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摘要： 通过建立三维建筑信息模型，BIM 技术可方便地发现机电工程中各专业构件之间在空间上的碰撞冲突，减少甚至消除机电安装中出现的“错、漏、碰、缺”问题，并进行自动检测和调整，深化设计方案，极大提高工程质量和工程效率。本文以某机电安装工程项目为例，以BIM技术在机电安装工程上的技术方案为主线，重点阐述模型建立、碰撞检查、分析与优化。
关键词： 建筑信息模型（BIM）技术；BIM模型建立；碰撞检查
建筑信息模型（BIM）技术具有模拟性、可视性、优化性、关联可协调性、一致性、辅助管理性等特点，可将CAD 二维表达的安装图纸进行三维可视化仿真模拟，建立三维建筑信息模型，方便地发现机电工程中各专业构件之间在空间上的碰撞冲突，减少甚至消除机电安装中出现的“错、漏、碰、缺”问题，并进行自动检测和调整，达到预测隐形问题、深化设计方案、优化工程质量、提高工程效率的目的。
2 BIM技术在机电安装中的技术路线
BIM技术在机电安装中一般遵循如下技术路线：针对客户质量、进度、成本要求，依据地域、空间、时间条件，划分设备、土建、水电管线、通风空调等各相关专业，统一部署规划，建立安装、检查、验收总体标准及各专业施工标准，利用CAD绘制各专业二维施工图纸，深入研究、审阅各专业图纸的正确性后，建立BIM 模型，碰撞检测，发现并消除可能的“错、漏、碰、缺”问题，并进行调整优化，BIM图纸输出。
3 BIM建筑信息模型建立
规范化BIM 建模是技术路线实现良次的关键，对最终模型的信息完整度、可识别性，以及后期碰撞检测的准确度具有十分重要的意义。我们通常从以下几个方面重点考虑：一是制定一套完整的、规范化的线条绘制方案，包括：线条描述方案、线条配色方案、线条打断及连接规范等，使得整个系统绘图规范有序、良好可读；二是根据项目的规模及复杂性，确定适当的BIM 模型建模精细度，尽量避免精度过剩而浪费资源、精度残缺而不能达标，做到粗细适当；三是制定一套科学合理的BIM模型编码，编码要依据项目实际统一制定，做到层次适当，表述清晰。首先根据项目实际，划分专业，制作各专业族文件，搭建初级模型；然后根据项目勘察信息、BIM模型规范化信息、精细度要求等，制作土建、结构、给排水、通风空调、暖通、电气等各专业模型；最后对各专业模型信息进行汇总、协调统一、剔除误差，以准确表达设计意图，制作最终模型。
BIM技术的突出优点是模型碰撞检测。由于机电安装工程专业繁杂、各专业设备、管线较多，在有限的空间内达到安装排列有序、清晰明朗，必须要通过BIM技术碰撞检测，发现安装中可能出现的“碰、漏、错、缺”问题，消除隐患，予以整改，优化方案，减少返工，提高施工效率。在实际操作中，首先应区分碰撞的三种形式，根据项目要求，对不同碰撞提出相应的处理原则。其次可以将模型从 Revit 软件中传递到 Navisworks 中进行碰撞检测，找出存在的碰撞点。最后，根据三种碰撞处理原则，对不同的碰撞问题予以不同解决方式，优化设计方案，输出最终施工图纸。
4.1 三种碰撞
根据发生碰撞的错误类型，碰撞可以分为硬碰撞、软碰撞（间隙碰撞）和构件重复等三种类型：
4.1.1 硬碰撞
当两个或以上的机电构件在空间位置上出现了相交、包含、重叠的情况，通常被称为硬碰撞。通过管道与强电桥架发生硬碰撞。这种碰撞机电安装工程中必然会造成返工，这种处理方式是不允许的，我们必须要予以纠正，重新设计，调整线路走向，更改图纸。
4.1.2 软碰撞
当两个及以上的机电构件在空间上未发生相交、包含、重叠的情况，但是相互之间的间距小于最小设计预设值，通常被称为软碰撞，也称为间隙碰撞。风管道与空调的冷淋水管道间距过小，不符合安装设计或施工要求，发生了软碰撞。软碰撞的出现主要导致机电设备、管线之间预留空间不足，不利于日后检修更换。针对软碰撞，优化设计的方法应因物实施，对日后检修更换可能性较大的设备、管线，应当予以纠正，调整距离，以满足要求。对使用寿命较长，维修更换可能性较低的设备、管线可以不予调整。
4.1.3 机构重复
当机电构件在三维模型建立过程中发生多次绘制，导致构件在空间上完全重叠的情况被称为构件重复。出现这种情况的原因通常是工作人员在各专业图纸中重复绘制同一管线，导致在最后模型整合时发生机构重复。构件重复主要影响后期模型算量结果的准确性
4.2 制定碰撞检查试验方案
区分项目各专业的重要性，确定主要专业、辅助专业，制定各专业间的碰撞检查试验方案，尤其是碰撞检测后的优化方案，以达到效果与效率一并提升的目的。以某机电安装工程项目为例，基于各专业的BIM模型，设计并制定了土建、结构、电气、暖通、智能化、给排水、通风空调等专业间的碰撞检查方案。
4.3 碰撞检查及模型优化流程
依据碰撞检测方案，将各专业BIM模型布置后利用REVIT软件的“碰撞检查”选项卡对模型中所有软硬碰撞进行检测，产生碰撞报告。为企业提高社会和经济效益，避免工程施工过程中的材料浪费和工期损失，要依据BIM碰撞检测报告对存在的碰撞问题进行分析，依据实际情况区分对待处理。如果是硬碰撞，对设计、施工方案必须予以调整，消除碰撞点。如是软碰撞，应因物实施，对日后检修更换可能性较大的设备、管线，应当予以纠正，调整距离、或调整走向，以满足要求。对使用寿命较长，维修更换可能性较低的设备、管线可以不予调整。就某机电安装工程项目报告为例，通过有效碰撞点结果分析：桥架与水管碰撞点123处，桥架与风管碰撞点121处，水管与风管碰撞点44处。根据碰撞方案设计、施工等各方相互讨论，提出变更方案：对所有硬碰撞调整优化，对软碰撞选择性调整。
图1 某机电安装工程项目碰撞检查前与优化后对比图
4.4 可视化交底
通过前期的建模、优化，实现了建筑工程三维可视化，利用BIM 动态视频的形式模拟施工，有效地帮助设计、施工人员直观的了解现场，并根据剖面图、大样图，对特殊设备、管件进行放样开料，与以后的实际工程进行预先比较，找出可能存在的问题或不合理现象，精确定位，避开碰撞点，方便工作人员及时有效地做出纠正和调整，提高施工的一次性成功率。
5 总结与展望
本文阐述了BIM 技水在建筑工程中的应用，并总结BIM技术在模型建立、碰撞检查优化等方面应用的工程经验。BIM 进行建模、管综、审核报告、出图系列工作，对指导施工、解决技术问题及配合业主方其他需求具有极大的帮助作用，对项目进度、质量、成本和安全等方面的管控上发挥着重要的价值力量，更进一步挖掘BIM的价值深度，尤其与其他学科如仿真学的交汇结合的研究，对机电安装工作意义重大，将是BIM技术发展的重要方向。
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论文作者:崔浩然,翟彦翔,李运波,刘贵三
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第7期
论文发表时间:2019/10/14
标签：模型论文; 机电论文; 各专业论文; 技术论文; 管线论文; 构件论文; 方案论文; 《建筑细部》2019年第7期论文;