機(jī)電工程綜合管線優(yōu)化中BIM技術(shù)的應(yīng)用參考模板

1、機(jī)電工程綜合管線優(yōu)化中BIM技術(shù)的應(yīng)用許華春 莊國(guó)強(qiáng) 中國(guó)建筑股份有限公司廈門(mén)分公司 361006 【摘要】 在現(xiàn)代建筑的機(jī)電工程項(xiàng)目中，管道綜合性要求越來(lái)越高，一般涉及給排水、消防、通風(fēng)、空調(diào)、電氣、智能化等多個(gè)專業(yè)，直接關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、工期、投資和預(yù)期效果，因此必須進(jìn)行管線深化設(shè)計(jì)。如今，隨著B(niǎo)IIM即建筑信息模型的發(fā)展和成熟，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)建筑物管道設(shè)備模型的仿真建立，將管線設(shè)備的二維圖紙進(jìn)行集成和可視化，在施工前期可以進(jìn)行管線碰撞檢查,優(yōu)化原有圖紙?jiān)O(shè)計(jì),提高圖紙閱讀效率，減少在建筑施工階段可避免的損失和返工的概率,更加方便進(jìn)行技術(shù)交底，從而達(dá)到管線綜合優(yōu)化布置的目的?！?/p>

2、關(guān)鍵字】 機(jī)電工程；BIM技術(shù)；綜合管線優(yōu)化A Brief Introduction to the Specific Application of BIM Technology in the Comprehensive Optimization of Electromechanical Engineering Pipelines Abstract: In modern electromechanical engineering projects, comprehensive requirements for pipelines are getting higher, generally inv

3、olving water supply and drainage, fire control, ventilation, air conditioning, electric, intellectualization and so on, which is directly related to the whole project quality, project duration, investment and the desired effect, so detailed design for pipelines must be conducted. Nowadays, with the

4、development and maturity of BIM，namely, Building Information Model, on the basis of 3D digital technology, pipeline equipment models of buildings can be simulated, and the pipeline equipments which are drawn in 2D technology would be integrated and visualized. At the early stage of the construction,

5、 BIM can help check pipeline collision, optimize the design of original drawings, improve the efficiency of reading drawings, and reduce the loss that can be avoided in the construction phase and the probability of rework, and it can also be more convenient for technical clarificaiton, thus the goal

6、 of pipeline comprehensive optimization layout can be achieved. Key Words: electromechanical engineering；BIM technology; the integrated optimization of the pipeline; 1 / 61. 機(jī)電工程綜合管線優(yōu)化1.1重要性在現(xiàn)代化機(jī)電工程中，綜合管線布置主要包括：給排水管道、消防噴淋管道、強(qiáng)弱電橋架以及風(fēng)管管件的綜合布置；而機(jī)電各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙正常是分專業(yè)，進(jìn)行各系統(tǒng)的繪制，缺乏交流溝通，以及必要的協(xié)調(diào)合作，加上機(jī)電設(shè)備各個(gè)系統(tǒng)管線繁瑣復(fù)

7、雜，工程量較大，然后建筑物可利用的空間又有限，這就造成了現(xiàn)場(chǎng)施工中各個(gè)系統(tǒng)的沖撞，如果未能在項(xiàng)目前期對(duì)項(xiàng)目的管線進(jìn)行綜合優(yōu)化，必將導(dǎo)致整個(gè)建筑物的凈空高度，從而大大影響建筑物的觀感和使用效果。因此，根據(jù)需要施工現(xiàn)場(chǎng)情況，通過(guò)相關(guān)的技術(shù)，對(duì)各專業(yè)管線設(shè)備在空間上的排列走向進(jìn)行優(yōu)化，提高凈空高度，保證管線綜合布置的可行性、美觀性及實(shí)用性。1.2必要性（1） 綜合管線合理布置，提高建筑物凈空高度，減少二次施工的損失。（2） 綜合排布機(jī)房及樓層平面區(qū)域內(nèi)機(jī)電各專業(yè)管線，協(xié)調(diào)機(jī)電與土建、精裝修專業(yè)的施工沖突。（3） 確定管線和預(yù)留洞的精確定位，減少對(duì)結(jié)構(gòu)施工的影響。（4） 彌補(bǔ)原設(shè)計(jì)不足，減少因此造成的

8、各種損失。（5） 核對(duì)各種設(shè)備的性能參數(shù)，提出完善的設(shè)備清單，通過(guò)供貨商或廠家核定各種設(shè)備的訂貨技術(shù)要求，盡快將數(shù)據(jù)傳達(dá)給設(shè)計(jì)以檢查設(shè)備基礎(chǔ)、支架是否符合要求，協(xié)助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制大型設(shè)備基礎(chǔ)圖。（6） 合理布置各專業(yè)機(jī)房的設(shè)備位置，保證設(shè)備的運(yùn)行維修、安裝等工作有足夠的多的空間完成各種管線的檢修和更換工作。2. BIM技術(shù)具體應(yīng)用2.1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介建筑信息模型（Building Information Model）簡(jiǎn)單的說(shuō)就是以建筑工程中各個(gè)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)建筑工程進(jìn)行三維模型的建立，以數(shù)字信息仿真模擬建筑工程的真實(shí)信息。而通過(guò)對(duì)機(jī)電工程管線設(shè)備的三維模型的建立，真實(shí)化，可視化的對(duì)管

9、線設(shè)備在空間上進(jìn)行呈現(xiàn)，提供一種更為先進(jìn)，更為方便的技術(shù)，進(jìn)行管線綜合優(yōu)化。隨著以 Autodesk Revit 為代表的三維建筑信息模型（BIM）軟件在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的普及應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也紛紛成立BIM技術(shù)小組，應(yīng)用相關(guān)軟件進(jìn)行三維建筑設(shè)計(jì)，更多應(yīng)用于綜合管線深化設(shè)計(jì)。2.1.1便捷的開(kāi)展智能設(shè)計(jì)現(xiàn)在的三維制圖軟件主要是利用真實(shí)管線的的真實(shí)走向進(jìn)行定位，從而進(jìn)行準(zhǔn)確建模，進(jìn)一步實(shí)習(xí)智能化，可視化的設(shè)計(jì)流程。建筑信息模型的建立，利用整體設(shè)計(jì)理念，從建筑物的大局觀出發(fā)，有效合理的處理給排水、暖通和電氣各系統(tǒng)的綜合排布，與建筑物模型相關(guān)聯(lián)，為工程師提高更好的視覺(jué)效果，從而進(jìn)行更佳深入

10、化、人性化的決策。通過(guò)建筑信息模型，工程師可以對(duì)建筑設(shè)備及管道系統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)，對(duì)建筑性能進(jìn)行深入分析，充分發(fā)揮 BIM 的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)可持續(xù)性設(shè)計(jì)。2.1.2 有效提高協(xié)調(diào)合作效率利用高度仿真的建筑信息模型，能夠有效的提高設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間，以及與其他工程師之間的溝通交流協(xié)作，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備管線的合理布置，通過(guò)實(shí)時(shí)的可視化優(yōu)勢(shì)，改善客戶溝通并更快做出改變，達(dá)到最終的目標(biāo)。加之，三維制圖軟件建立的管線綜合模型可以與由其他軟件建立的建筑結(jié)構(gòu)模型展開(kāi)無(wú)縫協(xié)作。在模型的任何一處進(jìn)行變更，三維制圖軟件可在整個(gè)設(shè)計(jì)和文檔集中自動(dòng)更新所有相關(guān)內(nèi)容。2.1.3 利用溝通，改善業(yè)績(jī)?cè)O(shè)計(jì)師可以通過(guò)逼真的建筑工程設(shè)

11、備管線效果圖，便于與客戶的內(nèi)心設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行對(duì)接溝通，更能深入的得到甲方的認(rèn)同，無(wú)形之間也能提高自身價(jià)值。而通過(guò)使用建筑信息模型，隨時(shí)隨地改變和交換工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，可以提前優(yōu)化設(shè)計(jì)方便，解決可避免的錯(cuò)誤，減少代價(jià)高昂的二次返工費(fèi)用，將大大提高工程的業(yè)績(jī)。2.2具體應(yīng)用以實(shí)際中某地下室車庫(kù)綜合管線優(yōu)化中BIM技術(shù)的應(yīng)用，來(lái)闡述BIM技術(shù)應(yīng)用的具體流程及其優(yōu)勢(shì)所在。本案例涉及暖通系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)其土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用Revit2014三維制圖軟件進(jìn)行建模設(shè)計(jì)。2.2.1項(xiàng)目前期準(zhǔn)備一般的機(jī)電工程管線綜合優(yōu)化需要不同專業(yè)的工程師的配合，因此為了能使各個(gè)工程師能夠更好的協(xié)同搭建模型，保證

12、項(xiàng)目模型的一致性，需要為項(xiàng)目制作一個(gè)統(tǒng)一專屬的樣板文件。樣板文件的制作，能夠保證各個(gè)系統(tǒng)的搭建是建立在一樣的軸網(wǎng)及標(biāo)高上，為后期各個(gè)系統(tǒng)整合檢測(cè)碰撞做好準(zhǔn)備。然后還能根據(jù)客戶或者自身的要求，為后期圖紙打印，統(tǒng)一做好相應(yīng)的圖框，保證圖紙的一致性。本案例中樣板文件先根據(jù)相關(guān)尺寸繪制軸網(wǎng)，然后利用相應(yīng)數(shù)據(jù)繪制標(biāo)高。Revit軟件是利用搭建原有的cad圖紙進(jìn)行搭建模型，導(dǎo)入之前需要對(duì)cad圖紙進(jìn)行處理，需要將每個(gè)系統(tǒng)的圖紙移動(dòng)至一個(gè)統(tǒng)一的點(diǎn)上，這樣才能保證導(dǎo)入Revit軟件后，所有圖紙才能基于一個(gè)點(diǎn)，基于相同的軸網(wǎng)搭建模型。三維設(shè)計(jì)的圖紙一般文件比較大，所有為保證電腦軟件流程的運(yùn)行，一般將各個(gè)系統(tǒng)分開(kāi)

13、單獨(dú)搭建。 圖12.2.2各個(gè)系統(tǒng)搭建首先是土建模型的搭建。在機(jī)電設(shè)備建模設(shè)計(jì)中，土建模型的搭建是為了創(chuàng)造出一個(gè)空間感，后面各個(gè)系統(tǒng)的模型搭建只能在這個(gè)空間內(nèi)進(jìn)行，這樣的話就能讓綜合管線布置走向有真實(shí)感的存在。本案例中，地下室車庫(kù)土建模型設(shè)計(jì)只對(duì)地下室完成面、結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)梁、頂板進(jìn)行搭建。在機(jī)電工程中，暖通系統(tǒng)因?yàn)轱L(fēng)管管件占用比較大的空間，遵循著小管讓大管的原則，一般對(duì)暖通系統(tǒng)不采取大的變動(dòng)。在各個(gè)系統(tǒng)的繪制中，相對(duì)于cad設(shè)計(jì)，主要是給予管道系統(tǒng)一個(gè)高度值，這樣能夠便捷的形成三維立體視圖，更加真實(shí)形象的展現(xiàn)出管線綜合布置走向，是圖紙具體很好的可見(jiàn)性，能方便不同人員溝通交流和認(rèn)識(shí)。還有能通過(guò)軟

14、件對(duì)各個(gè)系統(tǒng)定義相應(yīng)的管材材質(zhì)，以及相應(yīng)的顏色，這樣更能直觀的展示出各個(gè)系統(tǒng)的存在，是三維圖紙的效果更上一個(gè)層次。圖22.2.3利用Navisworks軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)由于revit的圖紙正常比較大，各個(gè)系統(tǒng)整合在一起，運(yùn)行起來(lái)就相當(dāng)?shù)睦щy。因此正常導(dǎo)出為Navisworks軟件能識(shí)別的文件格式，把文件縮小，重新整合在一起，進(jìn)行綜合管線模擬碰撞。通過(guò)Navisworks進(jìn)行碰撞檢測(cè)，可以根據(jù)自己需要單獨(dú)的對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，還能將碰撞的位置導(dǎo)出為報(bào)告，方便后期進(jìn)行管線綜合布線的優(yōu)化設(shè)計(jì)。圖32.2.4其他應(yīng)用當(dāng)然通過(guò)revit軟件還能對(duì)綜合優(yōu)化圖紙進(jìn)行便捷的平面剖大樣的出圖，還有各個(gè)系統(tǒng)的

15、工程量的快速計(jì)算等等。單單是BIM技術(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的綜合管線進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，如果將BIM技術(shù)更加成熟的運(yùn)用，還能對(duì)重要的設(shè)備間進(jìn)行三維建模，進(jìn)行真實(shí)渲染，將呈現(xiàn)出很有震撼力的視覺(jué)效果圖。3. BIM技術(shù)發(fā)展前景建筑工程施工中，水、暖、電、智能化、通信等各種管線錯(cuò)綜復(fù)雜，各預(yù)制構(gòu)件搭接處鋼筋密集交錯(cuò)，如在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預(yù)制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞，將給施工現(xiàn)場(chǎng)的各種管線施工、預(yù)埋和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件的吊裝、制安帶來(lái)極大的困難。因此，在施工前，采用BIM技術(shù)建模，虛擬各種施工條件下的管線布設(shè)、預(yù)制聯(lián)接件吊裝的模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的碰撞和沖突，盡早發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中可能存在的碰撞和沖突，利于顯著減少設(shè)計(jì)變更，大大提高施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率。當(dāng)然，隨著工程信息的發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用不限于以上所述，3D的建筑模型逐步發(fā)展成4D乃至5D建筑模型，雖然目前BIM技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段，大部分用于建模的軟件處于研究或試用階段，并且建模對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求較高，但相信不久的將來(lái)，BIM技術(shù)將成為提高建筑施工企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力的有力工具。參考文獻(xiàn)1 陳辰;李慶平. 基于BIM技術(shù)的三維管線綜合J. 土木