BIM深化设计在电气安装工程中的应用
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摘 要：结合山东省济宁中医院工程项目，论述了BIM技术在建筑电气安装工程中的应用情况。重点介绍了电气专业BIM建模方法、机电管综优化思路以及电气安装工程中的应用，为BIM技术在大型公建项目中电气及管道安装的应用探索出了新方向。
关键词： BIM;机械车库;电气;管网;碰撞检查;净空高度
1 引言
当今，随着计算机科学技术的飞速发展，我国大数据时代已经到来，而建筑行业是所有行业里信息化程度最低的，将建筑工程的设计、建造、管理通过数字化形式表现，将成为建筑业的趋势[1]。就我国传统的建筑行业模式来看，过多依赖于设计人员的专业能力和综合素质，在某些情况下往往由于设计人员失误造成施工阶段的返工甚至更严重的工程质量问题。
目前，BIM技术在国外应用的较为成熟，在其发展过程中，专家学者们对BIM的研究也经历了一系列的过程，逐步将BIM体系进行完善，最终应用到实际案例当中。相对而言，国内对BIM的研究及应用尚在初级阶段，BIM行业体系还需进一步完善。本文以近年来国内外研究及探讨为基础，以建筑电气安装工程视角，以山东省济宁中医院项目地下车库电气及管道安装工程为案例进行探讨。
2 工程概况
济宁中医院项目坐落于山东省济宁市市中区，规划总用地面积约15公顷，本次建设项为Ⅰ区建筑医疗综合楼。建筑主体由主楼地上十六层，地下两层;裙楼地下一层，地上五层组成。本建筑总面积12.7万平方米，其中地下一层为双层机械停车库、设备机房区域;地下二层为战时急救医院，放射科。
3 采用BIM技术的科学性
建筑行业发展到今天，建筑结构愈发往高、大、难方向靠拢，对于电气安装专业更加细化、系统更加繁多，管网愈发复杂。利用BIM技术创建各专业信息模型，并进行优化，可有效提前发现设计缺陷，提升设计、施工质量，减少后期的设计变更，避免人力、物力的浪费。
济宁中医院作为大型医院项目综合体，机电设备系统多，管线数量密集，交叉量大，地下车库综合管网布置需要对各专业知识都有较全面的理解。如何能科學地进行综合管道优化排布，对本项目机电安装施工提出了较高要求。
4 应用BIM的前期分析
原设计中将地下车库定义为双层机械停车库，车库电气桥架种类繁多且设计方案过于密集，图纸却并未对电气桥架及各专业管道敷设标高提出合理设计。不同系统管道之间、管道与土建之间存在大量相互交叉，标高冲突等现象，各专业需相互协调管理。为保证使用功能实现，将双层机械停车库净空高度设定为3.6m。
5 项目BIM应用体系及流程
5.1 BIM团队专业人员构成
在专业分工方面，不采用通常的专业细分模式，而是分为土建与机电设备两大专业，电气安装与管道安装合为机电安装工程。土建工程师负责建筑、结构的模型绘制，机电工程师负责电气、暖通、给排水模型绘制。
5.2 BIM软件的选择及应用
目前国内BIM行业软件有若干种，例如Revit、Magicad（广联达）等。其中Revit软件在我国建筑业BIM体系中使用较为广泛。关于几种软件的具体介绍，本文不多赘述。通过对以上BIM软件使用感受，综合考虑本项目地下车库整体机电管线体量较大，选择采用Revit软件进行土建模型的创建，采用基于CAD平台的Magicad软件进行机电专业管道模型的创建。在管道优化过程中利用BIM软件的碰撞检测功能进行碰撞测试，并生成碰撞检查报告。
5.3 机电BIM模型建造标准
BIM标准应主要包括三个方面内容：信息交换规范、解决方案、应用指导。在参照国内外BIM现行建模标准的前提下，同时结合本项目自身需求，制定出企业内部BIM建模标准，包括机电各专业模型文件的保存名称格式标准化，各专业管道三维模型的绘制颜色标准化，以及优化过程中不同阶段的模型绘制深度。
5.4 机电BIM优化流程
（1）原图纸的深入阅读及审图。汇总各专业图纸，首先需熟悉建筑、结构图纸，对车库建筑层高、结构梁高等情况有所认识，了解整体建筑、结构形式。而后开始对原设计机电安装各专业（给排水、暖通、电气、医用管道）图纸进行深入阅读，理解设计人设计意图，并在阅图过程中查找错、漏、碰、缺问题，对于一些不清晰处及时与设计单位沟通核实。
（2）创建各专业BIM模型。各专业BIM工程师根据初步修正后的图纸进行三维模型创建。利用基于CAD平台的Magicad软件创建电气桥架及管道模型。笔者在使用过程中发现，利用CAD图层功能进行不同系统的电气桥架图层的隐藏和打开，会提升建模效率。在创建电气及管道模型时，可先统一约定管道标高，例如：约定所有桥架标高为一米，待所有机电管道创建完成后，按原设计标高进行整体移动。最后，将土建模型与机电模型进行汇合。
（3）模型碰撞检测。将已汇合完成的土建、机电模型，利用BIM软件自带碰撞检测功能进行冲突点检测。本项目地下车库由于体量较大、管道系统数量多，采用“分区域碰撞”理念，即将整层综合管网根据结构梁高与管道管径及数量的综合关系，首先划分为若干区域，根据不同区域情况，可策划不同管道排布方案，逐一对各区域进行碰撞检测及优化，最终在满足管道施工便利及观感良好的前提下，实现所有区域的净空高度最大化。
根据生成的碰撞报告，对车库机电模型进行分析，因地下一层电气桥架规格较大、管线数量众多且分布相对集中，同时重力排水管走径过长且标高偏低，压低了电气桥架安装高度，发现大部分停车位区域管道净空不足3.6米。
（4）分析最优解决方案。根据碰撞检查得出的结果，结合设计施工图纸对模型进行深化设计，并及时与设计单位进行沟通探寻最佳施工方案，使整个机电综合管网更加合理化。在进行管道优化调整时，切实结合实际施工，遵循“桥架避让水管、小管让大管，有压让无压”的原则，同时为各专业管道支吊架预留出空间。
经过与业主方、设计方、监理方开会商讨，借助BIM技术三维可视的优势，使各方直观了解到问题所在，最终各方一致决定由设计单位修改为普通单层停车库，同时对部分规格较大电气桥架进行设计调整，保证各专业管道施工安装便利。
6 BIM模型的现场应用
模型优化调整完后，将模型分层、分专业，统一输出成CAD格式文件，并将电气桥架及各专业管道标高、管径等信息标注。根据优化后的施工图纸，进行实际安装。现场技术人员根据模型及现场施工情况进行比对，对于模型中不完善或现场实际情况较难施工的部位，对模型进行二次优化，确保做到现场实际管道安装与模型保持一致。
7 结语
BIM作为一种新型的、科学的工具，集成了策划、设计、施工阶段的地理位置、规模尺寸、建筑构件信息、设备信息、空间布局信息等，实现了建筑信息的持续应用，避免了信息流失和断层问题。基于BIM的信息管理框架的构件思路的核心就是改变传统的信息传递和共享方式，通过BIM将不同阶段、不同参与方之间的信息有效集成起来，真正实现建设项目全生命周期的信息管理。
济宁中医院车库电气安装工程BIM技术的应用，提前避免了重大施工问题，同时也探索出了实用的BIM管道综合排布方法，积累了经验，为BIM技术在电气安装工程的应用进行了尝试。
参考文献：
[1] 颜文杰.BIM技术在地下室综合管网布置中的应用[J].建筑施工，2016（304）：182～184.
[2] 杨德磊.国外BIM应用现状综述[J].土木建筑工程信息技术，2013（6）：89～94.
[3] 程淑针，李泽兰.BIM技术在成功大广场项目中的应用[J].施工技术，2014（43）：102～105.
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