机电工程综合管线优化中BIM技术的应用.doc

机电工程综合管线优化中BIM技术的应用
机电工程综合管线优化中BIM技术的应用
许华春庄国强
中国建筑股份有限公司厦门分公司 361006
【摘要】在现代建筑的机电工程项目中，管道综合性要求越来越高，一般涉及给排水、消防、通风、空调、电气、智能化等多个专业,直接关系到整个工程的质量、工期、投资和预期效果，因此必须进行管线深化设计.如今，随着BIIM即建筑信息模型的发展和成熟,以三维数字技术为基础，对建筑物管道设备模型的仿真建立，将管线设备的二维图纸进行集成和可视化,在施工前期可以进行管线碰撞检查，优化原有图纸设计，提高图纸阅读效率,减少在建筑施工阶段可避免的损失和返工的概率，更加方便进行技术交底，从而达到管线综合优化布置的目的。
【关键字】机电工程;BIM技术;综合管线优化
A Brief Introduction to the Specific Application of BIM Technology in the Comprehensive Optimization of Electromechanical EngineeringPipelines
Abstract: In modernelectromechanical engineering projects, comprehensive requirements for pipelines aregetting higher, generally involving 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 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， 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 of pipeline comprehensive optimization layout can be achieved。
Key Words： electromechanical engineering；BIM technology； the integrated optimization of the pipeline;
1. 机电工程综合管线优化
1.1重要性
在现代化机电工程中,综合管线布置主要包括：给排水管道、消防喷淋管道、强弱电桥架以及风管管件的综合布置;而机电各专业的设计图纸正常是分专业，进行各系统的绘制,缺乏交流沟通，以及必要的协调合作，加上机电设备各个系统管线繁琐复杂，工程量较大，然后建筑物可利用的空间又有限，这就造成了现场施工中各个系统的冲撞,如果未能在项目前期对项目的管线进行综合优化,必将导致整个建筑物的净空高度，从而大大影响建筑物的观感和使用效果。因此,根据需要施工现场情况，通过相关的技术，对各专业管线设备在空间上的排列走向进行优化,提高净空高度,保证管线综合布置的可行性、美观性及实用性。
1。2必要性
（1） 综合管线合理布置，提高建筑物净空高度，减少二次施工的损失。
（2） 综合排布机房及楼层平面区域内机电各专业管线，协调机电与土建、精装修专业的施工冲突.
（3） 确定管线和预留洞的精确定位，减少对结构施工的影响.
（4） 弥补原设计不足，减少因此造成的各种损失。
（5） 核对各种设备的性能参数，提出完善的设备清单，通过供货商或厂家核定各种设备的订货技术要求，尽快将数据传达给设计以检查设备基础、支架是否符合要求,协助结构设计绘制大型设备基础图。
（6） 合理布置各专业机房的设备位置，保证设备的运行维修、安装等工作有足够的多的空间完成各种管线的检修和更换工作。
2. BIM技术具体应用
2。1 BIM技术简介
建筑信息模型(Building Information Model）简单的说就是以建筑工程中各个相关的信息数据为基础,对建筑工程进行三维模型的建立，以数字信息仿真模拟建筑工程的真实信息。而通过对机电工程管线设备的三维模型的建立，真实化，可视化的对管线设备在空间上进行呈现,提供一种更为先进，更为方便的技术，进行管线综合优化。随着以 Autodesk Revit 为代表的三维建筑信息模型(BIM）软件在国外发达国家的普及应用,国内外先进的建筑设计团队也纷纷成立BIM技术小组，应用相关软件进行三维建筑设计，更多应用于综合管线深化设计。
2.1。1便捷的开展智能设计
现在的三维制图软件主要是利用真实管线的的真实走向进行定位，从而进行准确建模,进一步实习智能化，可视化的设计流程。建筑信息模型的建立,利用整体设计理念，从建筑物的大局观出发，有效合理的处理给排水、暖通和电气各系统的综合排布，与建筑物模型相关联，为工程师提高更好的视觉效果，从而进行更佳深入化、人性化的决策.通过建筑信息模型，工程师可以对建筑设备及管道系统的深化设计,对建筑性能进行深入分析，充分发挥 BIM 的竞争优势，促进可持续性设计.
2。1。2 有效提高协调合作效率
利用高度仿真的建筑信息模型，能够有效的提高设备专业设计团队之间，以及与其他工程师之间的沟通交流协作，加强对设备管线的合理布置,通过实时的可视化优势，改善客户沟通并更快做出改变，达到最终的目标。加之，三维制图软件建立的管线综合模型可以与由其他软件建立的建筑结构模型展开无缝协作。在模型的任何一处进行变更，三维制图软件可在整个设计和文档集中自动更新所有相关内容.
2.1.3 利用沟通,改善业绩
设计师可以通过逼真的建筑工程设备管线效果图，便于与客户的内心设计意图进行对接沟通,更能深入的得到甲方的认同，无形之间也能提高自身价值。而通过使用建筑信息模型，随时随地改变和交换工程设计数据，可以提前优化设计方便,解决可避免的错误，减少代价高昂的二次返工费用，将大大提高工程的业绩。
2。2具体应用
以实际中某地下室车库综合管线优化中BIM技术的应用，来阐述BIM技术应用的具体流程及其优势所在。
本案例涉及暖通系统、喷淋系统、给排水系统、电气系统其土建结构设计,利用Revit2014三维制图软件进行建模设计.
2。2.1项目前期准备
一般的机电工程管线综合优化需要不同专业的工程师的配合，因此为了能使各个工程师能够更好的协同搭建模型，保证项目模型的一致性，需要为项目制作一个统一专属的样板文件.样板文件的制作，能够保证各个系统的搭建是建立在一样的轴网及标高上,为后期各个系统整合检测碰撞做好准备。然后还能根据客户或者自身的要求，为后期图纸打印，统一做好相应的图框，保证图纸的一致性。本案例中样板文件先根据相关尺寸绘制轴网，然后利用相应数据绘制标高。
Revit软件是利用搭建原有的cad图纸进行搭建模型,导入之前需要对cad图纸进行处理，需要将每个系统的图纸移动至一个统一的点上,这样才能保证导入Revit软件后，所有图纸才能基于一个点，基于相同的轴网搭建模型.三维设计的图纸一般文件比较大，所有为保证电脑软件流程的运行，一般将各个系统分开单独搭建.
图1
2。2.2各个系统搭建
首先是土建模型的搭建。在机电设备建模设计中，土建模型的搭建是为了创造出一个空间感，后面各个系统的模型搭建只能在这个空间内进行，这样的话就能让综合管线布置走向有真实感的存在。本案例中，地下室车库土建模型设计只对地下室完成面、结构柱、结构梁、顶板进行搭建。在机电工程中,暖通系统因为风管管件占用比较大的空间，遵循着小管让大管的原则，一般对暖通系统不采取大的变动。
在各个系统的绘制中,相对于cad设计,主要是给予管道系统一个高度值，这样能够便捷的形成三维立体视图，更加真实形象的展现出管线综合布置走向，是图纸具体很好的可见性，能方便不同人员沟通交流和认识。还有能通过软件对各个系统定义相应的管材材质，以及相应的颜色，这样更能直观的展示出各个系统的存在，是三维图纸的效果更上一个层次。
图2
2.2。3利用Navisworks软件进行碰撞检测
由于revit的图纸正常比较大，各个系统整合在一起，运行起来就相当的困难。因此正常导出为Navisworks软件能识别的文件格式,把文件缩小,重新整合在一起，进行综合管线模拟碰撞.通过Navisworks进行碰撞检测，可以根据自己需要单独的对各个系统进行碰撞检测，还能将碰撞的位置导出为报告，方便后期进行管线综合布线的优化设计。
图3
2。2.4其他应用
当然通过revit软件还能对综合优化图纸进行便捷的平面剖大样的出图，还有各个系统的工程量的快速计算等等.单单是BIM技术的简单应用,就能实现对复杂的综合管线进行深化设计，如果将BIM技术更加成熟的运用,还能对重要的设备间进行三维建模，进行真实渲染，将呈现出很有震撼力的视觉效果图.
3. BIM技术发展前景
建筑工程施工中，水、暖、电、智能化、通信等各种管线错综复杂，各预制构件搭接处钢筋密集交错，如在施工中发现各种管线、预制构件搭接发生碰撞，将给施工现场的各种管线施工、预埋和现场预制构件的吊装、制安带来极大的困难。因此,在施工前,采用BIM技术建模，虚拟各种施工条件下的管线布设、预制联接件吊装的模拟，提前发现施工现场存在的碰撞和冲突,尽早发现施工过程中可能存在的碰撞和冲突,利于显著减少设计变更，大大提高施工现场的生产效率。
当然,随着工程信息的发展，BIM技术的应用不限于以上所述,3D的建筑模型逐步发展成4D乃至5D建筑模型，虽然目前BIM技术主要应用于设计阶段,大部分用于建模的软件处于研究或试用阶段,并且建模对计算机硬件要求较高，但相信不久的将来，BIM技术将成为提高建筑施工企业经营管理水平和核心竞争力的有力工具。
参考文献
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［2］肖良丽,方婉蓉,吴子昊，王小涛。 浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势［J］. 工程建设与设计. 2013(01）
[3］ 朱建国。 BIM技术在施工阶段的应用策略研究［J］. 建筑施工。 2013(07）
第一作者信息：
姓名 性别 学历 职称 联系方式 常用邮箱 通信地址
许华春 男 本科 无 15105953470 351166786@ 福建省厦门市思明区湖滨东路319号人才中心D座
课题负责人：
庄国强 男 本科 工程师 13805921360
基金资助项目名称：无