機電管線深化設(shè)計BIM技術(shù)研究

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常規(guī)的機電管線綜合設(shè)計模式是使用2D圖紙生成管線安裝圖紙，不過僅憑2D圖紙生成的機電管線設(shè)計、安裝和優(yōu)化的目的較難完成，這類設(shè)計模式已經(jīng)不符合現(xiàn)今時代工程項目的綜合需求。借助BIM技術(shù)的實際使用，設(shè)計人員在項目準備期就可以進行碰撞分析，即可找出2D圖紙中的錯誤或者瑕疵；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，加強檢修余量，盡量避免返工，確保管線設(shè)計的整體品質(zhì)，減少工程造價。

BIM技術(shù)的基本概念

BIM是一類基于微型計算機技術(shù)之上的建筑工程設(shè)計類軟件程序。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，便于工程設(shè)計人員及現(xiàn)場作業(yè)人員掌握全部的項目工程的細節(jié)。BIM技術(shù)有利于實現(xiàn)通風空調(diào)施工過程精細化管理BIM技術(shù)對于通風空調(diào)系統(tǒng)安裝作業(yè)過程的作用主要表現(xiàn)在能夠最大限度地確保施工作業(yè)過程中整體的流暢性及行之有效地深化工程設(shè)計和更加徹底、準確的技術(shù)交底工作、施工過程中重點難點的精準把握等三個層面。

有利于確保通風空調(diào)工程施工作業(yè)過程的流暢性

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現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實度數(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)細節(jié)上針對施工作業(yè)工序做出判斷及評估，進而避免或最大限度地降低交叉碰撞問題發(fā)生的可能性。尤其是在關(guān)鍵的通風空調(diào)相關(guān)裝置的施工安裝層面實施全方位布局及相關(guān)技術(shù)規(guī)劃設(shè)計。例如制冷機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)管線針對絕對凈空高度及水平面積的相關(guān)規(guī)定，也可順利應(yīng)對了相關(guān)裝備的進場和安裝作業(yè)空間受到限制的狀況，實際工程安裝品質(zhì)也更加具有鮮明的特色。

有利于實現(xiàn)通風空調(diào)系統(tǒng)安裝圖紙的優(yōu)化

通常通風空調(diào)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的階段，規(guī)劃設(shè)計部門較少安裝作業(yè)的現(xiàn)場經(jīng)驗，這樣的狀況便容易發(fā)生設(shè)計圖紙里面有某些不夠完善或與通風空調(diào)系統(tǒng)安裝作業(yè)工作的現(xiàn)場實際不一致的問題。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)計部門實施設(shè)計方面的變更及優(yōu)化相關(guān)方案，在這樣的進程中，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。對于此類情況，相關(guān)工程設(shè)計人員能夠充分利用BIM技術(shù)在工程規(guī)劃設(shè)計階段針對工程圖紙實施有針對性并且直觀的優(yōu)化設(shè)計及技術(shù)交底工作，將不利條件一一化解為有利條件。工程項目經(jīng)過BIM技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計，有效地優(yōu)化了通風空調(diào)系統(tǒng)的管道全面布局，獲得了較好的實際作業(yè)效果。

有利于把控安裝過程中的重點及難點

通風空調(diào)系統(tǒng)安裝作業(yè)的重/難點主要集中在對冷熱負荷量的測算、相關(guān)裝置參數(shù)的分析及中央空調(diào)等設(shè)備、新風和送排風機等設(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上述作業(yè)難點在結(jié)構(gòu)布局、定位、原材料采購、工程預(yù)算、作業(yè)周期、安裝方案編制及機械設(shè)備及人工統(tǒng)籌計劃等層面的需要，來達到對于施工重點、難點的精確把控的目的。BIM技術(shù)在機電管線深化設(shè)計過程中的關(guān)鍵過程中的實際應(yīng)用基礎(chǔ)模型的生成過程完善和改進基礎(chǔ)模型生成過程的基本是設(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參數(shù)信息的通用能力，在此前提下實時校驗獲得的相關(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)計人員迅速調(diào)整或者修改。值得注意的是，設(shè)計過程中必須確保建模過程中數(shù)字模型相關(guān)參數(shù)的精度達到工程實際的要求，唯有保證數(shù)字模型參數(shù)信息精度的定位后才可以實施相關(guān)作業(yè)工序的進一步開展。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，機電工程數(shù)字模型中增加類型、功能等參數(shù)信息，是對于設(shè)計圖紙實施一個全方位的檢測過程，確保圖紙的完整性，防止設(shè)計問題的產(chǎn)生，為實際作業(yè)的開展帶來合理的指導(dǎo)，進一步細化工作細節(jié)，達到精準定位的目標。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，主要目標是二次結(jié)構(gòu)墻體、樓梯結(jié)構(gòu)及門窗系統(tǒng)。

機電管線設(shè)計綜合碰撞研究

機電管線設(shè)計碰撞問題是機電工程設(shè)計管理過程中通常存在的狀況，假如出現(xiàn)碰撞狀況必然會對施工品質(zhì)造成不利的影響，致使管線系統(tǒng)功能無法正常工程。對于此類狀況，相關(guān)機電工程技術(shù)人員能夠利用BIM技術(shù)從三維模型層面校驗管線空間排布狀況，迅速找到并且確認發(fā)生碰撞的區(qū)域，采用針對性較強的措施進行修正。機電工程管線設(shè)計碰撞校驗的目標通常是電氣系統(tǒng)、排水管路及暖氣通風管路等和建筑物框架之間產(chǎn)生的碰撞。機電工程管線系統(tǒng)和排布狀況比較復(fù)雜，假如同一時間實施碰撞校驗，就會制約校驗效率及檢測品質(zhì)，因此需要最大限度地規(guī)避碰撞校驗同時操作，用以保證校驗作用平穩(wěn)運行為基礎(chǔ)，再降低針對建筑物的檢測量，校驗管道和建筑物空間碰撞狀況，確認碰撞具體位置，進而完善及改進。

機電工程管線全面調(diào)整

機電工程管線需要確定凈空目標技術(shù)要求，規(guī)避出現(xiàn)任意排布的現(xiàn)象，提升針對有限空間的合理利用率。調(diào)整機電工程數(shù)字模型中建筑物構(gòu)造和豎井的碰撞。當中，梁柱結(jié)構(gòu)碰撞調(diào)整以前需要校驗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，如果有就實施全方位整改，反之就實施局部整改；墻板構(gòu)件的碰撞校驗的基礎(chǔ)是確認結(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)果的報告，校驗過程中假如出現(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；豎井碰撞整改過程中對于必須進行保溫的區(qū)域預(yù)留出保溫材料的空間，貼緊墻壁。機電工程管線優(yōu)化設(shè)計機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)，隨后實施優(yōu)化設(shè)計，完成規(guī)劃設(shè)計細節(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)細節(jié)部分，經(jīng)過適當?shù)男ｒ灪筒樵?，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，并且作為安裝過程中的參考依據(jù)，保證三維數(shù)字模型的整體性，設(shè)計內(nèi)容不但包含相關(guān)管線安裝作業(yè)設(shè)計，還包括安裝工計劃和施工管理等，與此同時隨著施工作業(yè)進程的推進起到指導(dǎo)效果。

落實機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)計院及機電工程監(jiān)理企業(yè)之間的順暢溝通。在三維數(shù)字模型生產(chǎn)的過程中，針對于施工二維工程圖紙中發(fā)現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的變更意見，并且向上述三個企業(yè)報高技術(shù)變更的原因，力求盡快獲得三個相關(guān)企業(yè)的變更會簽。值得注意的是，打印出來的二維設(shè)計工程圖紙一定是機電數(shù)字模型進行全面調(diào)整以后所產(chǎn)生的，才可以獲得到設(shè)計企業(yè)的會簽，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程指導(dǎo)施工

相關(guān)機電工程技術(shù)人員在使用BIM技術(shù)完成機電管線優(yōu)化設(shè)計工作，使項目工程完成三維可視化效果，進而實現(xiàn)三維數(shù)字模型可視化交底工作。不論是對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)場操作人員在三維數(shù)字模型觀中直觀掌握管線實際走向，與此同時深刻理解及掌握管線避讓措施。唯有這樣，才可以在管線實際安裝過程中嚴格按照施工二維工程圖紙的技術(shù)要求進行施工，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。

確定機電工程管線設(shè)計方案。

在完成了相關(guān)機電工程管線系統(tǒng)的碰撞校驗及優(yōu)化整改等工作以后，相關(guān)機電工程技術(shù)人員需要給出機電管線最終版施工二維工程圖紙，把該設(shè)計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，相關(guān)工程設(shè)計人員需要對最終版的BIM設(shè)計二維工程圖紙進行排版打印，提高安裝作業(yè)效率，并且確保工程品質(zhì)。

結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)為廣大機電工程技術(shù)人員提供了強大的管線布置功能，利用電腦模擬真實空間內(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，進而實現(xiàn)模擬過程可視化，提升工程品質(zhì)。

作者：汪震洋 單位：沈陽都市建筑設(shè)計有限公司