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建筑機電工程BIM技術(shù)的應(yīng)用

發(fā)布日期： 2015-01-08 發(fā)布：  

  2014年23期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘要】建筑機電工程施工階段，其建筑信息的構(gòu)建主要彰顯在機電圖紙深化設(shè)計之中。現(xiàn)階段，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑信息化速度越來越快，BIM技術(shù)（建筑信息模型）已成為了目前建筑業(yè)的時政熱點，由于其滿足諸多工程項目三維深化設(shè)計要求，故得到了極大地推廣與應(yīng)用。于機電施工階段，經(jīng)由構(gòu)建信息模型，可開展碰撞檢測、管線綜合設(shè)計、預(yù)制件加工、工程量統(tǒng)計、系統(tǒng)平衡校核等工作。而在機電安裝工程中，綜合利用建筑信息模型的模擬性、協(xié)調(diào)性、可出圖性與優(yōu)化性，能優(yōu)化空間布局。本文通過立足建筑信息模型角度，深入闡述其在機電工程應(yīng)用中的流程與作用，旨在指導(dǎo)工程實踐，實現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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　　【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；機電工程；應(yīng)用
　　目前，信息化技術(shù)處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，建筑信息趨向于三維可視化發(fā)展方向，并與工程信息完美融合，逐漸走向工程管理方向，積極搭建建筑信息模型，已成為了目前建筑業(yè)發(fā)展的主要方向。伴隨著BIM技術(shù)在國外發(fā)達(dá)國家的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)諸多建筑設(shè)計團(tuán)隊也積極引進(jìn)BIM技術(shù)，利用有關(guān)軟件進(jìn)行三維建筑模型設(shè)計。基于此，筆者主要從機電工程出發(fā)，深入探究BIM技術(shù)在建筑機電工程中的應(yīng)用價值。
　　1 BIM技術(shù)的科學(xué)內(nèi)涵
　　1.1 建筑信息模型概述
　　BIM技術(shù)，即為建筑信息模型，可用于工程設(shè)計、施工、管理等各個階段，屬于一種有效的數(shù)據(jù)化工具。從其特點出發(fā)，主要表現(xiàn)在五個方面：一是可視性，二是協(xié)調(diào)性，三是模擬性，四是優(yōu)化性，五是可出圖性。簡單而言，BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程設(shè)計、施工與管理，依托于三維數(shù)字技術(shù)，糅合了各個階段的數(shù)據(jù)資料，包括規(guī)劃、設(shè)計及建造與營運，共同孕育于3D模型中，完善了建筑物的整個生命周期。工作人員在應(yīng)用該模型時，能獲取完整、精確的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)項目設(shè)計師決策。從本質(zhì)上來講，各個階段的各項工作搭載信息均融于建筑生命周期中，有助于將信息孤島完全消除。而信息數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)與互動，能有效預(yù)防信息流失。
　　1.2 建筑信息模型核心建模軟件
　　立足于BIM技術(shù)建模軟件角度，其核心包括四個公司：（1）Revit系列（Autodesk公司），在民用建筑中較為適用，具有較多的兼容互導(dǎo)軟件；（2）建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備系列（Bentiev公司），在基礎(chǔ)設(shè)施與工廠設(shè)計領(lǐng)域值得推廣；（3）Vector Works、AllPLAN或ArchicAD（Nemetschek公司），在國內(nèi)處于疲勞態(tài)勢；（4）CATIA系列（DassauIt公司），主要適用于機械設(shè)計制造領(lǐng)域。
　　1.3 建筑信息模型應(yīng)用優(yōu)勢
　　構(gòu)建建筑信息模型，具有三維可視化優(yōu)勢，可解決碰撞檢查、管道碰撞等各個方面的問題。具體而言，其主要表現(xiàn)在三個方面：（1）采用Revit MEP，可實現(xiàn)各專業(yè)間可視化作業(yè)，優(yōu)化機電管線碰撞檢測及機電系統(tǒng)計算檢測，同時能夠及時發(fā)現(xiàn)在設(shè)計中存在的錯漏區(qū)域，可生成生產(chǎn)材料設(shè)備明細(xì)表。此外，經(jīng)Revit建模完畢后，都對各種明細(xì)表（包括管道總長、門窗表等）進(jìn)行統(tǒng)計，指導(dǎo)工程預(yù)算與管理；（2）采用office Proiect及NaviSworks軟件，對施工場景進(jìn)行模擬，經(jīng)由項目進(jìn)度管理功能，可對建筑施工進(jìn)度進(jìn)行可視化管理；（3）采用NaviSWOrks軟件，經(jīng)由四維仿真、動畫級效果圖功能能分析設(shè)計意圖，并對施工流程進(jìn)行仿真處理，提高了工程設(shè)計的可預(yù)測性，增強了項目團(tuán)隊間的協(xié)作效率。
　　2 BIM在機電工程應(yīng)用中的核心技術(shù)
　　2.1 管線設(shè)計
　　考慮到機電工程具有較多的專業(yè)，故而存在較多的設(shè)備與管線，在施工上具有很大的難度。基于此種狀況下，充分綜合BIM技術(shù)，可對機電工程進(jìn)行深化設(shè)計，從工程實際情況出發(fā)，科學(xué)、合理布置管線。在項目開工階段，工作人員在開展圖紙深化設(shè)計作業(yè)時，可同步構(gòu)建建筑信息三維模型，綜合考慮各專業(yè)與項目進(jìn)度要求與專業(yè)圖紙，開展碰撞檢查，并生成碰撞審核報告。以審核報告為依據(jù)，可對設(shè)計進(jìn)行再優(yōu)化，從而形成一套完善的、系統(tǒng)的管線綜合設(shè)計方案�；诖耍芫C合排布機電管線、施工工序，預(yù)防工序沖突，避免出現(xiàn)返工等問題。此外，應(yīng)用BIM技術(shù)可開展漫游檢查作業(yè)，對管道布置進(jìn)行漫游，可觀察機電管線整體效果，明確設(shè)備、機電管線與空間關(guān)系。
　　2.2 碰撞檢查
　　碰撞檢查主要是指于施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)機電工程中不同專業(yè)、不同部分間出現(xiàn)的干擾與沖突。考慮到碰撞易影響施工質(zhì)量，故在機電工程中必須要強化碰撞檢查，其中多表現(xiàn)為硬碰撞。具體而言，在機電工程中，碰撞主要表現(xiàn)在四個方面：一是各個管道間發(fā)生的碰撞，二是橋架與管道間的碰撞，三是設(shè)備與管道的碰撞，四是結(jié)構(gòu)與管道間的碰撞。采用BIM技術(shù)，強化各專業(yè)管線碰撞檢查，以碰撞檢查狀況為依據(jù)，對管線空間布局進(jìn)行合理調(diào)整，可提高綜合排布效果。在BIM技術(shù)碰撞檢查功能中，可觀察到標(biāo)準(zhǔn)層走廊處風(fēng)管與消防管道、風(fēng)管等易出現(xiàn)沖突，經(jīng)對風(fēng)管局部安裝高度進(jìn)行調(diào)整，可預(yù)防沖突，避免后期出現(xiàn)返工現(xiàn)象。
　　2.3 設(shè)計、出圖、交底及施工
　　與常規(guī)立面圖、平面圖、剖面圖比較，BIM技術(shù)出圖功能強大，通過碰撞檢查后可優(yōu)化凈高并漫游工序，明確機電各專業(yè)科學(xué)標(biāo)高與位置，自三維模型將平面圖與剖面圖導(dǎo)出，具有準(zhǔn)確性，并附有清晰的標(biāo)注，可指導(dǎo)施工。此外，借助BIM技術(shù)，可利用視頻或三維圖紙進(jìn)行交底，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。具體而言，借助其可視化功能，將模型與實際工程進(jìn)行對比，可觀察實際項目與理論間的差距，促使業(yè)主明確與建筑相關(guān)聯(lián)的功能性，進(jìn)而評估施工過程，及時修正可能出現(xiàn)的情況。通常地下室機電安裝工程較為復(fù)雜，存在較多的不規(guī)則軸線，同時伴有鍋爐房、配電室、制冷機房，而設(shè)計層高偏低，風(fēng)管尺寸較大，結(jié)構(gòu)梁較高。借助BIM技術(shù)的可視化功能，可有效解決這類問題。另外，在交底時可組織現(xiàn)場工人，對施工地行三維技術(shù)交底，從不同角度、方位進(jìn)行觀察，可預(yù)防設(shè)計偏差，促使現(xiàn)場工人掌握管線走向，能避免出現(xiàn)排布錯誤。 　　3 BIM在機電工程管理中的應(yīng)用
　　3.1 統(tǒng)計施工材料
　　在建筑信息模型建造過程中，模型繪制工作完成后，需依據(jù)實際需要，統(tǒng)計單個系統(tǒng)所用材料、數(shù)量，優(yōu)化項目管理策劃。通常而言，物資小組以不同施工階段需求為依據(jù)，操作模型可獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，有助于指導(dǎo)物資招標(biāo)，有助于制定一套完善的物資進(jìn)場計劃，便于開展庫房設(shè)置。從總體角度上來看，借助BIM數(shù)據(jù)模型可明確各種施工信息，完善人力安排，優(yōu)化材料計劃，有助于提高施工管理效率。
　　3.2 管理、控制施工進(jìn)度
　　利用Navisworks軟件，能編制項目施工進(jìn)度，提高跟蹤跟進(jìn)工作效率。在應(yīng)用該軟件中，可明確當(dāng)日需完成的施工內(nèi)容，同時可對已完成工程量都進(jìn)行了詳細(xì)標(biāo)記，經(jīng)監(jiān)督施工進(jìn)度，可利用合理方法進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。
　　3.3 控制工程造價
　　遵循三維圖形模式，可達(dá)框圖出價效果，極大地提升了預(yù)算的準(zhǔn)確性，提高了月度產(chǎn)值審核速度。此外，利用該項技術(shù)可實現(xiàn)業(yè)主投入資金的實時追蹤，并進(jìn)行及時更新，于任意時間內(nèi)能進(jìn)行投資資金撥款比例查閱。此外，于設(shè)計變更中，可計算變更部分造價，避免或降低不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
　　3.4 案例分析
　　以某機電安裝工程為例，建筑面積達(dá)434258.67m2，屬于一個匯集甲級辦公樓、五星級酒店等為一體的地標(biāo)性綜合體，標(biāo)高異常復(fù)雜，結(jié)構(gòu)降板較多，同時機電用房多、系統(tǒng)較為齊全，為組織各專業(yè)管線的安裝施工，通過利用BIM技術(shù)，可優(yōu)化設(shè)計機電管線優(yōu)化。首先，于項目施工前，成立了BIM小組，制定BIM工作計劃，借助Autodesk-Revit-Mep等軟件構(gòu)建建筑、機電、結(jié)構(gòu)等模型，并導(dǎo)入BIM平臺，疊加原始圖紙原始。接著，進(jìn)行管道碰撞檢查，，優(yōu)化管線空間布局（如圖一所示）。將原走廊新風(fēng)管調(diào)至旁邊辦公室內(nèi)，重新排布管道后促使最低標(biāo)高為2.55米，維修空間充足。同時，應(yīng)用橋架、風(fēng)管與梁下安裝緊貼，在風(fēng)管下方進(jìn)行水管布置，化解了管線交叉矛盾。最后，優(yōu)化設(shè)計及出圖，并將三維圖與平面圖結(jié)合進(jìn)行交底。
　　結(jié)束語
　　綜上所述，建筑信息模型主要以建筑工程中各個專業(yè)信息數(shù)據(jù)為前提，參照建筑工程整體框架，構(gòu)建三維立體模型，經(jīng)由數(shù)字信息仿真進(jìn)行建筑工程真實信息模擬，其具有可視性、優(yōu)化性，能有效化解管線交叉矛盾，進(jìn)行空間布局優(yōu)化，已成為了廣大建筑工作者研究的重要課題。目前，利用建筑信息模型可完成項目全生命周期信息化管理，已成為了全球建筑行業(yè)的里程碑技術(shù)。
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