（上海东方投资监理有限公司 上海 201199）
【摘 要】说到BIM技术，我们国家早在“十一五”规划中就已经预见到BIM会给未来建筑行业带来变革。由于近些年网络计算机技术的飞速发展，也给BIM技术的不断运用带来发展契机。上到中央下到地方都已把BIM概念导入现实的工程中列为提高建筑生产力的首要工作。文中介绍了BIM技术的含义及优势所在，并对BIM技术在机电安装工程中的运用进行论述。
【关键词】BIM；机电工程；安装；技术水平；质量
【中图分类号】TU758 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）08-0202-03
引言
BIM，建筑信息模型（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。
随着计算机技术的应用不断深化，信息技术借助其日益成熟。当今世界信息技术已成为促进经济与科技发展、社会进步的重要因素。也为BIM技术的应用发展创造了良好的环境。BIM技术将结合建筑工程的物理、功能特性，使得建筑工程由传统的二维模式转为三维模型模式。BIM 技术还可对建筑模型中的特定信息进行大范围的查询和分析，比如施工控制、成本管理等。
近些年BIM技术在建筑工程中的应用也愈来愈为广泛，在机电安装工程中的应用也不断深入。比如电气设计人员可通过BIM 技术来分析能耗情况、暖通设计人员可通过BIM 技术来平衡空调水系统等。并且BIM技术中的碰撞检测功能可以优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空,优化管线排布方案, 提高施工质量、降低工程造价，实现管理的精细化。
1.BIM技术优势所在
1.1 技术优势
（1）全建筑信息
建筑工程中所有的参与者都会使用到BIM技术的信息管理模型，比如业主、设计单位、施工单位，甚至包括一些运营单位和监管部门也会使用，并在相应的工程阶段传递给该建筑信息模型各类工程数据或信息。由此可以看出，BIM 模型中的信息量大且种类多，其特点更是实现了用户按照权限范围自由查询建筑信息，并可修改完善有关信息，和其他专业人员共享。
（2）贯穿于建筑生命周期的全过程
一般来说，一个建筑物的生命周期不仅包括规划设计、建造施工、后期物业维护，还需包括建筑物生命的结束，拆除、改建，时间跨度长。由BIM技术统一性的特点，工作人员可以随时查看、修改其模型信息。由此可以看出，BIM技术不受限于建筑生命周期的某一部分，而是在任何周期都是可以运用，并实现建筑工作的协同性和共享性。
（3） BIM技术可有协同各部门间紧密工作
这一点跟第二点中有所不同，BIM技术可有实现在建筑不同阶段的所有人员，包括设计、监管、运营等部门间的协同紧密工作。也即是说，BIM 技术可以为不同的建筑参与人员创建了一个协同工作的场所和平台，有效提高了建筑效率和加强建筑质量。
（4）增强建筑的可视度
由于BIM技术是三维建模，以直观的形象展现在眼前，通过计算机平台运行，建筑的可视化程度得到很大提升，能够更好的解决建筑的空间设计问题。
（5）可以加强安装设计的深度
在安装设计时，通过BIM技术可以对建筑内部各个房间、通道甚至是角落进行可视性细化，通过三维数据模型模拟出每一个环节的精确尺寸。还可以解决施工过程中出现的管网碰撞问题，这对工作效率的提升和工程质量的提升都能起到一定作用。
（6）提高建筑工程安装水平
上点中也提到了，BIM技术优势可以保证安装施工的质量和水平。BIM技术的应用既减少了潜在问题的发生，还对工程设计方案的调整优化起到促进作用。除此之外，BIM技术还可以对建筑安装施工中人为所不能的操作进行模拟，可以对建筑工程施工现场存在的安全隐患进行事先发现并清除，以提高建筑工程安装施工的安全性。
1.2 各参建方BIM技术应用的分析
（1）业主方面
BIM 管理模型为客户提供了建筑设计投资回报分析的功能，可及时了解设计变化对投资效益的影响，为客户选择最佳方案提供依据； 协助客户检测设计方案是否符合成本、节能、光照等方面的需求，确保招标文件的准确性；向投资单位、政府部门等进行直观的模型展示，缩短决策时间，避免不必要的理解错误问题等。
（2）规划设计
BIM 管理除了提供给设计师空间、外观等分析功能之外，还提供了能耗、成本分析等功能，保证初期设计的科学性；可通过对安装综合管线等分析来进行碰撞检查；实现了图纸报告的实时更新；还实现了设计工作的协同化等。
（3）施工单位
BIM 管理模型实现了整个施工过程的可视化模拟管理，及时反馈和完善施工问题；实时反馈建材质量、施工进度、成本控制等信息，保证施工的正常进行; 实现了施工现场的动态跟踪，有效提升施工效率和质量等。
（4）运营及后期维护
关于建筑的后期运营管理阶段，BIM 管理模型可实时反馈建筑物理或功能性能，比如酒店入住情况、商铺出租情况等；快速查找出后期维护问题的起因，及时进行修缮工作; 还提供了后期建筑收入、费用的财务分析功能，从而提高建筑运营收益成本等。
2.BIM技术机电安装工程中的实施运用
2.1 BIM技术实现专业协同设计
机电安装工程是一项综合的、复杂的建筑项目，涉及到许多部门和专业，因此，相互之间的协同合作是必须的。
在传统建筑设计过程中，受二维图纸空间表达的限制，各专业或部门的工作有显著的先后关系。一旦某个专业或部门的二维图纸发生变化，相关的专业或部门的图纸也要随之发生变化，整个工作流程既费时又费力。
BIM 管理的产生和发展，促使各部门围绕统一的建筑模型展开工作。同时，BIM 三维模型能直观地展示建筑细节，任何阶段的专业人员都可随时随地参与到设计规划之中，不仅最大限度地利用资源和提高建筑设计效率，而且减少后期各专业间的矛盾和碰撞。除此之外，BIM 建筑模型涵盖了建筑工程的所有信息，若某专业设计发生变化，相关的专业设计也会自动随之变化，提高了设计效率。
2.2 BIM技术可以提前进行机电综合管线碰撞检查
机电安装工程是建筑的生命系统，一般包括电气工程、给排水工程、暖通工程、消防工程、弱电工程等，发挥着保持室内的舒适环境、预防火灾、处理污水等功能。而所谓的机电综合管线协调，是结合建筑整体结构来合理布置专业管线，对建筑内部设备运转和建筑空间利用有直接影响。一般而言，各专业的设计图纸往往由各自的设计师完成，相互之间缺乏一定的交流会导致管线协调工作难以进行。传统的管线协调工作往往是设计完成之后将各专业的设计重叠在一起，从而确定管线交叉位置，再根据优先原则调整管线，这种方式对机电安装工程的进度有很大程度的影响。
（1）碰撞类型
碰撞类型一般包括硬碰撞和间隙碰撞两种。硬碰撞，即实体在空间上产生交集，具体如图1上所示。这种碰撞在设计初期比较常见，尤其是各专业未达成共识的情形下。间隙碰撞是指两个实体在空间上未产生交集，但两者间距d 大于公差T 形成碰撞，图1下 所示的T＜d 则是未产生碰撞，属于安全距离。
图1 碰撞与间隙
（2）碰撞检测
碰撞检测一般包含单专业和双专业综合碰撞检测两种。
单专业综合碰撞检测比较容易，只针对单一专业直接分析就行，以Navisworks 软件举例，具体如图2 所示，排水管和管道产生碰撞。
图3 风管与建筑结构的碰撞
（3）BIM 管线协调方案
对于机电安装综合管线的协调，首先借助BIM 技术建立暖通、电气、给排水等模型，再将各模型整合成一个统一的模型，最后利用分析工具来检测管线碰撞并形成报告，但是因为这种碰撞检测方式往往存在误判的可能性，所以需要人为的检查审核，并给出调整建议。
和传统管线碰撞检测方式相比，基于BIM 的管线协调方案加强了各专业之间的协同性，降低设计失误的频率，很大程度提升了建筑设计效率，但仍然需要大量的人工参与碰撞检查审核工作。针对这一问题，需要相关专家学者进一步细化建筑管线碰撞类型，扩大碰撞判断分析的标准范围，并提升计算机碰撞检测分析的智能性。
2.3 BIM 技术实现施工组织模拟
（1）应用优势
相比利用较为传统的二维或纸质图纸进行施工项目管理，利用4D-BIM 更具有如下优势：BIM 使用单独的数据源，保证了工程数据的准确与一致，有效解决了建筑施工各组织的信息协调问题；BIM 可进行模拟实际施工，确定最合理的施工方案，防范于未然等等。
（2） 4D 模拟
基于BIM 技术下的机电安装工程项目的4D 模拟主要包括4D 施工进度管理、4D 施工资源管理、4D 施工质量安全管理、4D 施工场地管理、4D 施工可视化模拟、4D 施工优化分析等等几个方面。通过BIM 模型4D 模拟，可有效控制机电安装工程的进度、可全面管理机电安装工程的资源、可实时监控机电施工现场的安全、可直观展示建筑架构、可深入分析机电安装工程的优化问题等，弥补了传统机电安装的缺陷和不足，提高了机电安装的施工效率和施工质量。
3.结语
如今，谈及BIM无论是业主、设计院还是施工单位，都能品说一二。这说明近些年来BIM技术的推广速度着实不错，同时也说明在项目建造的过程中对BIM技术的认可程度也不断攀升。如同十几年来电商的发展潮流一样，BIM技术所引领的技术变革和管理变革，势必会创造出新的商业机会、商业模式和新的工作岗位。
参考文献
[1]杨磊,陈健.BIM技术在机电安装行业的应用与发展[J].建筑技术开发,2014,41(11):60-62.
[2] 缪昌华,费海丰,钱雪松.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):890-893.
[3]唐小卫.机电安装工程中BIM技术的应用[J].建筑,2016(12).
论文作者:吴伟东
论文发表刊物:《建筑知识》2017年8期
论文发表时间:2017/6/21
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