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摘要：建筑信息模型(BIM)技术，是将现代工业化大规模生产中运用的三维数字仿真技术应用于建筑领域的成果。BIM技术在西方已趋于成熟，但我国正处于起步阶段，现阶段我国各级政府也都在大力推广和普及这项技术。BIM技术在建筑机电安装工程领域中具有广泛的应用，可将原本只能通过CAD进行二维表达的安装图纸进行三维可视化仿真模拟，在设计阶段、施工实施前利用施工模拟，提前查找发现原来只有在安装施工过程中才能发现的管线碰撞等问题，进而优化设计、改进施工方案，减少甚至消除机电安装中出现的“错、漏、碰、缺”问题，最大限度地突破施工难点。
关键词：建筑机电安装；BIM技术；优化设计
1应用优势
在机电安装施工前的深化设计阶段，将机电专业在三维空间里错综复杂的管线、设备等建筑信息直观、形象、准确地展示出来，从而极大地改善设计，减少错误的发生。在机电安装阶段，通过BIM三维仿真模拟，可进行施工工艺的三维可视化技术交底，让施工人员能清晰直观地掌握施工工艺，提高建筑机电工程的施工效率。对整个工程来说，BIM技术可优化机电管线布局，减少施工阶段不必要的返工，缩短工期，降低成本，提升效益。
2应用实施的技术路线
2.1机电建模及管线综合
BIM模型要能够指导施工，首先需建立正确的三维BIM模型，目前国内的施工图纸普遍采用CAD软件绘制，因此需先根据二维图纸“翻模”成三维的BIM模型。新实施的工程项目，可以直接用BIM软件进行三维可视化协同设计。现以最常见的Revit软件为例，简要介绍BIM技术应用于机电设备安装工程中的具体技术路线:1)由BIM团队负责人负责收集整理建筑、结构和机电等专业的图纸。传统的建筑机电设计大多数是由CAD软件来绘制，土建、安装专业图纸分开设计，没有完全融合到一起。因此在土建施工前，BIM建模人员就必须先深入研究施工图纸，了解给排水、暖通和电气等具体的细部要求，审阅机电设备安装等图纸的正确性，再开展BIM建模工作。对于新建项目，就可以直接在土建BIM模型中进行机电安装工程的BIM建模。团队负责人要分析建模的体量，对体量较小的项目采用单人负责整套全专业模型的方式，对于体量较大、单人完成整套模型有困难的项目，可以采用分专业协同建模的方式完成。2)BIM建模前，需先BIM规定建模标准，对小组内成员进行分工，对项目阶段成果要实行检查验收制度，项目组内要定期会审，保证图纸要能达到指导施工的要求。3)严格按照施工图纸建立好土建和机电三维实体模型后，在后续优化设计之前，先基于模型进行管线综合，将二维设计图中不易发现、不能反映的管线碰撞、设备干扰等问题，进行调整纠正。实际操作中，可以将模型从Revit软件中传递到Navisworks中进行碰撞检测。
2.2设计优化、辅助管理及指导施工
利用建好的BIM模型，全面梳理优化原始设计中存在的各种问题，完善BIM模型各主要构配件的信息，为工程项目的招标、施工管理提供指导，整个项目的三维可视化BIM模型，也可为工程项目的后期运营维护提供三维可视化的数据资源。
3具体应用点分析
BIM技术在机电安装工程中主要应用在碰撞检测、设计优化(机电布置的优化、净空优化设计)、辅助工程管理、指导施工安装等方面。
3.1碰撞检测
空间上错综复杂的管网，完全突破了二维图纸的空间概念，必须借助BIM三维模型来进行优化，才能更加准确地验证施工图纸的正确性。在机电安装工程中，碰撞检测主要是为了发现并纠正施工图中存在的各类管线、设备之间的相互干扰和“打架”的空间位置冲突问题。碰撞检测根据发生错误的类型，可以分为硬碰撞、软碰撞(间隙碰撞)和构件重复等三类。两个及以上的机电构件在空间位置上出现了相交、包含的情况被称为硬碰撞，如图1所示，风管道与桥架在空间位置上发生了碰撞。
两个及以上的机电构件在空间上未发生相交、包含关系，但是相互之间的间距小于某一预设值的时候，这种情况被称为软碰撞(间隙碰撞)。机电设备及管道间按照规定都必须预留足够的空间用于安装及日后检修更换，间隙碰撞检测的作用就是确保各类构件都能留出足够的空间。如图2所示，风管道与空调的冷淋水管道间距过小，不符合安装要求，发生了软碰撞。
机电构件在三维模型建立过程中发生多次绘制，导致构件在空间上完全重叠的情况被称为构件重复。构件重复在专业内和专业间建模时都会出现，例如电缆桥架在多个电气专业图纸中都有显示，工作人员可能会在每个电气专业图纸中均绘制一遍电缆桥架，在最后模型整合时就会出现构件重复情况的发生。构件重复会影响后期模型算量结果的准确性。
3.2设计优化
3.2.1净高优化设计
水电安装的各类管线除了空间上不能发生碰撞外，还必须满足净高标准。当各类管线布置地过低时，虽然不会发生与结构梁及其他管线的碰撞问题，但是可能会影响建筑物内部的净高，导致空间利用严重不合理，甚至会导致发生返工现象。为了合理优化建筑物内部的净空，还必须进行净高优化分析，将各类管线、设施在竖向空间上进行合理优化排布，尽量不影响建筑的功能性，建筑内部走廊部位及地下车库层的净高分析尤其重要。
3.2.2机电设备及管网的优化
1)对安装部位进行优化分析。对于管道密集的空间区域和机电设备较多的重难点部位，例如各类机房、泵房等，需要综合考虑的因数很多，借助BIM技术可以很好的优化各种机组、阀门、管道、管路附件设备的空间布局，接口方向等，使空间得到最大化利用。2)对管线经过的路径进行优化分析。机电专业间的各类管线在敷设时，都需遵循“小管让大管、有压让无压、低压让高压”的原则，BIM三维模型能够帮助对管线的空间路径进行优化分析。3)对墙体、地面等部位的预埋件进行优化分析。机电安装工程中有很多需要穿越墙、楼板、梁的预埋件，这些预埋件的位置是否合适、预埋件的尺寸材质是否符合要求，是否有保温、防水、高出地面、后期封堵等要求。借助三维可视化BIM仿真模型可详细地推敲计算出每个细部信息。4)对支、吊架进行优化排布。支、吊架的安装是机电安装工程中非常重要的一环，它的布置是否合理，不仅影响到管线的布置是否稳固，还能影响到净高的控制及成本的控制。对支、吊架的优化设计，能够很好地兼顾到成本、效率和质量。
3.3辅助工程管理
BIM技术除了可对机电安装工程进行优化完善，还可辅助工程管理。借助BIM技术的强大功能，对施工过程中的质量、进度、安全、成本控制等方面进行全过程管理，BIM模型也可用于后期的运营维护与物业管理工作。
3.4指导施工安装
在机电安装现场施工前，利用BIM技术辅助技术交底，利用三维仿真模型，解决平面图纸表达不清或者不够直观的问题，让工人直观、准确的理解施工重难点，并且可以借助手机端BIM应用程序，将施工模型发布到云端，让工人通过手机就能方便的用好BIM技术。
4结语
为了提高建筑机电安装工作的效率和精度，破解机电安装设计困难的难题，本文对BIM技术在建筑机电安装工程中的应用做了相关阐述，BIM技术本质上是三维仿真技术在建筑行业的应用，它能够整合建筑专业的各类工程信息数据，并加以分析、模拟、优化。建筑机电安装作为建筑领域空间关系最为复杂的一个专业，传统二维图纸无法表述清楚，借助于BIM这个高效的技术手段，可提高质量、节约成本、减少返工、节省工期，提升企业的竞争力。BIM技术在不久的将来必将会成为建筑机电安装领域不可或缺的重要技术手段。
参考文献
［1］缪昌华．基于BIM技术实现机电管线安装的优化管理［J］．建筑技术，2013，44(10):890-891．
［2］汪峰．建筑机电安装工程中BIM技术应用探讨［J］．廊坊师范学院学报，2016(16):78-81．
［3］杨震卿．BIM技术在机电施工中的应用研究［J］．建筑技术，2015，46(2):132-134．
［4］徐小舟．城市综合体中BIM技术的应用［J］．建筑技术开发，2015，42(4):30-33．
［5］祝建明．基于BIM技术的机电安装深化设计管理应用［J］．建筑技术开发，2017，44(3):163-164．