摘要：BIM（建筑信息模型）技术应用在机电设备系统建模项目设计创新上有两大亮点：一是很好地解决了工程设计质量的控制问题，并能有效地对项目组进行协同管理；二是通过完成项目建模、碰撞检测、三维模拟分析、辅助管综设计，超预期解决了业主对工程设计质量的高要求。本文在对BIM技术在机电设备系统建模中的应用进行分析时，详细了分析了具体应用要点。
关键词：BIM技术；机电设备；系统建模
1 建筑机电设备BIM 系统建模流程
构建三维模型是BIM 技术介入的基础。图1描述了机电专业及其他各专业三维模型建立的具体流程。首先制作各专业族文件，然后构建建筑结构初级模型，根据上下游信息分析，制作给排水、暖通、电气专业模型，各模型之间通过信息再协调，达到最终模型。
图1 各专业BIM三维模型建立的具体流程
2 BIM技术在机电设备系统建模设计中的应用要点
2.1 BIM协同设计与质量控制
现实建筑物实体都是以三维空间状态存在，若用三维设计表达更具有优势。如复杂管综设计，一般情况下，二维AutoCAD设计是在建筑、结构、给排水、暖通专业完成设计后，设计师要对不同专业的图纸反复比对，也只能进行原则性管综设计，对于管综碰撞冲突很大程度凭经验判断，有些问题只能遗留到施工时解决。在水、暖、电建模阶段，利用BIM随时自动检测及解决管综设计初级碰撞，其效果相当于将校审部分工作提前进行，这样可大大精确地提高成图质量。Autodesk Revit软件可视技术还可以动态地观察三维模型，生成室内外透视图，模拟现实创建三维漫游动画，使工程师可以身临其境地体验建筑空间，自然减少各专业设计工程师之间的协调错误，简化人为的图纸综合审核。在此基础上，项目组准备了BM协同设计实施计划项目规划书，包括项目评估（选择更优化的方案）：文档管理（如文件、轴网、坐标中心约定）：制图及图签管理；数据统一管理；设计进度、人员分工及权限；三维设计流程控制；项目建模，碰撞检测，分析碰撞检测报告；专业探讨反馈，优化设计等。
2.2 碰撞检测及管综协同设计
项目中常见碰撞内容包括：建筑与结构专业碰撞内容主要包括标高、剪力墙、柱等位置是否不一致，梁与门是否冲突；结构与设备专业碰撞内容主要检测设备管道与梁柱是否发生冲突；设备内部各专业碰撞内容是检测各专业与管线冲突情况；检测管线末端与室内吊顶冲突是设备与室内装修主要碰撞内容；另外，解决管线空间布局问题，如机房过道狭小等问题也是常见碰撞内容之一；最后，解决各管线之间交叉问题。面对常见的碰撞问题，应确定碰撞检测优先级。在对项目进行碰撞检测时，要遵循如下检测优先级顺序：首先进行土建碰撞检测；设备内部各专业碰撞检测；之后是对结构与给排水、暖、电专业碰撞检测等，“硬碰撞”即时调整布局并修改设计方案解决。
2.3 数据端口与网络平台构建
一是基于IFC的信息共享接口。通过开发IFC接口，将Autodesk Revit中的模型，将文件导入到BIM—FIM系统中，并保存模型的所有属性信息。基于网络的BIM数据库及其访问控制通过搭建完备、高效的信息数据库，实现建筑及机电设备竣工图的BM模型信息存储，并通过并发访问控制机制，确保多用户协同工作的数据安全性；二是基于移动平台的设备标识与识别。通过开发二维码和相关的ID接口，将单个设备及区域内设备的关键信息以二维码和RFID标签的方式标识并保存起来；当移动平台设备扫描到该标识时，能提取其信息，并在无线网络环境下，从BM数据库中获取其他相关属性信息；三是对海量运维信息的动态关联技术的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆面向海量的施工和运维信息，针对机电设备不同的系统划分，研究了其基于构件的信息动态成组技术与动态关联技术，并形成上下游动态模型，实现高效的信息检索、查询、统计、分析与应急预案决策支持。
3 基于BIM的机电设备系统建模方法
基于BIM的机电设备系统建模方法设计主要分为3个功能模块：查看机电设备参数信息功能，查看机电设备定位信息功能，查看机电设备连接关系信息功能。通过Revit插件提取机电设备参数信息、定位信息和空间连接关系信息，同时将机电设备的参数信息生成QR二维码并批量打印，为施工方查看机电设备对应信息提供方便。
3.1 机电设备参数信息和二维码功能模块
考虑到项目的多样性，设定每个机电设备的唯一标识参数为项目ID+机电设备族ID。根据施工技术和施工原理，通过Revit API，提取实际工程施工所需机电设备的具体类型参数、实例参数和项目共享参数。采取QR二维码的生成算法，将提取的机电设备参数信息和机电设备缩略图生成二维码，并打印。在采购的机电设备进入施工现场的同时，将机电设备模型参数信息生成的二维码贴至对应的机电设备上，便于施工人员扫码获得参数信息，如安装楼层信息（标高）、机电设备的扬程／流量等参数信息。
3.2 机电设备定位功能模块
通过Revit API，获得当前机电设备ID所对应的机电设备在模型坐标系下的几何坐标，即该族在Revit模型中的坐标。在实现机电设备定位功能后，将机电设备定位信息保存为Revit视图，并将定位视图输出至数据库，以便施工人员扫描二维码时在客户端显示定位视图图片。
3.3机电设备空间连接关系功能模块
在Revit实际工程项目模型中，机房的三维可视化模型空间小，而机房房间却布满管道系统，从单一的Revit机房模型中无法判断出单个机电设备与其相连管道之间的连接关系，需要单一提取。将提取机电设备的空间连接关系分为单个机电设备的一级连接关系和二级连接关系。
4 基于BIM的机电设备系统建模试验测试结果及数据分析
结合主要功能模块的结构特点，基于BIM的机电设备系统建模方法设计主要分为PC端、数据库端和移动终端。在具体分析时，要把握以下两个方面：一是PC端试验结果及数据分析。PC端主要实现基于Revit的设备参数信息提取、设备定位信息提取和设备一级连接关系和二级连接关系提取功能，同时与生成二维码功能结合，将提取的对应数据导人数据库，最后依据对应方法生成对应的Revit自启动功能插件；二是移动终端试验结果及数据分析。移动终端的APP功能与PC端功能相对应，具有查看设备参数信息功能、设备定位信息功能和设备连接关系信息功能。手机APP扫描二维码，解析二维码数据中的ID信息，在用户选择不同的功能按钮时，通过二维码的机电设备ID参数从数据库对应的表读取数据，并将其相应信息显示给用户。
5 结语
基于建筑行业的信息化发展趋势，在机电设备系统建模方面，应积极应用BIM技术。要在设备关系、设备系统布局的可视化方面引进BIM理念，不断补充BIM对建筑电气系统的可视化表达，集成 BIM模型信息，构建完整的建筑机电设备系统模型。此外，还要将 BIM集成模型应用于设计、施工、运营等全寿命管理，实现对设备及其缆线信息的可视化施工管理以及基于设备关系的可视化运营探测等管理应用，最终形成设计－施工－设计、设计－运营－设计等反馈设计模式。
参考文献：
[1]周康康.BIM技术在机电设备施工过程中的应用探讨[J].中国标准化，2019（16）：41-42.
[2]李达.BIM技术在机电安装中的应用[J].中国勘察设计，2019（08）：100-101.
论文作者:黄俊凯1,吴芬2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
标签：机电设备论文; 信息论文; 模型论文; 建模论文; 设备论文; 参数论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第24期论文;