装配式建筑机电系统 BIM模型精细化设计研究与应用

装配式建筑机电系统 BIM模型精细化设计研究与应用

林壮康

身份证号码： 46002819870608****

摘要：BIM技术是借助三维数字技术，将建筑设计和施工等阶段（包括筹办、设计、动工、运作等）的工程信息、建筑数据等进行收集模拟，建立协调统一的工程数据模型。近年来，建筑信息模型（BIM）作为参数化表达及集成化管理的新型技术，在MEP项目中应用与推广力度逐渐加大，关于新型预制装配式建筑在建筑机电专业方面的研究（暖通系统、给排水系统、电气系统、整体厨卫）也陆续展开，实行工厂预制、现场装配将机电设计、现场施工变得程序化、标准化、简易化，大大提高了劳动生产效率，然而如何在提高效率的同时实现装配式机电全过程的BIM模型精细化控制，是企业追求的目标和方向。希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：装配式；机电；BIM(建筑信息模型)；精细化

引言

近年来，建筑信息模型作为参数化表达及集成化管理的新型技术，在MEP项目中应用与推广力度逐渐加大，关于新型预制装配式建筑在建筑机电专业方面的研究也陆续展开，实行工厂预制、现场装配将机电设计、现场施工变得程序化、标准化、简易化，大大提高了劳动生产效率，然而如何在提高效率的同时实现装配式机电全过程的BIM模型精细化控制，是企业追求的目标和方向。本文在精准的预留预埋前提下，提出了“深化设计一工厂预制一虚拟预装配模型一体化”的装配式机电精细化BIM模型控制方案，通过分析各个阶段精细化控制的关键点，有计划地对装配式机电各阶段进行全面的、综合的、完善的技术控制，以保证项目质量、进度目标的实现，达到工程项目经济效益最大化。

1BIM技术概述

BIM技术在建筑机电工程中的应用，可以有效地调节工程进行中的人力、资源、成本等方面的协调和管理问题。随着建筑造型和内部结构的日益复杂，建筑机电安装工程的安装复杂度也日益提升，BIM技术可以把数据直接转换成可视化模型，有效提高了安装工作效率、降低了工作难度，并且，BIM技术以３D模型为基础建立参数模型，可以最信息数据或各项元素进行删改，从而在整体上对工程进度进行规划协调，协助安装工作人员在成本、工程量预算等方面的分歧和矛盾,优化安装工程的起草工作，节省工程进行中的人力、物力、财力的损耗，大幅度提升工程的整体效率。

2精准化BIM模型

高精度的BIM族包含两个方面：一方面是最广为人知的BIM构件模型细度，即构件的几何参数信息；另一方面则是BIM族的信息细度，即从产品细度等级出发包含性能信息、定位连接信息、设计属性、价格参数、厂商信息等。高精度BIM族与低精度BIM族的区别在于模型的面数对比不同、精细程度不同、应用的范围不同。低精度BIM族主要应用于对模型质量需求不高的投标阶段，而高精度BIM族则较多应用于对模型的精度和细节要求非常高的深化设计阶段。在装配式建筑机电工程深化设计过程中，在对各类设备及大型管件进行三维BIM建模的同时，还需要将建模程度细化到机电设备组件，能够清楚表现机电设备组件的所处位置。结合厂家提供的设备、阀部件等的尺寸大样图进行BIM族的调整，使模型内构件尺寸于产品规格尺寸相一致。构件所带信息完整、准确，包含标准/图集信息、技术参数信息、规格尺寸信息、工艺信息、厂商信息、运维信息、管理信息、其他信息等。

3装配式建筑机电系统BIM模型精细化设计研究与应用

3.1在施工设计环节中的应用

首先，专业技术人员根据施工要求和平面设计图纸，利用BIM技术建立建筑的立体模型。其次，根据机电工程的施工安装要求，在建立的建筑模型上进行具体设计。不同建筑建筑机电工程安装有其各自的特点，统筹规划水、电、暖及网络线路图后，查找工程难点或碰撞点，针对这些对管线的设计进行深化及优化，提升施工的科学度与精准度。再次，在对机电管网的合理设计和优化后，利用BIM技术进行模拟安装，主要是对各环节所需的用料数量进行计算，有效分配材料，准确计算工程成本。最后，根据建筑立面造型和结构特点，对机电工程的安装顺序进行规划设计，提高安装效率。

3.23D激光扫描技术

深化设计不仅仅是对设计图纸的进一步深化，更是对项目实施过程中问题的前瞻式解决。由于现场土建结构与建筑施工、设备基础施工难免会存在一定的误差，通过对现场进行实测，同时结合3D激光扫描技术（又称实景复制技术）通过高速激光测距原理获得三维空间坐标数据，将多个数据串联在一起形成建筑内部与外部的点云数据，然后将扫描到的点云文件导入到扫描软件中特定的处理中心（如REVIT中.rcp和.rcs索引格式），形成完整的点云模型，最后采用BIM逆向建模技术，将点云数据形成实体模型，该点云数据与Revit2012以后的版本可做到兼容与结合。通过三维扫描技术将现场情况真实准确的反馈到BIM模型中，清晰地反应建筑机电设备的区间位置、安装位置与土建结构之间的位置关系。与此同时对工厂预制的设备、管道进行测量，将实测数据反馈到BIM模型中，通过不断调整BIM模型数据，使模型与实际相契合。BIM模型详细的展示设备与设备或建筑构件间的接口信息，模型集成建筑、机电元素的的几何信息、物理信息和拓扑信息。通过3D激光扫描技术与BIM逆向建模技术完美的结合，科学高效地解决了深化设计阶段与现场施工阶段衔接的问题，确保了BIM模型信息的精准性，降低了后期现场装配过程中的变更，提高了现场装配的精度和质量，节省资金成本及时间成本，大大提高了工程管理效率。

3.3BIM模型建立

BIM模型的构建方式有以下两种：①在获得设计单位所交付的二维设计图后，采用BIM技术构建三维模型，这种方式即重复建模是当前建筑机电工程中比较常见的BIM模型构建方式。②在建筑机电工程设计阶段，即可开始建立BIM模型，在施工过程中，将设计阶段的BIM模型直接导入施工模型中，无需重复建模。但是，需要注意，在这种建模方式的应用中，需做好设计过程和施工过程的软件对接和转换。由此可见，无论采用哪一种BIM建模方式，都应从建筑机电工程规划角度、设计角度以及施工角度出发，对模型数据库的重点进行补充和修正处理，保证数据库的完整性。

结语

总而言之，装配式机电是BIM精益化、数字化制造的体现，本文提出了装配式机电精细化BIM模型控制设计方案，同时结合实际工程进行了应用，通过对装配式机电各阶段的统筹管理，将BIM模型精细化控制工作进行细化分解，利用科学化、信息化、标准化的技术手段，在保证机电系统安装质量的前提下，进一步提高了施工效率，为装配式机电全过程精细化控制奠定了良好的基础。在保证高精度BIM模型的前提下，如何兼顾快速性及模型轻量化，是在实际开发应用中仍需不断探索和努力的方向。

参考文献

[1]何关培.“BIM”究竟是什么？[J].土木建筑工程信息技术,2010,2(3):111-117.

[2]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术,2010,2(4):110-117.

[3]赵艳文.BIM技术在机电装配式工程中的应用[J].安装,2018(12):47-48+51.

[4]杨超.智能建造装配未来深业上城装配式制冷机房建造[J].施工技术,2017,(46):1395-1396.