高端商务综合体。包含2栋19层的商业、办公综合体和2层地下车库，总建筑面积81716㎡。造型设计新颖时尚，内部功能性设施系统齐全，机电系统复杂而全面，涉及了暖通、给排水、电气、消防、弱电的各个系统。从工程的打桩开始，一直到商圈、租户入驻，可全程跟踪进行BIM运用。
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图1 项目施工现场概况
2.建立机电模型流程
受施工方委托，本工程根据二维图纸建立三维模型，根据本工程特点和模型建立标准建立模型，采用Revit 2016机电模型建立流程
（1）熟悉CAD施工图，不仅要熟悉机电专业的施工图，还要熟悉建筑结构专业的施工图。熟悉施工图纸，首先要了解整个工程的概况和机电系统的类型。
（2）工程模板文件的建立，使用Revit 2016软件的机械工程模板，不能满足绘图标准和专业绘图的需要。因此，在建立模型之前，有必要建立软件本身的机械模板文件，以便建立适合本工程建筑结构和机电系统的模板文件，便于以后的模型建立和应用。
（3）在建立模型前，总结了影响建模进度的问题，如排水管坡度的选择，在规范要求范围内根据施工实际情况确定；图中立管位置无具体尺寸，现场施工立管中心距墙150mm，模型的建立应符合图纸和实际施工。
（4）在样板文件中建立模型，建立模型时记录图纸问题，施工方及时将图纸问题反馈给设计，便于图纸会审。先由单个专业模型绘制机电模型，根据设计和施工方的要求重新排列单个专业模型的碰撞，然后将校核后的机电专业模型与建筑结构模型进行整合。
（5）组合模型建立后，在组合模型的建立过程中会出现构件丢失、楼层错开、参考高程误差等问题。因此，为了保证三维模型的正确性，有必要对组合模型进行校核，为以后模型的进一步设计打下基础。
3.结合BIM技术深化设计具体方案
机电深化设计的内容包括管线综合布置、净高优化、预留洞口、支吊架等，管线综合布置是机电深化设计的主要内容之一。机电系统管线应与建筑、结构专业相协调，合理布置机电管线，然后布置支吊架，预留结构、剪力墙洞口。
机电工程的深化设计需要各专业的共同参与。对于结构工程来说，需要确定该构件的开孔或预留开孔是否合理。给排水、暖通、电气工程各专业深化设计目标不同。因此，机电工程的深化设计尤其需要多学科的协调配合，减少专业工作中的摩擦和冲突，而机电详细设计的完成需要项目相关部门的批准，才能顺利实施在项目中。
3.1管线排布的原则
在设计阶段没有采用BIM技术，不同专业之间没有协调。施工图中存在许多碰撞问题。这些问题将在工程建设前得到解决。因此，有必要对机电系统进行综合布局，并根据具体工程的特点，利用BIM技术的特点，考虑机电设备和管道的空间布局，制定完整合理的管道布置方案是整个布置过程中最重要的环节。只有制定合理的管道布置方案，才能为施工阶段和后期施工运营管理阶段提供方便。设计师在解决这些问题时，不仅要满足专业管线的合理布局，还要更好地利用建筑的空间环境。结合本工程的特点，如净空高度不足、设备用房、管道碰撞等问题，制定了有针对性的布置方案，确定了管道标高和位置的重点和难点部位。排布的原则制定后。进行机电系统管线的综合排布并制定完成时间，保证各项工作都能有序进行，并及时向业主、设计方汇报各阶段情况并作出相应调整。
3.2碰撞检查
进行管线综合排布前要先进行碰撞检查，进行碰撞检查是为了发现本系统或各个系统之间发生的碰撞问题｡在机电系统的设计过程中是分专业进行设计出图的，整个机电系统之间以及机电系统和建筑结构之间缺乏协同设计，会出现大量的碰撞问题，如果在施工之前不能进行协调优化，会造成工期延误、施工成本的增加。通过三维模型进行的碰撞检查比传统的 CAD 图纸检查具有明显的优势：
（1）查找碰撞点准确。在医疗建筑的建设项目中，机电系统的管线相对比较复杂，通过传统的将各个系统的 CAD 图纸重合放置，找出有冲突的地方，但是很难发现安装距离不足或者标高不对等问题。而运用软件进行碰撞检查是将建筑结构和机电模型整合到同一模型中。检查对象和碰撞对象、碰撞的距离值以及碰撞的范围，检查出碰撞点后能在三维模型中全方位的在任何部位进行剖切查看各专业位置关系。
（2）查找碰撞点的效率高。碰撞检查是利用软件进行自动的检测，通过对模型中图元与图元之间位置信息进行查找，判断是否发生碰撞问题，与现有计算机高配置硬件的配合下，能够实现快速及精确的查找。
（3）查找碰撞点全面。在传统的人工查找碰撞点的过程中，发现的碰撞问题不全面，碰撞问题分析不明确，而且不容易发现机电系统模型与建筑结构模型发生碰撞的位置，这样容易忽略部分的碰撞点，但是利用软件进行碰撞检查，软件会将符合条件的碰撞点都查找出来，不会遗漏。
HIBIM插件自带有碰撞检查的功能，可以实现对三维模型进行碰撞检查的操作，并自动生成碰撞冲突报告，相对于其他软件利用 HIBIM 软件进行碰撞检查的优势明显：
（1）HIBIM 软件属于 Revit 的插件，不用输出为其他格式防止导出时构件丢失，构件的位置变化等问题。
（2）可以检查相同专业和不同专业之间的碰撞问题，检查碰撞的范围全面、高效，碰撞报告内容全面。
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图2 调整前的三维模型 图 3调整后的三维模型
3.3预留洞口
模型优化后，各专业施工人员需要对模型的可施工性、可维护性和美观性进行确认和评审。各专业施工人员确定可行后，可在模型中预留孔处放置套管，利用hibim的开孔套管命令选择“开孔”还是放置套管，开孔尺寸比管道直径大两级。例如管道为DN 100，预留洞口或管套为DN 150，设置完毕后，选择需要预留洞口的管道，系统会在模型中自动生成需要预留洞口或管套的建筑结构位置。所有开口位置都可以输出为套筒报告。对于深化，确定预留孔的位置是一个精心设计的模型，可以避免开孔不准确，避免二次开孔，便于后期施工，也可以显示套管安装后的位置、尺寸和效果。
4.小结
本文介绍了基于 BIM 的深化设计的优势，管道排布的原则和步骤，对建筑的机电系统进行了排布，进行了预留洞口和支吊架的布置，达到了机电的深化设计目的，介绍了深化设计后的模型可以在那些方面进行应用，为机电工程在施工阶段的应用提供了基础和保障。