建筑机电工程BIM技术的应用

【摘 要】建筑机电工程施工阶段,其建筑信息的构建主要彰显在机电图纸深化设计之中.现阶段,伴随着科学技术的不断发展,建筑信息化速度越来越快,BIM技术（建筑信息模型）已成为了目前建筑业的时政热点,由于其满足诸多工程项目三维深化设计要求,故得到了极大地推广与应用.于机电施工阶段,经由构建信息模型,可开展碰撞检测、管线综合设计、预制件加工、工程量统计、系统平衡校核等工作.而在机电安装工程中,综合利用建筑信息模型的模拟性、协调性、可出图性与优化性,能优化空间布局.本文通过立足建筑信息模型角度,深入阐述其在机电工程应用中的流程与作用,旨在指导工程实践,实现建筑业的可持续发展.

【关 键 词】BIM技术；机电工程；应用

目前,信息化技术处于高速发展状态,建筑信息趋向于三维可视化发展方向,并与工程信息完美融合,逐渐走向工程管理方向,积极搭建建筑信息模型,已成为了目前建筑业发展的主要方向.伴随着BIM技术在国外发达国家的广泛应用,国内诸多建筑设计团队也积极引进BIM技术,利用有关软件进行三维建筑模型设计.基于此,笔者主要从机电工程出发,深入探究BIM技术在建筑机电工程中的应用价值.

1BIM技术的科学内涵

1.1建筑信息模型概述

BIM技术,即为建筑信息模型,可用于工程设计、施工、管理等各个阶段,属于一种有效的数据化工具.从其特点出发,主要表现在五个方面：一是可视性,二是协调性,三是模拟性,四是优化性,五是可出图性.简单而言,BIM技术应用于建筑工程设计、施工与管理,依托于三维数字技术,糅合了各个阶段的数据资料,包括规划、设计及建造与营运,共同孕育于3D模型中,完善了建筑物的整个生命周期.工作人员在应用该模型时,能获取完整、精确的数据,指导项目设计师决策.从本质上来讲,各个阶段的各项工作搭载信息均融于建筑生命周期中,有助于将信息孤岛完全消除.而信息数据间的关联与互动,能有效预防信息流失.

1.2建筑信息模型核心建模软件

立足于BIM技术建模软件角度,其核心包括四个公司：（1）Revit系列（Autodesk公司）,在民用建筑中较为适用,具有较多的兼容互导软件；（2）建筑、结构和设备系列（Bentiev公司）,在基础设施与工厂设计领域值得推广；（3）VectorWorks、AllPLAN或ArchicAD（Nemetschek公司）,在国内处于疲劳态势；（4）CATIA系列（DassauIt公司）,主要适用于机械设计制造领域.

1.3建筑信息模型应用优势

构建建筑信息模型,具有三维可视化优势,可解决碰撞检查、管道碰撞等各个方面的问题.具体而言,其主要表现在三个方面：（1）采用RevitMEP,可实现各专业间可视化作业,优化机电管线碰撞检测及机电系统计算检测,同时能够及时发现在设计中存在的错漏区域,可生成生产材料设备明细表.此外,经Revit建模完毕后,都对各种明细表（包括管道总长、门窗表等）进行统计,指导工程预算与管理；（2）采用officeProiect及NiSworks软件,对施工场景进行模拟,经由项目进度管理功能,可对建筑施工进度进行可视化管理；（3）采用NiSWOrks软件,经由四维仿真、动画级效果图功能能分析设计意图,并对施工流程进行仿真处理,提高了工程设计的可预测性,增强了项目团队间的协作效率.

2BIM在机电工程应用中的核心技术

2.1管线设计

考虑到机电工程具有较多的专业,故而存在较多的设备与管线,在施工上具有很大的难度.基于此种状况下,充分综合BIM技术,可对机电工程进行深化设计,从工程实际情况出发,科学、合理布置管线.在项目开工阶段,工作人员在开展图纸深化设计作业时,可同步构建建筑信息三维模型,综合考虑各专业与项目进度要求与专业图纸,开展碰撞检查,并生成碰撞审核报告.以审核报告为依据,可对设计进行再优化,从而形成一套完善的、系统的管线综合设计方案.基于此,能综合排布机电管线、施工工序,预防工序冲突,避免出现返工等问题.此外,应用BIM技术可开展漫游检查作业,对管道布置进行漫游,可观察机电管线整体效果,明确设备、机电管线与空间关系.

2.2碰撞检查

碰撞检查主要是指于施工前预先发现机电工程中不同专业、不同部分间出现的干扰与冲突.考虑到碰撞易影响施工质量,故在机电工程中必须要强化碰撞检查,其中多表现为硬碰撞.具体而言,在机电工程中,碰撞主要表现在四个方面：一是各个管道间发生的碰撞,二是桥架与管道间的碰撞,三是设备与管道的碰撞,四是结构与管道间的碰撞.采用BIM技术,强化各专业管线碰撞检查,以碰撞检查状况为依据,对管线空间布局进行合理调整,可提高综合排布效果.在BIM技术碰撞检查功能中,可观察到标准层走廊处风管与消防管道、风管等易出现冲突,经对风管局部安装高度进行调整,可预防冲突,避免后期出现返工现象.

2.3设计、出图、交底及施工

与常规立面图、平面图、剖面图比较,BIM技术出图功能强大,通过碰撞检查后可优化净高并漫游工序,明确机电各专业科学标高与位置,自三维模型将平面图与剖面图导出,具有准确性,并附有清晰的标注,可指导施工.此外,借助BIM技术,可利用视频或三维图纸进行交底,指导现场施工.具体而言,借助其可视化功能,将模型与实际工程进行对比,可观察实际项目与理论间的差距,促使业主明确与建筑相关联的功能性,进而评估施工过程,及时修正可能出现的情况.通常地下室机电安装工程较为复杂,存在较多的不规则轴线,同时伴有锅炉房、配电室、制冷机房,而设计层高偏低,风管尺寸较大,结构梁较高.借助BIM技术的可视化功能,可有效解决这类问题.另外,在交底时可组织现场工人,对施工地行三维技术交底,从不同角度、方位进行观察,可预防设计偏差,促使现场工人掌握管线走向,能避免出现排布错误.3BIM在机电工程管理中的应用

3.1统计施工材料

在建筑信息模型建造过程中,模型绘制工作完成后,需依据实际需要,统计单个系统所用材料、数量,优化项目管理策划.通常而言,物资小组以不同施工阶段需求为依据,操作模型可获取相应数据,有助于指导物资招标,有助于制定一套完善的物资进场计划,便于开展库房设置.从总体角度上来看,借助BIM数据模型可明确各种施工信息,完善人力安排,优化材料计划,有助于提高施工管理效率.

3.2管理、控制施工进度

利用Nisworks软件,能编制项目施工进度,提高跟踪跟进工作效率.在应用该软件中,可明确当日需完成的施工内容,同时可对已完成工程量都进行了详细标记,经监督施工进度,可利用合理方法进行系统调整.

3.3控制工程造价

遵循三维图形模式,可达框图出价效果,极大地提升了预算的准确性,提高了月度产值审核速度.此外,利用该项技术可实现业主投入资金的实时追踪,并进行及时更新,于任意时间内能进行投资资金拨款比例查阅.此外,于设计变更中,可计算变更部分造价,避免或降低不必要的经济损失.

3.4案例分析

以某机电安装工程为例,建筑面积达434258.67m2,属于一个汇集甲级办公楼、五星级酒店等为一体的地标性综合体,标高异常复杂,结构降板较多,同时机电用房多、系统较为齐全,为组织各专业管线的安装施工,通过利用BIM技术,可优化设计机电管线优化.首先,于项目施工前,成立了BIM小组,制定BIM工作计划,借助Autodesk-Revit-Mep等软件构建建筑、机电、结构等模型,并导入BIM平台,叠加原始图纸原始.接着,进行管道碰撞检查,优化管线空间布局（如图一所示）.将原走廊新风管调至旁边办公室内,重新排布管道后促使最低标高为2.55米,维修空间充足.同时,应用桥架、风管与梁下安装紧贴,在风管下方进行水管布置,化解了管线交叉矛盾.最后,优化设计及出图,并将三维图与平面图结合进行交底.

结束语

综上所述,建筑信息模型主要以建筑工程中各个专业信息数据为前提,参照建筑工程整体框架,构建三维立体模型,经由数字信息仿真进行建筑工程真实信息模拟,其具有可视性、优化性,能有效化解管线交叉矛盾,进行空间布局优化,已成为了广大建筑工作者研究的重要课题.目前,利用建筑信息模型可完成项目全生命周期信息化管理,已成为了全球建筑行业的里程碑技术.