浅谈BIM技术在机电设计中的应用

魏中文 郑光荣

摘 要 BIM技术的应用越来越广泛。协同设计的理念很好地解决了设计过程中的管线碰撞问题，能直观、准确地表现出每个区域的净高，提前发现不满足净高要求的区域，使建筑行业走向低能耗、低污染和可持续发展的道路。

关键词 BIM技术;协同设计;碰撞检测;净高分析

前言

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目相关信息的详尽表达。BIM模型设计的实质是建立信息化、参数化的建筑模型，在建筑整个生命周期内将各种相关信息整合，并对项目进行有效把控管理的一种设计模式。2011年5月，住建部颁布了《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》[1]、随之启动了BIM标准的编制，在施工图设计中BIM技术的应用日趋广泛。

1BIM技术在机电设计中的应用

近年来，建筑种类越来越多样化，其功能也越来越丰富，给机电专业（暖通、电气和给排水专业）的设计带来了更高的挑战。智慧建筑、绿色建筑、低碳建筑等新概念层出不穷，在有限的建筑空间中需要容纳更多的机电设备[2]。以某机场项目为例，该项目为大空间空调、通风、排烟系统，风管尺寸非常大，同时电气、给排水专业设备管线相互交叉。传统CAD二维设计图纸根本无法全面表示出各管道间位置，尤其是在管线密集的节点施工难度大，不能高效的指导施工进程。BIM技术的可视化、精细化设计提高了机电设计的质量;在同一设计平台下建立中心文件，能够实现各专业之间信息的实时同步，解决了传统设计中信息丢失和滞后的问题。在整个建筑生命周期中，任何工作人员在使用该模型时，都可以获得准确而完整的数据;对设计阶段的优化、施工阶段的指导以及业主的决策，起到精准、高效的作用。BIM技术使传统的建筑设计各专业在同一个中心文件下开展设计工作，从而实现了真正意义上的三维协同设计。BIM模型里各管线空间位置明晰，各个方位的管线、设备布置很全面，施工人员可根据模型施工。

2模型的建立与设计

在机电样板文件的基础上链接建筑、结构模型，建立机电中心文件，创建后放置在公共服务器上，机电专业不同设计人员在各自本地计算机上创建自己的本地文件，在设定相关参数后进行各自的设计，并实时同步中心文件上其他专业的新内容，同时将自己的新内容同步到中心文件上，这就实现了实时共享、协同设计。

传统CAD设计采用的是在二维平面上进行设计，BIM技术实现了三维模型的建立。Revit绘图软件提供了二维平面和三维模型两种状态，在二维平面中可以绘制设备、管线及连接桥架并标注相关信息，在三维模型中呈现各种机电设备实际位置与样式等信息。

3模型的应用

3.1 管线優化

以空调机房为例，机房设备及风管尺寸大且管线多，施工难度相对较大，BIM建模后根据模型合理调整管道分布，将机房风管分为三层布置，优化机房内设备和管道位置，高效指导施工，如图1所示。

3.2 碰撞检测

机电各专业之间的协调工作贯穿于BIM设计的整个过程，其实质是将设计过程整合到同一个中心文件中，因此各专业管线如果出现碰撞会直观地体现出来，设计人员可在三维模型中核对存在问题的地方，各专业之间及时协调，并修改各自的设计，在设计过程中就解决了管线冲突的问题。

在大型、复杂的项目施工过程中，经常遇到管线之间或管线与结构构件之间发生冲突的情况，造成返工或者怠工，这会带来时间或者经济上的浪费，甚至存在安全隐患或者发生安全事故。碰撞检测是BIM中一个很实用的功能，能够在设计的工程中避免上述问题的出线。通过对机电各专业之间的管线进行碰撞检测，发现并及时调整有管线冲突的位置。Revit软件自身具有碰撞检测功能，通过Revit导出的NWC文件，利用Navisworks软件的Clash Detective功能实现不同模型的碰撞检测，导出碰撞检测报告，清晰显示碰撞的部位和碰撞管线的ID。通过查找设备的ID，能迅速找到碰撞的位置，及时调整碰撞点，尤其在大型项目中，管线复杂且密集，通过这一方式能节省大量时间。

3.3 净高分析

通过BIM模型，可以直观、准确地表现出每个区域的净高，根据各区域净高要求及管线排布进行净高分析，可以提前发现不满足净高要求的部位，及时做出相应调整，确定合理标高，保证吊顶高度，避免后期设计变更，从而缩短工期、节约成本。如图2所示，该区域要求净高3600mm，设计模型净高3200mm，经净高优化后达到业主要求。

4结束语

BIM技术实现了数据信息的交流和共享。协同设计能够实现各个专业在同一个中心文件下进行设计，能及时发现并解决设计过程中出现的管线碰撞问题，避免了给施工造成返工或浪费，降低生产成本、提升生产质量，使建筑行业走向低能耗、低污染和可持续发展的道路。

参考文献

[1] 住房和城乡建设部.2011-2015年建筑业信息化发展纲要[J].建筑设计管理，2011，28（7）：7-10.

[2] 汪军.基于BIM的MEP方案可施工性论证与优化研究[D].重庆：重庆大学，2014.