BIM 技术在机电安装工程中的应用研究

金武兴

（万桥信息技术有限公司， 甘肃 兰州 730000）

引言

从技术角度分析，BIM技术在实际应用过程中会对工程开展过程中涉及的数据进行实时采集，并利用仿真模拟功能构建出工程建设模型，方便技术人员在真实信息基础上开展施工指导工作，BIM技术的诞生为有效推动工程设计领域革新提供源动力。BIM技术在实际应用过程中对数字信息资源进行深入挖掘，并利用数字模型实现对工程开展中涉及的规划、设计及施工等全流程数字化，极大地提升了施工效率以及质量。在其实际功能价值影响下，我国技术人员已经将BIM技术实际应用作为主要研究内容。

1 BIM 技术特点概述

1.1 操作可视化

BIM 技术在实际应用过程中呈现出的最显著特征即是可视化。在该特征影响下，协同设计、碰撞检测、虚拟建造等工作均可在可视化环境下完成，可以帮助技术人员直观地发现设计中存在的问题并做出相应的优化。在当前建筑规模、空间划分、建筑功能要求大幅提升的背景下，传统依靠技术人员脑记手算的工作方式已经难以满足实际工作需求，而可视化操作将成为取代传统工作方式的必然选择，BIM技术的诞生为操作可视化提供了广阔的发展前景[1]。

1.2 信息完备性

BIM 软件在实际应用过程中涵盖了室内的所有信息，可以通过数字化手段直观地展示出设施的物理以及功能特性，这也使得其信息完备性特征在应用中逐渐显现[2]。BIM模型在实际应用过程中，在对设施中3D 几何信息以及拓扑关系进行描述的同时，还可以对完整的工程信息进行展现，这种信息完备性特征也为BIM模型应用奠定了坚实的基础。

1.3 信息协调性

BIM 技术的信息协调性特征集中体现在以下两个方面：其一，数据之间存在实时性、一致性的关联，数据库中的任何信息发生变动均会使其关联数据产生反应；其二，不同构件之间呈现出关联显示、智能互动特征。这种协调性也为工程开展提供便利性条件，如设计阶段中，不同专业的设计者可以在BIM 模型的直观展示下及时发现不协调甚至存在冲突的区域，并及时进行修正，最大限度地降低返工或是安全事故的出现几率[3]。

2 工程案例概述

为深入探究BIM技术在机电工程安装中的应用方式，本文选取实际案例进行具体说明。案例工程为某工厂新建厂房机电设备安装工程。该厂房项目占地面积达到198 亩，建筑面积达到18 万m2，生产厂房面积达到9.4 万m2。设计人员考虑到工作量大且工期紧，因此，在实际工作中决定采用BIM 技术，对生产车间以及动力车间的管线排布进行优化调整，以实现降低设计失误，提升工作效率的目标。

3 BIM 技术在机电工程中的应用

3.1 族库准备环节

案例工程中，设计人员选用Revit 软件开展本次设计工作，相较于AutoCAD 软件，Revit 软件的最大特征即是利用“族”的概念取代图层概念。族即是项目最基本的构件，同时也是相关参数信息的重要载体，族在整个项目中承担着基础支撑作用。设计人员在实际工作中，将风管高度、宽度、参照标高等数据信息导入软件中，并设定为风管族，方便后续调用。Revit 软件中可用的族分为系统组以及可载入族两种，设计人员在工作中利用已经设定好的墙、柱等以及机电工程中的电缆桥架与管道等系统族初步构建工程模型，随后将形状复杂、功能特殊的设备以及构件导入软件中并设定为可载入族，方便模型构建过程中随时调用。可载入族的特征在于具备高度的可自定义性上，使用者可以参照设备实际形状进行创建，并将规格参数导入其中，设计者在族库准备环节中，利用设定系统族以及可载入族，创建出本次工程设计必须的族库，方便后续建模环节使用。

3.2 Revit 平台模型构建环节

考虑到建模过程的复杂性以及长周期特征，设计人员在工作中首先利用Revit 软件提供的建筑样板文件构建建筑结构专业的基础模型，其主要由墙体、结构柱等影响机电管线布设的基本单元组成。为避免过多的细节展示导致电脑运算负担提升，因此，窗台、栏杆等细节无需添加。在土建模型绘制完毕后，设计人员利用Revit 中的机械样板文件创建机电建模平台，随后将土建模型连接导入其中，并以此为绘图参照，形成相应的标高线以及轴网，随后设计人员在此基础上开展管线模型绘制，其细节精确到阀门、管件等安装位置尺寸上。

3.3 优化空间排布

案例工程中，制冷机房管道设计多采用500 mm以上的螺旋钢管，这就导致混凝土梁上龙门吊设计难以承载其实际重量，使得钢结构专业在预先完成底面管架施工后，虽然确保承载力可靠，但是导致下方管道、水泵机组等连接为避让钢结构，其施工难度大幅提升。同时生产区域吊顶内管道安装过程中还需充分考虑干盘管电磁阀调试人员走动、风口过滤网定期更新等方面的实际需求，如果采用以平面设计为主的CAD 软件，在对不同管线位置以及排列进行表达过程中需要借助大量剖面图以及大样图，不仅导致设计人员负荷大幅提升，设计失误出现的几率也会大幅提升，此时，应用Revit 软件开展管线空间调整的优势即可得到充分显现。

在动力厂房管道安装中，两根DN600 管道自下方穿过4 根主管道，这就使得工程的设计标高由3.3 m提升至4.3 m，在常规CAD 设计方式中，在缺乏现场施工经验的情况下，设计人员难以发觉标高无法实现，而案例工程，技术人员采用Revit 软件三维模型绘制，系统自动提醒此处缺乏足够的空间，无法正确绘制。

在生产车间管道设计中，其管道口径虽然远低于动力车间，然而其布局纵横交错，设计人员在参照设计标高对新风管道、排风管道等进行逐一绘制后，在未使用碰撞检测的情况下即发现其中存在较为严重的重合问题，因此，设计者必须对暖通专业的图纸进行校对与重新排布。设计人员利用Revit 中的剖切面视图功能，对存在冲突的管道位置进行剖切处理，随后对其标高进行重新整理，形成如图1 所示的优化排布结果，电镀区域中设置的3 种风管系统被有序分层，以避免其标高出现冲突情况。

在完成管道冲突调整工作后，设计人员利用Revit 中的三维动态观察模块对空间布局进行检查。依照CAD 绘图所示，虽然冷冻水管在建模过程中已经避开风管，然而其中两组干盘管出风口设置在新风总管以及上二层空调机房排烟竖管中间，这就使得干盘管回风量受到较为严重的削弱，同时阀组上方即为大梁，可操作空间较为狭小，一旦电磁阀产生故障或漏水等情况，其维修难度极大。因此，设计人员在与业主方进行交涉后决定，在确保区域内干盘管总量不变的前提下，将安装位置转移至空旷区域。

3.4 碰撞检查环节

设计人员在完成工程涉及的管道模型建立工作后，即利用Revit 中的碰撞检查功能开展碰撞实验。本环节主要工作要点在于检查机电专业以及建筑结构专业之间是否存在碰撞情况，Revit 中的“碰撞检查”功能会对此类问题进行自动检查，并生成冲突报告对话框，其中会列举产生冲突的各个图元，随后设计者会参照有限避让或绕行的原则对冲突图元进行调整，在管道无法修整且建筑专业存在修改空间的条件下，则对建筑结构进行修整。在案例工程中，设计者利用碰撞检查功能对不同专业之间的管线开展综合优化工作，针对存在碰撞冲突的管线进行相应的调整并取得良好的成效。以冷水机组以及水泵安装工程为例，该部分原始设计均为直线管道，未能考虑到管道可能面对的各类碰撞，设计人员在经过Revit 模型碰撞检查后，发现存在一根管道与钢结构梁存在碰撞情况，因此设计者对其进行整改，有效避免了施工过程中发现问题再返修图纸的情况，大幅提升了施工效率。

4 结语

在当前新时期背景下，以BIM 技术为代表的一系列高新技术得到建筑行业的广泛认可与应用，提升建筑行业信息技术水平已经成为其未来发展的必然趋势。本文所研究案例，在应用BIM技术后，其机电工程安装效率以及安装质量得到有效提升，完全达到预定工期以及施工要求，由此可见，加大BIM 技术在建筑工程的应用具有重要意义。