摘要：随着社会的不断发展，现代化建筑也趋于综合化和复杂化，对于机电管线的布置也提出了更高的要求，传统的设计方式如CAD图纸在施工指导中越来越表现出其薄弱性，尤其在机电管线中无法很好地解决管线碰撞问题，容易造成工程返工，浪费材料，拖延工期等诸多问题。BIM技术应运而生，其可视性，协同性，模拟性，优化性和可出图性，解决了许多机电管线布置的难题。
关键词：建筑工业化；机电管线；BIM技术；模块化
引言
在建筑工业化的主题条件下，研究了行业背景与国内外现状，并结合我国建筑行业最新技术，研究了基于BIM技术的机电管线模块化设计与安装，希望为机电行业工业化的发展提供新思路。
1、BIM技术的基本特征及其内涵
BIM技术的内容就是建筑信息模型，该技术依赖信息化手段，从而将建模操作分成多个流程与环节，其中包括各个阶段的不同建模进度。
首先是搭建建筑模型。通过全面引进BIM手段来完成建模处理，设计人员就能紧密结合当前的建筑图纸来搭设相应的建筑信息模型。与此同时，技术人员还能依照模型给设计出多层次的内容，通过多种途径与方式来优化建模方式。在此过程中，各个专业应当相互密切配合，针对建筑模型有关的难题都要予以汇报。除此以外，运用建模措施还有助于随时深化、更新并且调整现存的建筑信息模型。
其次是构建实时性的云端共享模式。BIM技术设有云端共享的模式，技术人员有必要在云端的特殊位置上传输实时的建模信息，以便于各专业人员以及项目管理人员随时查看。并且，运用BIM手段还能够创建交互式的建筑模型。每隔一段时间，技术人员就要针对现有的建筑模型进行更新。在云端共享的前提下，各个专业就能紧密地进行协作与配合。
第三是BIM有助于各方之间实现密切配合。这是由于BIM技术在客观上必须依赖于多方之间的相互配合。反之如果各方欠缺配合，那么整个建筑模型就无法顺利运行。每周例会以及项目会议能够有效解决目前的施工难题，确保项目能够顺利进行。
2、管线综合过程
2.1模型搭建
1）建立项目样板文件。根据项目特点建立项目样板文件，主要工作是进行管网系统设定（包含系统名称、缩写、颜色等信息），并根据设计文件完成各系统管网的配管。项目样板文件可以选用鸿业BIMspace中自带的样板文件加以修改，也可以在工程中进行样板文件的积累，有利于提高建模效率。
2）建立标高与轴网。若有土建模型，建议标高与轴网的建立采用revit“复制/监视”命令从revit土建模型中复制，可提高效率，复制时注意检查标高是否为建筑标高。也可手动建立，但手动建立时注意项目基点设置是否与土建模型一致。
3）给排水、暖通、电气各专业进行单专业建模。如无土建模型还需要建立土建模型，以供管综调整时作为参照。各专业初定标高采用空间规划时所定标高。建议机电建模采用中心文件工作方式，所有楼层直接建在一个文件中，有利于立管的对接，建立模型时从下向上按系统建模，以避免重复看系统图降低建模效率。对于喷淋系统可采用橄榄山插件进行快速翻模。建模时尽量不要翻弯，以免影响管线调整。建模中注意个人族库的积累。
2.2管线平面优化调整
各专业分专业单独设计，在平面规划上可能存在相互重叠。因此，在模型搭建完后应先进行管线平面优化调整。通过管线平面优化调整可以直接过滤掉很多不复杂的碰撞点，有利于减少碰撞修改的工作量。平面优化调整可以借助revit过滤器设置先进行同标高管线平面优化调整，再进行全专业管线平面优化调整。
2.3碰撞检查
碰撞检查需要对同标高管线间、机电管线与主体结构（梁、柱）间进行碰撞检查，碰撞检查是对空间初排方案的检验，同时也是辅助于管线综合调整。同标高管线平面优化调整后，先进行同标高管线碰撞检查，待处理完同标高管线碰撞点后再进行全专业管线碰撞检查，这样主要是为了分阶段解决碰撞点，有利于提高效率。对于管线较少相对较简单的项目，通过目视即可发现碰撞点，可先不进行碰撞检测，直接进行同标高管线碰撞调整，调整完成后再进行碰撞检查以检查是否还有未处理碰撞点。碰撞检查一般采用navisworks软件进行碰撞检查，通过navisworks与revit同步功能进行逐个碰撞点的处理。
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3、基于BIM技术的机电管线模块化设计安装方式
3.1基于BIM技术的机电管线模块化深化设计
3.1.1基于BIM的模块化机电系统管线综合与优化
搭建机电BIM模型时应遵守3个原则：完善原设计的错、漏、碰、缺处但不改变原设计原理与基本功能；深化与预制加工结合，满足工厂预制的加工深度要求；适应现场预留、预埋及安装等施工方案的要求。本阶段深化主要着重在以下几点：符合设计要求且不影响系统使用功能；符合国家有关施工质量验收规范；优化空间，满足净空要求。
3.1.2机电管线模块化设计与分段
在实际操作中，需要对设计模型及图纸进行二次深化，添加管段长度、管段编号、管段调整段余量等信息。在这一环节中，涉及了对不同材料限制的考虑。根据国家标准要求，不同材料的风管尺寸对应不同的厚度。而不同的材料又会导致预制加工的风管标准节长度不一。以建筑走廊内标准管道为例，其模块化设计时要考虑风管、喷淋管、空调供回水管、桥架等各专业管道的不同标准长度来划分模块。一般以长6m为一个模块组合。在进行模块组合时，考虑机电模块后续运输及安装便捷等问题，可适当设置短管作为管道长度调整段余量。此阶段设计主要着重在以下几点：管段的分段需符合预制加工要求；以节省材料、便捷安装为前提，模块长度以6m为宜；综合支吊架间距需要满足施工规范要求。
3.1.3机电系统模块化加工图及材料表
自动化生成模型的准确性和信息的完整性决定了预制加工的精确程度。为了满足管道预制加工精度的要求，首先需要对管道预制图纸的绘制内容、绘图要求有一个统一的规定，规范出图标准。目前各种BIM软件的自动生成图纸功能已日臻完善，设计及施工人员后期添加信息、修改图纸与材料统计的工作效率得到了大幅提升。
3.2基于BIM技术的机电管线模块化虚拟仿真
3.2.1基于BIM的模块化机电系统虚拟加工与拼装
机电模块组加工与拼装的虚拟仿真可模拟机电模块组合中各管线、支吊架、管道连接件等各组成部分的安装过程，管线与支吊架组装的先后顺序。通过模拟来检视加工及拼装工序的合理性与可操作性，同时，工厂装配工人可以通过模拟视频了解、熟悉模块的装配过程以及掌握操作要点，从而加强装配流水线的操作熟练度。
3.2.2基于BIM的机电系统模块化施工方法与过程模拟
通过模拟机电模块组的运输抬升过程、安装就位过程、模块与模块间的连接过程，快速查看到施工过程中的不合理或错误之处，保障安装的精度，避免二次运输，保证模块间连接的精度，为现场安装提供有效的支持。同时可提前发现并避免实际施工过程中可能出现的管线碰撞干涉、安装操作空间过小、构件变形导致的结构破坏等情况，对施工过程进行实时、交互、逼真的模拟，从而指导施工，对施工方案进行验证和优化操作，决策最佳的施工方案。
结束语
BIM技术作为实现建筑业转型升级、促进绿色建筑发展、提高建筑业信息化水平和推进智慧城市建设的基础性技术，其与机电安装行业的预制加工、虚拟建造、物联网结合等的深入应用与融合，是未来的发展方向，期待在国家新一轮科技创新和产业变革中，为建筑业带来战略性和全局性的影响。
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论文作者:张洪钢
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：管线论文; 机电论文; 标高论文; 模型论文; 建模论文; 建筑论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第12期论文;