浅谈BIM技术在机电深化设计中的应用
吴耀 吴辉 项龙康
摘 要 伴随着BIM技术在建筑施工中得到的快速发展，其应用也越来越广泛。本文主要介绍机电深化设计过程当中所涉及到的BIM技术。文章首先对目前国内外相关研究现状进行分析总结;其次阐述当前我国建筑工程机电工程运用阶段所存在问题及原因;最后提出相应措施，以促进我国建筑工程电气自动化水平和信息管理能力不断提高、实现资源共享与协同利用、提升建筑施工效率等，为今后发展提供参考价值。
关键词 机电设计 BIM技术 应用策略
中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）02-0012-02
机电设计范围比较广泛，通常应用于建筑行业当中，由于人们的生活水平提高，使得人们对建筑的要求也越来越高，为了更好地保障建筑质量，就需要加强对机电安装的管理。而在机电安装中，首先需要做好对机电的深化设计，才能满足最终的需求，而在机电深化设计中应用BIM技术，可以使设计效率得到大幅度提升，通过构建相关模型，从而随时对现场实际进度情况进行跟踪，达到建筑施工动态闭环控制的最终目的。
1 BIM技术的概述和特点
1.1 BIM技术概述
BIM是建筑信息模型，通常是根据建筑工程中的相关信息建立的数据模型技术，利用计算机建立BIM三维模型并构建出虚拟的三维图像，从而可以准确地反映项目中的各种信息数据，从而为建筑施工提供更加有效的施工管理情况。
1.2 BIM技术的特点
BIM技术主要应用于建筑施工当中，所以BIM技术通常具有以下三个不同的特征：首先是具有联合设计的特点，在建筑施工中通过BIM技术可以构建出建筑施工的相关三维模型图，有利于更加高效地协调工作，使建筑单位的施工效率得到提升;其次是BIM技术具有非常强大的协调能力，可以及时搜集和渲染计算机技术中的各项数据信息，实现对相关文件的有效管理[1];最后BIM技术由于是通过计算机建立的三维模型，因此在建筑施工中，能够更好地实施工程设计，以提高工程设计的科学性。
2 机电设计中应用BIM技术的重要性
由于BIM技术被广泛应用于建筑施工中，因此BIM技术使得建筑施工的质量得到了重大提升。在机电的安装中，由于机电安装工作面大，施工范围广，因此在机电深化设计和安装的过程中，需要根据机电深化设计的现场施工实际情况对图纸进行重新设计，才能确保机电深化设计图纸符合施工需求，并有利于最大限度地确保相关机电设备的正常有序运行。而在机电设计中应用BIM技术，能够很好地发现设计图纸和实际施工中存在的差异，可以做到及时对设计图纸进行修正，使机电安装更加合理，从而确保机电安装工作的有效进展，防止施工中出现的各种问题，提高了建设施工的整体品质。
3 BIM技术设计流程
3.1 分析施工图纸
在机电设计的初期，对机电设计图纸进行精细化分析，有利于发现机电设计系统中存在的链接方法和设备类型之间的关系，避免出现链接错误或者设备型号不对的情况[2]。在机电深化设计的过程中，借助BIM技术构建出相应的三维模型图，将设计中可能存在的碰撞点信息直接呈现出来，并根据经济高效的原则，对设计的孔洞、水管排布、风管桥架等进行优化。从而能够大幅度提高机电管线对建筑空间的利用率，同时也能够确保后续对管线的检修不会受到影响。
3.2 模拟施工进程
在保证机电安装合同按期交工中，为了防止出现因为施工而导致的不合理情况拆改而耽误工期，就需要借用BIM技术实现对机电安装施工进度的有效模拟。通过三维模型的模拟后，对相关复杂部位进行施工安装，可以根据施工的进度情况，调整并完善三维模型图，在和三维模型图的对比中，将图纸重点位置进行标注，可以确保施工图纸符合施工的设计要求，使施工图纸中可能存在的错误和缺陷得到修正，有利于更好地指导现场施工。
4 BIM技术运用的关键过程分析
4.1 模型搭建中确立构件名
通常利用BIM技术对基础模型进行搭建时，需要确立统一的构件名称，只有统一的构件名，才能有效确保模型信息的通用性和对所需获取信息的保证。在机电深化设计的碰撞检查中，注意建模的模型参数精准度，可以对模型参数进行适当的定位，在构建模型中增加材质、类型等信息，可以实现对图纸的有效检测，也有利于更好地指导施工，并對其进行进一步的细化分类，从而达到图纸设计的精确定位目的。
4.2 构建二次元模型
从某种程度而言，按照一定的分类进行建模，需要从建筑施工的情况和施工的合理性去看待，针对机电深化设计模型而言，合理地分配相关设计工作，同时按照工程项目的内容进行工作分类，可以使机电设备管道排烟和送风有效地运行。为了加强对这些机电设备的管理，必要的时候，还可以对不同位置的模型施加不同的颜色进行区分，能够避免施工中可能存在的各种不必要麻烦。
4.3 根据建筑结构和机电模型进行分类
在机电深化设计中，需要将BIM技术的三维模型与机电深化设计结合在一起，并根据建筑结构中的链接将其转移到机电模型中，作为重要的参考依据，有利于提高施工的整体效率。为了确保施工结构模型的准确性，需要对存在的问题进行修改，最终可以对机电模型中的结构模型进行相应程度的修改。
4.4 针对图纸和模型进行核对检查
利用BIM技术对机电深化进行三维模型的建立，可以将三维模型和图纸进行有效地对比，通过查缺补漏的方式，实现对图纸和模型中存在的问题进行有效弥补，因此对图纸的核对与检查过程中，就需要进行重点重视。在建筑施工机电深化中，由于不同的设备，如暖通、排水、电气等设备同属于碰撞检查的内容，因此机电深化设计中的相关设备在实际运行中，通常会在建筑结构内出现不经意的碰撞等情况，而对于管线综合的碰撞问题，就必须利用到BIM技术，然后通过三维模型对这些设备碰撞进行分析，最终提出解决措施。
5 机电深化设计BIM技术的应用策略
5.1 检查与布局
通常在机电设计过程中，可以借鉴现代化信息模型，并由施工人员和技术人员确定相关施工的角度，根据不同的主管线，从而绘制机电设计安装的剖面图。利用BIM技术，在智能建筑模型中设置相关参数，由专业人员绘制管线，可以确保管线碰撞检查工作的顺利完成。在机电设计阶段，由于电气机械专业系统分割缺乏从施工角度出发，导致电气机械系统缺乏管道等附件类型，如果仅仅只是在设计图纸阶段，很难对建筑施工的供水、排水、消防等设备位置进行深度设计和精确调整。在机电深化设计的过程中，使用BIM技术创建三维模型，可以根据对应碰撞点确定布线的干涉点和状态等信息。在高效的经济布局原则下，最大限度的开辟建筑中的相关承重构件，有利于更好地提高风管托盘以及管道空间的利用率，确保机械和电气安装管道的施工与维护工作。
5.2 对管线碰撞的检测
使用BIM技术可以在计算机上构建管线的三维模型图，并依据设计图纸深化管线，可以提高对管线的标高和路由的确认。因此在机电深化设计的过程中，就需要保证管线的施工空间和施工顺序，而在排布的过程中，当产生这些问题后，需要及时对现场施工的标高位置进行调高，同时在调整过程中，对于那些可能存在的问题及时进行改进和定位。并对原有的管线、支架以及阀等部件全部拆除，由于需要对脚手架进行反复的拆装和搬运，在拆除后，除去依旧可以利用的脚手架外，对于那些无法使用的零部件则需要进行重新购置。在建筑施工中，为了避免可能影响施工进度的因素，还可以借助CAD等制图软件输入相关的施工数据，从而形成三维图形，并在碰撞检测过程中，对具体的功能进行合理的检测，有利于更好地绘制出机电施工的管线图。
5.3 对管线的安装协调
在建筑施工的各个环节中，施工质量会直接影响到整体建筑质量，为了确保建筑场地可以充分发挥出最大的施工功效，在建筑内的水电设备安装和管理必须做到精细化。因此机电设计和安装在整个建筑施工环节必须具备有整体性的特点，才能避免因为施工不到位而导致的拆改、返工等现象，为了更好的确保工程质量，可以使用建筑信息对接的方法，从而更详细的规划安装流程，使工程量和材料设备等实现对成本的有效监控。
5.4 从三维净高进行分析
在机电深化设计中，基于BIM技术的应用，可以实现多专业系统的三维净高分析，在这些部分中，其中有一部分内容属于建筑施工的重点研究内容。所以在机电深化设计中利用BIM技术进行协同分析软件创建，并构建出不同的“选择树”和“查找对象”，可以更好地创建出相应的选择集。而在对应的测试条件过程中，进行运行测试，可以对项目的成员测试结果进行实时变更相关模型位置，同时在保证机电深化设计的优化和设备的布局过程中，能够建立起一套切实完整可行的机电管线设计方案。
5.5 大型机房
在机电安装工程中，大型机房深化是重点。由于机房内的设备较多，同时各种管线结构又比较复杂。因此为了更加合理的布控，以满足后期施工空间、评奖创优等目标，就需要借助各类三维模型软件，实现对建筑机电的大型机房进行深化设计。结合相关机电设计图纸，有利于更好地完成对大型机房管线和标高的准备工作。根据相关三维图纸进行审核设计，能够更好地优化设计图纸，从而确定设备的相关位置。但由于大型机房的空间较为狭窄，且设备之间的距离较小，因此可根据设备功能、单体尺寸、配套接管阀门等进行局部整体拼装，然后采用模块化运输吊装的方式完成后续施工。
6 结语
在机电深化设计的过程中，当遇到复杂的机电深化时，会给整个建筑施工产生很大的麻烦，所以在机电深化设计中应用BIM技术，可以有效地解决这些问题，使整个设计图纸能够更加清晰、合理，同时对于原有设计图纸中存在的不合理位置进行修正，不但可以降低整体施工的成本，還能提高施工质量，使建筑施工更加符合当前建筑绿色化、智能化、自动化趋势。
参考文献：
[1] 吴琦珊.BIM技术在机电安装工程深化设计中的应用[J].居业，2019（04）：104.
[2] 彭超.试析BIM技术在建筑机电安装深化设计中的应用[J].建筑技术研究，2019（06）：187-188.
