BIM技術(shù)在機電深化設計中的應用

1、BIM技術(shù)在機電深化設計中的應用楊歆（江蘇揚安集團有限公司，揚州 225000，E-mail ）摘 要：隨著時代的進步，BIM技術(shù)應用成為施工中舉足輕重一門技術(shù)，尤其是機電深化設計。機電工程項目深化設計分為專業(yè)工程深化設計和管線布置綜合深化設計，優(yōu)秀的深化設計成果能夠彌補設計單位對施工以及材料市場認識的不足。優(yōu)化和完善建筑工程系統(tǒng)設計，提高施工管理質(zhì)量，增強可視化效果，節(jié)約成本，縮短工期，是為項目帶來實際效益的先進技術(shù)手段。關鍵詞：BIM；深化設計；施工管理1.深化設計深化設計是指在工程實際施工過程當中對原設計圖紙進行優(yōu)化以達到施工標準。深化設計是為了將設計師的設計理念、設計意圖在施工過程中得

2、到充分體現(xiàn)；是為了在滿足甲方需求的前提下，使施工圖紙更加符合現(xiàn)場實際情況，是施工單位的施工理念在設計階段的延伸；是為了更好的為甲方服務，滿足現(xiàn)場不斷變化的需求，優(yōu)化設計方案在現(xiàn)場實施的過程；是為了達到在滿足功能的前提下降低成本，為企業(yè)創(chuàng)造更多利潤。12.深化設計原則（1）保證使用功能的原則（2）主干管線集中布置的原則（3）管線布置排列一般原則：決定各管道的最終安裝標高的優(yōu)先排序是排水管，電纜橋架、線槽、暖通管道、通風管道。電纜橋架、線槽盡量高位安裝，通風管道低位安裝。水管與電纜橋架、線槽應盡量錯位安裝，保證水管與電纜橋架平面不在同一路由。遇管線交叉時，應本著“小管讓大管、有壓讓無壓”原則避讓（

3、4）方便施工的原則（5）方便系統(tǒng)調(diào)試、檢測 、維修的原則（6）美觀的原則（7）結(jié)構(gòu)安全的原則3.傳統(tǒng)機電深化設計3.1深化設計總流程 首先搜集好合同圖紙及相關技術(shù)規(guī)范，參與圖紙會審，提出圖紙上的問題，等到批復下來對圖紙進行處理，創(chuàng)建機電綜合平面圖和剖面圖，繪制機電管線綜合預留預埋圖，待機電專業(yè)進場時提供專業(yè)平面施工圖，出二次墻體綜合留洞圖，最后繪制機房大樣圖以及設備基礎定位圖紙。3.2深化設計協(xié)調(diào)圖紙的設計流程 以CAD二維繪圖軟件為繪圖平臺，將各專業(yè)在進行圖層疊加前進行初次單專業(yè)綜合協(xié)調(diào)，尤其是各專業(yè)主路由的綜合協(xié)調(diào)，從而避免在綜合協(xié)調(diào)圖的設計過程中協(xié)調(diào)單專業(yè)的主路由管線。 經(jīng)過單專業(yè)的初次

4、協(xié)調(diào)后，將各專業(yè)的圖紙疊加到一張圖紙上，分區(qū)域綜合協(xié)調(diào)。綜合協(xié)調(diào)結(jié)束后，將各專業(yè)圖紙分別分離出來，反饋給自身的專業(yè)圖紙中，并根據(jù)協(xié)調(diào)圖中的位置調(diào)整自身專業(yè)圖紙，最終完成單專業(yè)圖紙的深化設計。圖1 綜合協(xié)調(diào)圖圖2 單專業(yè)協(xié)調(diào)圖拆離4.基于BIM技術(shù)的機電深化設計4.1 BIM深化設計流程首先，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，利用全站儀等測量工具，對測量數(shù)據(jù)進行對比分析，并將分析結(jié)果反饋給深化設計師，設計師利用BIM建模軟件進行基礎建模。其次，BIM設計師將各專業(yè)建好的模型疊加，結(jié)合現(xiàn)場測繪得出的數(shù)據(jù)比對分析進行BIM管線綜合。管線綜合完成后，設計師根據(jù)自身專業(yè)對專業(yè)模型進行初步方案的優(yōu)化。之后，運用三維碰撞軟

5、件對優(yōu)化后的模型進行碰撞檢測，直至模型當中檢測結(jié)果顯示0碰撞，隨后，再次把模型分配給各專業(yè)進行深化設計出圖，完成模型歸檔和交付工作，同時，進行預制加工方案設計。2圖1 建筑、結(jié)構(gòu)模型圖2 機電模型4.2 基于BIM施工模型的創(chuàng)建BIM是一種技術(shù)、一種方法、一種過程。搭建BIM模型的軟件也是各種各樣，主要以Autodesk Revit為主。Revit是一款智能的設計和制圖工具，借助真實管線進行準確建模，可實現(xiàn)智能直觀的設計流程。借助它，工程師可以優(yōu)化建筑設備及管道系統(tǒng)的設計，更好地進行建筑性能分析，充分發(fā)揮BIM的競爭優(yōu)勢，促進可持續(xù)設計。3（1）模型的類型根據(jù)不同用途建立不同模型一般包括：前期

6、、概要或體量模型，設計模型，可視化模型，建筑性能及環(huán)境分析模型，綜合協(xié)調(diào)模型，施工模型，算量模型，建造模型，竣工模型等。其中，設計模型是BIM應用的基礎。（2）建模前的準備工作首先，確定項目的BIM交付要求和交付計劃，確定BIM應用的目標，其次，組織一次參與項目的所有專業(yè)及各方面人員的協(xié)調(diào)會，就BIM模型的應用目標達成共識，隨后，準備設備及軟件，搭建一個所有項目參與者都可以訪問的模型交互平臺，確定文件、模型構(gòu)件、區(qū)域命名，建立標準。（3）建模深度由于不同建筑項目在不同階段對BIM模型的應用需求及用途不同，所需要的模型信息也不同。施工圖設計階段的模型應達到國家規(guī)范的施工圖設計深度要求，主要用于指

7、導施工。在建模過程中制定BIM模型包含的構(gòu)件及其建模詳細程度的標準，使BIM模型數(shù)據(jù)信息達到完整，方便以后材料的統(tǒng)計和預制。4.3 BIM深化設計在張家港曼巴特項目中的具體應用情況項目概況：張家港曼巴特購物廣場總用面積34452平方米，樓面總面積253327平方米，停車位1591個，總投資40億元人民幣。該項目包括由百貨商店、品牌店、影城、超市、綜合餐飲構(gòu)成的多樣化商業(yè)中心，以及城市市民步行廣場，濱水空間和融入自然的室外屋頂露臺餐廳等設施。項目同時還規(guī)劃了21層甲級寫字樓和22層豪華SOHO辦公樓，為住戶提供方便的配套設施，由此帶動大量流動人口，激活地區(qū)商業(yè)。（1）協(xié)調(diào)配合對于參與到項目施工的

8、各個專業(yè)，通過BIM軟件建立模型后，明確各專業(yè)負責內(nèi)容。通過建筑模型發(fā)現(xiàn)并找出各專業(yè)之間可能存在的一些問題，快速協(xié)商找到解決辦法。 圖4 BIM綜合管線初始設計圖（2）碰撞分析、深化設計使用BIM軟件對原圖紙進行三維建模， 將各系統(tǒng)分別建立模型，進行整合，運行碰撞檢測。找出碰撞點后，與各施工單位進行協(xié)商處理，優(yōu)化設計。圖5 Navisworks 檢測碰撞（3）為構(gòu)件預制加工提供模型參數(shù)通過BIM技術(shù)，依據(jù)BIM成果的深度和詳細程度，為各專業(yè)的施工和安裝提供準確的構(gòu)建信息和定位尺寸的相關數(shù)據(jù)，最終達到指導施工、校驗施工和降低施工成本的目的。 圖6 明細表及尺寸定位圖（4）現(xiàn)場指導施工運用Revi

9、t軟件實現(xiàn)復雜節(jié)點剖面圖的繪制，幫助施工員直觀的理解圖紙，縮短施工時間。圖7 BIM管線綜合平面圖圖8 BIM三維視圖圖9 局部剖面圖（5）現(xiàn)場交底使用BIM軟件建立三維模型后，根據(jù)合同工期，使用軟件排出進 度計劃。通過模擬施工動畫使得施工人員能直觀的掌握每一個時 間節(jié)點需要完成的工作內(nèi)容。對于一些特殊的方案，可以通過 模擬動畫效果，對工人進行技術(shù)交底。圖10 技術(shù)交底施工圖紙5.傳統(tǒng)CAD與BIM技術(shù)在深化設計中的應用比較CAD基本上是一個軟件可以解決問題，從手繪到CAD，它只改變了生產(chǎn)的工具，沒有改變生產(chǎn)的內(nèi)容，還是停留在二維圖紙的狀態(tài)，信息量缺乏。而BIM它不只是一個軟件，而是一套具有分

10、析功能且能解決問題的軟件組成，通過三維模型的形式更清晰直觀的發(fā)現(xiàn)問題，從而去解決問題。CAD技術(shù)中如果想改動圖元的位置大小或者其他信息，需要再次畫圖，或者通過拉伸命令調(diào)整大小。而BIM技術(shù)則將建筑構(gòu)件參數(shù)化，附有建筑屬性，在“族”的概念下，只需要更改屬性，就可以調(diào)節(jié)構(gòu)件的尺寸、樣式、材質(zhì)、顏色等，保證了信息的完整性和持續(xù)性。CAD技術(shù)表達的各個建筑元素之間沒有相關性，而BIM技術(shù)中的構(gòu)件則相互關聯(lián)。例如刪除一面墻，墻上的窗和門跟著自動刪除；刪除一扇窗，墻上原來窗的位置會自動恢復為完整的墻。CAD軟件在平面上進行一次修改，則其它各面都需要進行人工修改，如果操作不當會出現(xiàn)不同角度視圖不一致的低級錯

11、誤。而BIM軟件進行一次修改，則平面、立面、剖面、三維視圖、明細表等都自動進行相關修改，實現(xiàn)了一處改動，處處改動。CAD技術(shù)提供的建筑信息非常有限，它只是將紙質(zhì)圖紙電子化，不具備專業(yè)知識的人是無法看懂圖紙的。但BIM技術(shù)包含了建筑的全部信息，不僅可以提供形象可視的二維和三維圖紙，而且可以提供工程量清單、施工管理、虛擬建造、造價估算等更加豐富的信息，便于項目各個部門的相互溝通，協(xié)同工作。通過種種對比可以發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)應用將成為施工中舉足輕重一門技術(shù)，它的發(fā)展是施工行業(yè)前進的體現(xiàn)，它不是一款軟件技術(shù)，而是一種工作方式，一場行業(yè)工作方式的革命，作為近幾年進入國內(nèi)的新鮮事物，成功實施案例寥寥，大多正處于摸索階段，盡管我們在試點運行時，經(jīng)歷著艱辛，但我們堅信BIM可視化功能強大、全過程造價成本管控、協(xié)同效率高，基礎數(shù)據(jù)獲取方便準確等龐大功能,能給我們帶來巨大的價值。未來的行業(yè)，BIM將廣泛地應用于項目管理中，項目透明化管理成為必然趨勢。未來的BIM技術(shù)，將推動施工企業(yè)的項目由單人單點的應用向項目全員全過