李文战
四川成都 610000 ）
摘要：在一个建筑系统中，机电设备的设计与施工是重要的部分，信息技术也有其用武之地。可以采用BIM技术的三维可视化和管线碰撞试验，发现并解决管线碰撞和净高不足的问题，利用4D施工模拟可以提高施工质量，减少返工次数。还可以统计工程量，控制工程造价，减少资源的浪费。本文以某大厦的机电安装工程为实例，针对工程项目，将BIM 技术应用其机电设计和安装中，通过碰撞检查及机电管线综合优化，提前发现可能存在的碰撞问题，减少在施工阶段出现的设计变更或修改，施工过程中可能出现的大量返工浪费。并利用施工模拟对施工过程模拟，优化施工过程。
关键词：BIM技术；大厦；机电安装工程；
1引言
进入20世纪的中期，随着计算机技术的发展，计算机技术逐渐渗入建筑设计领域。特别是BIM 技术的崛起更是给建筑设计行业带来的一场新革命。BIM技术是通过计算机给出建筑物的三维模型，在这个三维模型中可以获得建筑的所有相应信息，所有的工作人员可以从可视化模型中获得其几何尺寸，对机电设备来说，可以提供设备的材质、以及设备尺寸和性能参数。从而使得建筑物的所有信息实现了集成，在建筑的设计和施工过程，以及后期的运维过程中都可以随时提取信息并使用。
在建筑物的施工过程中，如果能将 BIM 技术应用其中，施工过程中技术人员就可以透过 BIM 技术详细的三维模型，准确掌握机电设备的信息和在建筑物中的定位尺寸，从而可以更好的指导施工过程、降低返工的几率、降低施工成本。 将 BIM 技术应用于建筑机电设备的设计和施工过程中，一方面可以实现碰撞分析、管线分布等，另一方面可以通过可视化模型，可以使建筑的设计过程和管理过程得到优化，从而提高整个建筑物从设计到施工阶段的优化。此外，在施工过程中施工单位就可以依据 BIM 技术的模型，有计划的组织设备材料按时进场，并有计划的组织劳动力。这能够把整个施工过程进行详细分解，使得施工过程有条不紊的开展。
2.BIM技术在该项目上应用的必要性和可行性
项目是集办公写字间、商务酒店、商超为一体的大型综合体，项目包括一栋写字间（24 层），一栋高级商务酒店（25 层），地下停车场和建筑设备用房等。工程总面积 20780 平方米。其中地上面积 16405平米，地下面积 4375 平米。项目建成后，将成为一处地标式建筑，集高端商服一体的项目，是净月区的一处重要工程。
项目的施工阶段是由中国建筑第八工程局作为总的承包商，进行施工管理，机电安装工程是由专业分包商来完成。根据机电分包合同，机电分包商的工程任务有：电气、给排水的管线、暖通空调设备、设备安装和材料供给。对于机电分包商的另一个要求是对机电设备安装在优化设计的基础上，进行安装，要提前进行管线综合，避免不必要的返工现象。
因这个工程项目的体量较大，对其机电设计的要求就比较高，而且整个工程的机电设备也比较复杂，包括了强电、弱电、给水、排水、污水、热水、空调设备、排风等。这么多的设备必然会出现管线众多，特别是设备间和管道井内必然会有很多布线。同时，商务写字间和酒店都是需要精装修的的，这样对机电设备的布线高度要求就很高。
对于这样的大型机电安装工程，因此前期的机电优化设备变得尤为重要，因此决定在本项目中应用BIM技术，利用BIM技术进行前期的管线综合设计，提前进行碰撞检查等，优化工程进度。另一方面BIM技术在很多工程也有了应用，具有一定的可行性。
3. BIM技术在本项目中的应用
3.1 管线综合
众所周知在本建筑的机电工程的设计和施工过程中，有可能会出现机电系统与土木结构工程系统冲突，也有可能有建筑专业冲突，这样就得进行二次沟通，图纸变更和工程返工。将BIM技术引入本工程中，就可以在施工开始之前进行管线综合的三维建模，实现二维图纸转换成一个三维的动态模型，实现各个专业的系统操作。然后利用虚拟的模型进行管线的碰撞检查。这样就可以提前发现机电工程中的各种管线与建筑结构，以及管线之间是否存在碰撞，就可以在施工之前进行各个专业之间的协调，变更图纸，降低返工率。降低返工引起的工期延误。
具体的应用 BIM 技术建模都得流程是：首先在传统的 CAD 平台使用Magi CAD 进行建模，包括建筑、结构的建模，以及机电管线的建模。
（1）建模；应用BIM建模的原则是“描二成三”，BIM 工程师根据已有的二维图纸，使用 Auto CAD+Magi CAD 生成三维模型，包括各个专业的模型。
（2）碰撞检查； 应用 BIM 技术建立三维模型后，就可以应用建立好的三维模型进行碰撞检查，就能够发现那些地方会出现碰撞，把碰撞点进行精确定位。首先是建筑结构本身的碰撞检查，目的是找到建筑和结构之间的碰撞。当把二维的平面图形生成三维模型后，就可能发现有些结构的梁布置的标高低，使得楼层间距过低，不能保证人行的正常通过。第二步检查机电管线与结构之间的碰撞，出现这种碰撞的原因是，管线的定位不合理，开孔位置不合理，会出现绕行或者转弯现象。这样就可以协调结构和机电专业，进行设计变更。三步是机电系统自身管线之间的碰撞检查，比如电气与暖通，与给排水，与消防设备之间的碰撞检测。传统的检测方法是简单的二维图纸的叠加分析，这种情况下很难分辨出交叉点。而如果采用BIM建模的话，就可以利用Navisworks自动进行碰撞检查，生成碰撞报告。
3.2 工程量统计
应用BIM 技术进行工程量的统计，需要在机电设计的管线综合优化完成，并且完成三维建模后，对各个分区内的机电设备的进行统计，利用工程量统计可以统计出各专业的主要材料的用量，辅助材料的用量。 因为Auto CAD+Magi CAD 本身自带工程量统计。在建模后，只需设置好分区，设置好材料种类等信息后，就可以输出相应的报表文件。可以分区统计，也可以分类统计，还可以分段统计，给施工提供方便。
3.3 施工组织模拟
BIM技术在本项目的另一重要应用就是进行施工组织模拟。对管线复杂的工程，这种施工组织模拟可以辅助管线安装。因为常规的管线安装方式中，安装人员会按照自己的经验进行安装，并不能保证与BIM模型中管线走向一样，这就会出现管线排布效果不佳。主要原因是安装工人对于安装的顺序不够熟悉，导致施工顺序的倒置，比如先按装了下层的管线，后安装上层管线，就很难施工。利用BIM技术进行施工模拟的话就可以避免，这就要求设计人员利用Navisworks 软件进行施工模拟，在进行施工模拟的时候要事先进行区域模拟，确定合理的安装方案。根据得到的方案指导现场施工。
施工模拟的制作步骤：（1）按照施工计划，划定工期的节点；（2）利用 Navisworks 模拟机电安装过程，并生成可视化文件；（3）如果区域的机电管线密集，就需要事先协调各专业，提前制定好工序，再模拟整个安装过程，生成可视化文件；（4）有必要的话，为了便于工人的掌握施工方法，可对生成的视频文件做后期渲染。
4.结束语
本文以某大厦的机电安装工程为实例，针对工程项目，将BIM 技术应用其机电设计和安装中，通过碰撞检查及机电管线综合优化，提前发现可能存在的碰撞问题，减少在施工阶段出现的设计变更或修改，施工过程中可能出现的大量返工浪费。并利用施工模拟对施工过程模拟，优化施工过程。
参考文献
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[2]张建平，李丁，林佳瑞，颜钢文.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2012(16):10-17 .
[3]范绍芝,蒋一峰.BIM技术在苏州星海生活广场工程中的应用[J].建筑施工,2011(1):75-77.
作者：李文战，身份证号：342222198006184513。