摘要：机电深化设计是在旧有二维模式的基础上引入相关技术的应用设计，这一设计模式将深化设计的新模式有效使用。本文旨在描述现阶段建筑工程中涉及到的机电系统的深化设计工作模式，并举例探讨在探索过程中存在的问题及解决措施，为国内建筑工程机电深化设计的工作提供有价值的参考。
关键词：建筑工程；深化设计；机电系统
引言：传统的机电系统的深化设计采用AutoCAD以二维设计为主，而工程建设领域的建筑结构日趋复杂，建筑功能的要求也不断提升，随之而来的是机电系统的功能和应用药跟随设计要求不断提升，以便确保施工图的准确性，提高施工效率，避免出现设计瑕疵或者重新设计甚至返工的情况，以保证施工进度正常进行，保证设计方和开发商、用户等多方面参与到建筑工程中，明确自身需求。鉴于此，越来越多的建筑工程项目参与人员开始研究建筑工程中机电系统的深化设计。
一、当前建筑机电系统设计现状
八十年代至当代，建筑机电系统设计施工图纸与工业工艺机电系统设计图纸设计的深度并无明显差别，施工人员按照施工图按部就班的施工。但随着我国市场经济的发展，从大数据中查询到的业主单位提供的机电招标图纸分析来看，每个设计院设计的机电系统设计施工图纸程度深浅不一，且机电系统中又可以细分多项专业。在传统设计中，这些专业之间是分开设计的，各专业的设计师缺乏有效的沟通，加之机电专业中各系统的管线排布复杂。如在施工中发现各专业管路发生碰撞，则会导致大面积拆除返工，甚至可能出现整个方案的重修。这不仅会浪费资源材料，更是会延误工期。
同样的，国内工程项目的设计院提供的建筑机电设计图纸也不像工业工艺机电系统设计图纸详尽无疑，如机电系统综合平面布置图、管廊、机房设备、管井及管道线布置，支、吊架型式、数量设置等方面，都没有设计到位。所以需要机电设计顾问提供的招标图纸和标书，进行深化设计，并完善相关报价。
二、建筑工程机电系统的深化设计
1、深化设计
通常认为，深化设计是投资方、设计方委托深化设计顾问在原设计方案或条件图基础上，结合现场实际情况，对图纸进行完善、补充、绘制成具有可实施性的施工图纸的一种设计方法。深化设计后的图纸满足原方案设计技术要求，符合相关地域设计规范和施工规范，并通过审查，使得施工图变更率趋近于零，图形合一，能直接指导现场施工。
2、BIM
BIM即建筑信息模型，是指运用建筑三维软件与一系列工程设计软件所建立的“可视化”的数字三维模型，可以为建筑全生命周期的开发商、设计方、施工方乃至最终的业主等各环节用户提供“模拟和分析”的一个虚拟建筑。运用这一方式模型，可以对项目进行建筑设计、建筑施工壹级建筑运营管理，最终使该项目实现节约成本且提高效率的目的。随着BIM技术的出现和推广，现今的机电深化设计在传统的二维模式基础上引入三维建模，综合处理协调各专业图的能力大为提高，使机电深化设计的结果表现更直观。
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3、建筑工程机电系统深化设计
按照工程惯例，机电深化设计应综合协调机电各专业之间、机电与建筑结构等其他专业之间的技术问题，完善机电各系统专业图纸；同时还应兼顾施工现场操作、维修等需求，补充并细化施工节点详图。纵观BIM技术的发展，目前阶段机电BIM设计软件均无法完全将管线三维建模、负荷计算、水力平衡、自动生成系统图、出深化设计施工图等操作一气呵成，尤其是电气专业缺少电管、母线设计模块，强、弱电专业不易区分等，导致机电深化设计的某些功能还须依赖于二维AutoCAD软件来实现。并且，专业机电设计/深化设计人员对BIM设计软件的操作及熟练使用能力差距明显，也无法全面应用于机电系统的设计/深化设计、出图。故目前机电二、三维一体化深化设计的工作模式是技术水平发展的必然阶段，但也存在一些应用瓶颈。
4、深化设计的工作模式
国内目前存在的机电系统深化设计的工作模式有两种:一种模式较初级，由机电承包商负责设计二维机电管线综合排布图，BIM顾问依据二维深化图搭建BIM模型，BIM模型整合、碰撞检查、提供碰撞检查报告，机电承包商根据碰撞报告修改综合排布图，循环此过程直至零碰撞后，深化图被批准使用。
另一种模式较高端，机电设计/深化设计人员可以自行熟练操作BIM建模软件，直接进行三维管线建模综合排布设计，随时发现问题随时调整模型，最终达到零碰撞，根据导出二维管线综合排布图及机电各专业平面图，图纸最终被批准实施。这种模式下可以减少机电承包商与BIM顾问之间反复协调、修改的过程。在深化设计过程中，可召开由业主、咨询公司、设计院、各专业承包商共同参加的BIM会议，利用BIM模型让各审核方直观了解存在的问题，同时，会议上提出的解决方案也可直接通过模型快速评估、决策，提高了机电设计/深化设计的工作效率。
三、建筑工程机电系统深化设计的程序
根据查询到的相关信息，大多数机电系统安装工程，特别是外商投资兴建的工程项目，功能变化频繁，机电系统复杂、智能化程度较高，设计深化基本是边设计边修改边施工的“三边”工程，在设计院(机电顾问)设计的机电招标图纸基础上，设计深化程序大概如下:
1、设计参数收集
按业主提供的技术标书和设计变更指令，根据国内外设计标准，结合建筑物中的各区域功能要求，确定建筑物各区域的设计技术指标，收集各系统国家相关行业的设计规范和已获业主批准的设备制造厂家的设备性能参数。
2、确定各专业的设计方案
各专业设计负责人在项目总工程师的组织下，建立专业之间配合、协商制度，在符合国家设计规范的大前提下，明确设计深化的原则、范围和要求，确定各专业的设计方案。设计方案中既要保证业主提出的各项技术指标都能得到满足，又要在保证工程质量的前提下降低安装工程造价。
3、绘制机电系统设备布置及各种管线的综合布置图
各专业设计深化后的施工图完成后，同时还应绘制各管线的平、剖面综合布置图，用不同的颜色标注各种管线，如吊顶内、管廊、管井、机房等部位各种交叉管线，平、剖面综合布置大样详图。做到既能合理充分利用空间和支、吊架布置各种管线，又能避免各施工专业各自为政不明确整体构架，造成不必要的工程返工。
4、项目总工程师审核
应认真审核各专业设计深化后的施工图纸、综合布置图等，修改设计错误或不达标技术标书要求的部分、签署审核意见。施工图一般一式7~10份，报设计院(机电顾问)、业主审批。
5、设计院(机电顾问)业主审批
收到机电承包商提供的设计深化后的施工图纸，规定时间内应签署审批意见。如有不同意见，应要求机电承包商修改施工图再报批，直至同意后则在施工图纸上签字签章，并最终诸于工程实施。
结语：建筑工程机电系统的深化设计在满足业主标书、技术标书、建设项目设计方的要求，以及确保工程施工进度、降低安装工程成本等方面有极大优势。相关技术如BIM正在建筑行业中引发新的技术变革，推动建筑行业传统的行为和管理模式从粗糙型到精细型、二维化到三维化的多方转变。目前国外三维建模软件和国内设计计算、施工图制图标准等方面存在很多不兼容、不匹配的问题，相关技术人员和国内软件开发部门需要通力合作，创新开发适合本土的可操作、高效率的软件或者插件，提高机电深化设计的品质，推动建筑行业快速发展。
参考文献：
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[3].赵冰.浅谈BIM在建筑机电专业的深化设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，21
论文作者:熊鹏振
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
标签：机电论文; 系统论文; 图纸论文; 管线论文; 各专业论文; 施工图论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;