機(jī)電管線深化設(shè)計(jì)BIM技術(shù)研究

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常規(guī)的機(jī)電管線綜合設(shè)計(jì)模式是使用2D圖紙生成管線安裝圖紙，不過(guò)僅憑2D圖紙生成的機(jī)電管線設(shè)計(jì)、安裝和優(yōu)化的目的較難完成，這類設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不符合現(xiàn)今時(shí)代工程項(xiàng)目的綜合需求。借助BIM技術(shù)的實(shí)際使用，設(shè)計(jì)人員在項(xiàng)目準(zhǔn)備期就可以進(jìn)行碰撞分析，即可找出2D圖紙中的錯(cuò)誤或者瑕疵；并且統(tǒng)籌相關(guān)部門，防止各自為政引發(fā)的管線排布混亂，加強(qiáng)檢修余量，盡量避免返工，確保管線設(shè)計(jì)的整體品質(zhì)，減少工程造價(jià)。

BIM技術(shù)的基本概念

BIM是一類基于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)之上的建筑工程設(shè)計(jì)類軟件程序。其主要內(nèi)容即為在BIM軟件中生成虛擬的建筑物的三維模型，工程設(shè)計(jì)人員采用最前沿的數(shù)字化相關(guān)方法，為此建筑的數(shù)字模型賦予和實(shí)際工程狀態(tài)相同的各類參數(shù)信息。其中包括了生成數(shù)字建筑物模型結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)信息，并且還包含了各類建筑結(jié)構(gòu)零部件的特定數(shù)字信息，借助這類三維數(shù)字模型，使得和建筑工程相關(guān)的全部信息均能獲得完全表達(dá)，便于工程設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員掌握全部的項(xiàng)目工程的細(xì)節(jié)。BIM技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)通風(fēng)空調(diào)施工過(guò)程精細(xì)化管理BIM技術(shù)對(duì)于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝作業(yè)過(guò)程的作用主要表現(xiàn)在能夠最大限度地確保施工作業(yè)過(guò)程中整體的流暢性及行之有效地深化工程設(shè)計(jì)和更加徹底、準(zhǔn)確的技術(shù)交底工作、施工過(guò)程中重點(diǎn)難點(diǎn)的精準(zhǔn)把握等三個(gè)層面。

有利于確保通風(fēng)空調(diào)工程施工作業(yè)過(guò)程的流暢性

bim三維數(shù)字建模技術(shù)的使用有利于很多施工作業(yè)企業(yè)行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2021.07.018可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化及協(xié)調(diào)，有益于由施工前期準(zhǔn)備階段初始就能夠發(fā)揮規(guī)范化及協(xié)調(diào)總體施工作業(yè)流程的效果，在各類技術(shù)細(xì)節(jié)上針對(duì)施工作業(yè)工序做出判斷及評(píng)估，進(jìn)而避免或最大限度地降低交叉碰撞問(wèn)題發(fā)生的可能性。尤其是在關(guān)鍵的通風(fēng)空調(diào)相關(guān)裝置的施工安裝層面實(shí)施全方位布局及相關(guān)技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。例如制冷機(jī)房和換熱站冷水熱水系統(tǒng)的BIM技術(shù)規(guī)劃及施工，有效協(xié)調(diào)了土建工程結(jié)構(gòu)、消防安全及電氣工程等專業(yè)管線的全面布局，既能確保了各種專業(yè)管線針對(duì)絕對(duì)凈空高度及水平面積的相關(guān)規(guī)定，也可順利應(yīng)對(duì)了相關(guān)裝備的進(jìn)場(chǎng)和安裝作業(yè)空間受到限制的狀況，實(shí)際工程安裝品質(zhì)也更加具有鮮明的特色。

有利于實(shí)現(xiàn)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝圖紙的優(yōu)化

通常通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的階段，規(guī)劃設(shè)計(jì)部門較少安裝作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，這樣的狀況便容易發(fā)生設(shè)計(jì)圖紙里面有某些不夠完善或與通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝作業(yè)工作的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不一致的問(wèn)題。這就要求施工企業(yè)由更為專業(yè)的安裝作業(yè)的層面倒逼相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)部門實(shí)施設(shè)計(jì)方面的變更及優(yōu)化相關(guān)方案，在這樣的進(jìn)程中，就很可能導(dǎo)致不必要的返工行為、管線布置發(fā)生碰撞情況，甚至引起不必要的資源浪費(fèi)。對(duì)于此類情況，相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員能夠充分利用BIM技術(shù)在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段針對(duì)工程圖紙實(shí)施有針對(duì)性并且直觀的優(yōu)化設(shè)計(jì)及技術(shù)交底工作，將不利條件一一化解為有利條件。工程項(xiàng)目經(jīng)過(guò)BIM技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地優(yōu)化了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的管道全面布局，獲得了較好的實(shí)際作業(yè)效果。

有利于把控安裝過(guò)程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝作業(yè)的重/難點(diǎn)主要集中在對(duì)冷熱負(fù)荷量的測(cè)算、相關(guān)裝置參數(shù)的分析及中央空調(diào)等設(shè)備、新風(fēng)和送排風(fēng)機(jī)等設(shè)備，尤其是熱水鍋爐等等熱能供應(yīng)裝置安裝難度較大的狀況。BIM技術(shù)的使用有利于完成針對(duì)上述作業(yè)難點(diǎn)在結(jié)構(gòu)布局、定位、原材料采購(gòu)、工程預(yù)算、作業(yè)周期、安裝方案編制及機(jī)械設(shè)備及人工統(tǒng)籌計(jì)劃等層面的需要，來(lái)達(dá)到對(duì)于施工重點(diǎn)、難點(diǎn)的精確把控的目的。BIM技術(shù)在機(jī)電管線深化設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)模型的生成過(guò)程完善和改進(jìn)基礎(chǔ)模型生成過(guò)程的基本是設(shè)定統(tǒng)一的相關(guān)構(gòu)件的命名，構(gòu)件命名的統(tǒng)一性能夠確保模型各項(xiàng)參數(shù)信息的通用能力，在此前提下實(shí)時(shí)校驗(yàn)獲得的相關(guān)參數(shù)信息，假如出現(xiàn)碰撞的情況，數(shù)字模型可快速定位到具體的區(qū)域，便于工程設(shè)計(jì)人員迅速調(diào)整或者修改。值得注意的是，設(shè)計(jì)過(guò)程中必須確保建模過(guò)程中數(shù)字模型相關(guān)參數(shù)的精度達(dá)到工程實(shí)際的要求，唯有保證數(shù)字模型參數(shù)信息精度的定位后才可以實(shí)施相關(guān)作業(yè)工序的進(jìn)一步開展。如建模構(gòu)件種類或者材質(zhì)的新增、類型等等參數(shù)信息，機(jī)電工程數(shù)字模型中增加類型、功能等參數(shù)信息，是對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施一個(gè)全方位的檢測(cè)過(guò)程，確保圖紙的完整性，防止設(shè)計(jì)問(wèn)題的產(chǎn)生，為實(shí)際作業(yè)的開展帶來(lái)合理的指導(dǎo)，進(jìn)一步細(xì)化工作細(xì)節(jié)，達(dá)到精準(zhǔn)定位的目標(biāo)。結(jié)構(gòu)數(shù)字模型的主體是建筑工程的內(nèi)部構(gòu)件，例如梁柱、墻體等等構(gòu)件的數(shù)字模型的建立，主要目標(biāo)是二次結(jié)構(gòu)墻體、樓梯結(jié)構(gòu)及門窗系統(tǒng)。

機(jī)電管線設(shè)計(jì)綜合碰撞研究

機(jī)電管線設(shè)計(jì)碰撞問(wèn)題是機(jī)電工程設(shè)計(jì)管理過(guò)程中通常存在的狀況，假如出現(xiàn)碰撞狀況必然會(huì)對(duì)施工品質(zhì)造成不利的影響，致使管線系統(tǒng)功能無(wú)法正常工程。對(duì)于此類狀況，相關(guān)機(jī)電工程技術(shù)人員能夠利用BIM技術(shù)從三維模型層面校驗(yàn)管線空間排布狀況，迅速找到并且確認(rèn)發(fā)生碰撞的區(qū)域，采用針對(duì)性較強(qiáng)的措施進(jìn)行修正。機(jī)電工程管線設(shè)計(jì)碰撞校驗(yàn)的目標(biāo)通常是電氣系統(tǒng)、排水管路及暖氣通風(fēng)管路等和建筑物框架之間產(chǎn)生的碰撞。機(jī)電工程管線系統(tǒng)和排布狀況比較復(fù)雜，假如同一時(shí)間實(shí)施碰撞校驗(yàn)，就會(huì)制約校驗(yàn)效率及檢測(cè)品質(zhì)，因此需要最大限度地規(guī)避碰撞校驗(yàn)同時(shí)操作，用以保證校驗(yàn)作用平穩(wěn)運(yùn)行為基礎(chǔ)，再降低針對(duì)建筑物的檢測(cè)量，校驗(yàn)管道和建筑物空間碰撞狀況，確認(rèn)碰撞具體位置，進(jìn)而完善及改進(jìn)。

機(jī)電工程管線全面調(diào)整

機(jī)電工程管線需要確定凈空目標(biāo)技術(shù)要求，規(guī)避出現(xiàn)任意排布的現(xiàn)象，提升針對(duì)有限空間的合理利用率。調(diào)整機(jī)電工程數(shù)字模型中建筑物構(gòu)造和豎井的碰撞。當(dāng)中，梁柱結(jié)構(gòu)碰撞調(diào)整以前需要校驗(yàn)碰撞管線的主體方向，明確走向區(qū)域是否有另外的碰撞位置，如果有就實(shí)施全方位整改，反之就實(shí)施局部整改；墻板構(gòu)件的碰撞校驗(yàn)的基礎(chǔ)是確認(rèn)結(jié)構(gòu)區(qū)域是否有預(yù)留洞，而且記錄并且生成相關(guān)碰撞數(shù)據(jù)結(jié)果的報(bào)告，校驗(yàn)過(guò)程中假如出現(xiàn)預(yù)留孔和管道區(qū)域不一致，需要迅速修改三維數(shù)字模型，并且調(diào)整三維模型內(nèi)的預(yù)留孔口，確保其滿足管道區(qū)域，定位精準(zhǔn)；豎井碰撞整改過(guò)程中對(duì)于必須進(jìn)行保溫的區(qū)域預(yù)留出保溫材料的空間，貼緊墻壁。機(jī)電工程管線優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)電工程管線在完成相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)的全方位整改以后，生成立體完整的三維數(shù)字模型結(jié)構(gòu)，隨后實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成規(guī)劃設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)層面的工作。比如，三維數(shù)字模型中的管線系統(tǒng)屬于技術(shù)細(xì)節(jié)部分，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男ｒ?yàn)和查詢，能夠生成管線整體排布三維數(shù)字模型。管線數(shù)字模型的生成需要相關(guān)工程建模技術(shù)人員全方位了解所有管線的技術(shù)參數(shù)信息，并且作為安裝過(guò)程中的參考依據(jù)，保證三維數(shù)字模型的整體性，設(shè)計(jì)內(nèi)容不但包含相關(guān)管線安裝作業(yè)設(shè)計(jì)，還包括安裝工計(jì)劃和施工管理等，與此同時(shí)隨著施工作業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)起到指導(dǎo)效果。

落實(shí)機(jī)電工程管線保障措施

取得相關(guān)施工企業(yè)的全面配合

只有獲得施工企業(yè)的全力配合，才可以搭建“三合一”的溝通渠道，確保施工單位、工程設(shè)計(jì)院及機(jī)電工程監(jiān)理企業(yè)之間的順暢溝通。在三維數(shù)字模型生產(chǎn)的過(guò)程中，針對(duì)于施工二維工程圖紙中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出相應(yīng)的變更意見(jiàn)，并且向上述三個(gè)企業(yè)報(bào)高技術(shù)變更的原因，力求盡快獲得三個(gè)相關(guān)企業(yè)的變更會(huì)簽。值得注意的是，打印出來(lái)的二維設(shè)計(jì)工程圖紙一定是機(jī)電數(shù)字模型進(jìn)行全面調(diào)整以后所產(chǎn)生的，才可以獲得到設(shè)計(jì)企業(yè)的會(huì)簽，并且由此作為合法施工作業(yè)的技術(shù)依據(jù)。

三維可視化交底及遠(yuǎn)程指導(dǎo)施工

相關(guān)機(jī)電工程技術(shù)人員在使用BIM技術(shù)完成機(jī)電管線優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，使項(xiàng)目工程完成三維可視化效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字模型可視化交底工作。不論是對(duì)于怎樣繁雜的建筑結(jié)構(gòu)，均能夠被三維數(shù)字模型清晰直觀體現(xiàn)，例如制冷機(jī)組控制室、鍋爐房及配電工程室等，其線路管道及設(shè)備排置非常復(fù)雜，此時(shí)就需要從不同層面和角度完成技術(shù)交底，讓施工作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)操作人員在三維數(shù)字模型觀中直觀掌握管線實(shí)際走向，與此同時(shí)深刻理解及掌握管線避讓措施。唯有這樣，才可以在管線實(shí)際安裝過(guò)程中嚴(yán)格按照施工二維工程圖紙的技術(shù)要求進(jìn)行施工，防止出現(xiàn)返工的情況，提升施工作業(yè)品質(zhì)及工作效率。

確定機(jī)電工程管線設(shè)計(jì)方案。

在完成了相關(guān)機(jī)電工程管線系統(tǒng)的碰撞校驗(yàn)及優(yōu)化整改等工作以后，相關(guān)機(jī)電工程技術(shù)人員需要給出機(jī)電管線最終版施工二維工程圖紙，把該設(shè)計(jì)方案和管線工程三維數(shù)字模型一起交付給監(jiān)理企業(yè)及業(yè)主。與此同時(shí)，相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員需要對(duì)最終版的BIM設(shè)計(jì)二維工程圖紙進(jìn)行排版打印，提高安裝作業(yè)效率，并且確保工程品質(zhì)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)為廣大機(jī)電工程技術(shù)人員提供了強(qiáng)大的管線布置功能，利用電腦模擬真實(shí)空間內(nèi)部各種管線的預(yù)裝配，該技術(shù)可以直觀調(diào)整及合理規(guī)劃管線走向及排布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模擬過(guò)程可視化，提升工程品質(zhì)。

作者：汪震洋 單位：沈陽(yáng)都市建筑設(shè)計(jì)有限公司