李文战
（ 四川成都 610000 ）
摘要：众所周知，现在建筑物的规模在加大，建筑的造型和结构更复杂，这样使得其中的机电设备系统变得更错综复杂，因此机电设备就变得更加的复杂。如果采用传统的设计办法，就不能满足进度要求，不满足施工安装要求。如果采用BIM这一模型，可以将建筑内部设备管线的信息进行可视化展示，同时明确管线设备的尺寸和走向。施工方可以从BIM模型中提取出这些信息，实现设计与施工的协调进展。另外BIM技术应用于机电设计安装过程中，还可以利用BIM 技术进行碰撞检查，实现设备安装和其他专业的协调一致。本文给出了BIM技术在机电安装设计和施工中的应用方案和原理，着重介绍了 BIM 技术在设计阶段的应用方法，同时对其在管线碰撞方面的应用进行了详细论述。
关键词：BIM技术；机电安装工程；应用研究；
1引言
在经济快速发展的背景下，建筑的功能也在不断发生变化，人们需要建筑物具有多功能，同时具有高质量的室内环境。因此，在建筑过程中需要的建筑设备就更多，功能分类不断细化，如在很多大型建筑的给排水系统中，细化为对污水处理、废水处理、热水供给、消火栓和喷淋系统供水等；建筑物中的强弱电系统也细化为消防控制和火灾预警、建筑物楼宇自动控制系统等十多个子系统。给排水系统和建筑弱电系统越来越复杂，这就需要在机电系统设计和安装过程中提高要求。
建筑物中的机电系统，包括设计和施工两部分，设计是由设计院的机电设计人员绘制管线，然后出图，但是有时，一个建筑的全部设计可能由不同的设计院完成，这样就可能出现沟通协调不畅。而在施工时，因为现场情况不同、专业不能很好的协调，就会出现很多的问题，比如有些设备和管线在安装的过程中可能会出现在空间位置上发生交叉碰撞，从而使施工停滞不前，有时还需要返工，使得施工成本大大增加，有些问题如果处理不当的话，可能会使建筑物的使用受到影响。因此减少设计图纸的变更和施工过程中的返工现象，是现在建筑的机电安装中迫切需要解决的问题。
2机电专业BIM模型的建立
2.1 机电专业BIM 模型的建立
一般情况下，如果要想进行机电模型的设计必须采用建筑、结构图为参照，因此，机电设计人员需要从建筑土木设计人员处拿到建筑土建模型。建筑土木设计人员的设计模型利用 Revit 软件开发的，模型中有建筑和结构的样板。Revit软件开发的过程是，中心文件用标高、轴网来做，然后通过把 CAD 文件链接进来，就把设计方已完成的二维图纸转换成了三维可视化模型。由建筑土建完成的 BIM 模型中有：墙、楼梯、楼板、门、窗等构件的具体位置。因此掌握建筑结构的这些模型，对于设备管线的走向以及布置很重要。一般情况下实现构件尺寸的精准标注非常重要。
2.2 管道模型创建
应用BIM技术创建管道模型，利用的是Revit中的Plumbing，与上面所述的方法一样，也是把二维的CAD图形定位，与土建模型链接，然后导入Revit。需要提出的是，过滤器的使用，为了区分不同的管道系统，就需要匹配过滤器。 建筑物越复杂管道种类越多，比如：给水、排水、雨水、污水、消防等系统。对于给排水系统中的重力系统，就需要在管道的设计中有一定的坡度，方便水的流动。为了实现管线的协调布置，还需给电气等专业的管道预留空间。
2.3 电气模型创建
应用BIM技术创建电气模型，利用的是Revit中的 Electrical。现代的电气系统设计包括强电和弱电两部分，因此在建模过程中也需要使用过滤器。强电系统的设计一般使用的是电缆桥架，弱电系统使用的是槽式桥架。电气系统在整个建筑中并不占用很多空间，安装电缆桥架路径很灵活，有时有一些尺寸大的桥架就会使的安装空间拥挤，当采用BIM协同设计的情况下，就可以提前综合考虑此问题，避免变更。
3. 基于BIM模型的机电深化设计
3.1 碰撞检测
传统情况的二维图纸，如果要进行碰撞检测，就需要各专业的工程师，共同审阅图纸，共同讨论碰撞情况。因此检测的效率很慢，错误率高。应用BIM模型就可以方便的进行碰撞检测。
在建筑物中的碰撞有两种分类方法。一种是根据碰撞方式分为硬碰撞和软碰撞。硬碰撞：实体与实体在空间上有交集，因此交叉，就会有碰撞。如果各专业在设计中标高不一致，就很容易出现这种碰撞，因此采用 BIM 模型进行深化设计就可以检查和调整。软碰撞：实体与实体在空间上有交集，交叉碰撞，但是这种碰撞有时是允许的。第二种是根据碰撞类型：单专业碰撞检查，顾名思义，就是指一个专业自己内部进行碰撞检查，比如建筑、机电都可以自己进行检查。这样的碰撞检查比较简单，一般情况下，每个专业的模型建立完成后，就可以利用 Revit 软件中自带的碰撞检测功能进行；多专业碰撞检查，主要是指多个专业（建筑、土木、机电）这些专业共同进行碰撞检查。多专业的共同碰撞检查，就要求各专业协调运行，要求计算机硬件配置高，一般实在Navisworks中进行。
3.2 管线综合
进行机电设计就需要考虑管线综合的问题，在整个机电系统施工图的设计过程中，最后是进行管线综合。所谓的管线综合就是按照机电系统的功能和施工要求，实现机电管线的综合协调排布。进行管线综合，就需要满足四个方面的要求，分别是：空间净高、机电设备间歇空间、安装需求、预留孔洞的准确性。
但是在传统的设计过程中，如果考虑管线综合，就只能把 CAD 的二维平面图叠加，可是这种叠加方式，会使得显示的图形混乱，如果管线数量多的话，就不能清晰的反应出设备的位置以及标准，而且各种机电设备之间的关系只能想象。另外采用 CAD图纸的话，从这种二维图纸中不易发现管线碰撞，更不容易对碰撞进行碰撞的局部调整；建筑物的空间结构很复杂，如果完全按照各专业的自己设计要求布置管线的话，一般会出现不能满足机电设备设计的总体原则，在施工过程中也会出现返工现象。
4. 施工安装
4.1 施工过程模拟
BIM在建筑中的施工，就是利用相关软件对施工过程进行模拟，虚拟建造建筑物。具体操作过程是，首先将机电设计图导入 Navisworks 中，然后把Timeliner 功能打开，在这里面把施工计划导入，链接施工阶段和相关构件。施工过程就会以三维动画的形式展示出来。通过施工进度模拟，主要的目的是施工方的管理人员可以根据模拟的结果，分阶段的准备人工和材料，并可以掌握自己的施工进度。另外一方面业主根据具体进度及预算进行工程款的拨付。在机电安装中BIM模拟变得更重要，通过施工模拟，就可以确定不同专业的设备和管线的进场顺序，然后按顺序安装，这样就不会出现安装空间狭小的问题。减少返工的情况，降低施工成本。
4.2 进度管理
通过 BIM技术的施工进度模拟，还可以完成不同施工阶段的材料信息统计，这些数据可以给施工管理人员提供技术上的资料，施工现场的管理人员可以通过这些数据掌控施工的进度。另外这种可视化的三维动画模型，可以让施工人员更加明确施工的流程，以及各个专业的负责人知道自己的进场时间，这样就不能出现专业上的冲突。
5.结束语
BIM可以将建筑内部设备管线的信息进行可视化展示，同时明确管线设备的尺寸和走向。施工方可以从BIM模型中提取出这些信息，实现设计与施工的协调进展。另外BIM技术应用于机电设计安装过程中，还可以利用BIM 技术进行碰撞检查，实现设备安装和其他专业的协调一致。本文给出了BIM技术在机电安装设计和施工中的应用方案和原理，着重介绍了 BIM 技术在设计阶段的应用方法，同时对其在管线碰撞方面的应用进行了详细论述。
参考文献
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[3]汪再军,黄玮征.BIM技术在建筑全寿命周期管理应用的探讨[J]. 绿色建筑, 2012(04):31-34 .
作者：李文战，身份证号：342222198006184513。