BIM 在建筑设备中的应用探讨

Huangw

BIM 在建筑设备中的应用探讨

发布时间：2016年09月19日         来源:中国知网

摘要：建筑设备主要包括给排水、电气、暖通系统，是一个建筑能否发挥作用的关 键因素。随着人类对建筑要求的不断提高，建筑设备系统日趋庞大，管线复杂， 目前二维的 CAD 难以满足设计要求，而且各专业往往单独设计，分班组施工，从 而导致管线协调难度大，施工过程调整管线的情况经常发生，大大降低了工程质 量，甚至终影响建筑的使用。

建筑设备主要包括给排水、电气、暖通系统，是一个建筑能否发挥作用的关 键因素。随着人类对建筑要求的不断提高，建筑设备系统日趋庞大，管线复杂， 目前二维的 CAD 难以满足设计要求，而且各专业往往单独设计，分班组施工，从 而导致管线协调难度大，施工过程调整管线的情况经常发生，大大降低了工程质 量，甚至终影响建筑的使用。针对以上问题， BIM 平台能够构建建筑设备专业 的信息模型，将各专业模型整合到同一建筑模型，后利用计算机协调管线并模 拟施工。

1、BIM 现状

BIM 是继 CAD 之后出 现的建筑领域的又一重要的计算机应用技术。BIM 在 20 世纪 80 年代前后被提出， 它是信息化技术、数字技术与建筑发展到一定阶段的必然产物。BIM 技术是通过 软件，组建建筑各专业的信息数据库，把过去二维设计提升到三维可视化建模， 在建筑全生命周期为所有参建单位提供准确、便捷、有效的决策支持，其具有可 视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。

我国的建筑业信息化起步较晚，目前只有在局部发达地区的少量建筑进行推 广应用，在很多的建筑业的相关单位，特别是在设计单位，对 BIM 技术还没有正 确认识，尤其是现阶段，建筑市场整体下行，设计单位内部管理水平落后，专业 化水平低，与国际市场存在着较大差距等，严重制约了 BIM 在我国的应用与发展。 反观欧美，美国是较早进入建筑业信息化研究的国家，发展至今，BIM 研究与应 用均已走在世界前列。BIM 技术作为科学发展向前的产物，相对于原有技术而言， 它必然具有明显的优势。

2、BIM 在建筑设备中的应用

建筑工程设备管线按专业划分主要包括建筑给水、污废水排水、雨水、中水、 消防喷淋、消防栓管道、强电、各种弱电、通风、空调、供热、燃气供应等，管 线种类繁多，布置错综复杂。在设计阶段，由于种种原因，设计单位往往不会充 分考虑各专业的管线碰撞，因此会给现场施工带来极大困难。碰撞检查是 BIM 应 用广，为人所熟悉的技术手段之一，除此之外，BIM 在建筑设备领域还有其 他一些独到技术。

2.1  碰撞检查

利用 Revit 碰撞检测，可以通过计算机检测出已建模型中管线碰撞的定位及情 况[2]，碰撞类型主要分为硬碰撞、间隙碰撞、单专业碰撞检查、多专业综合碰撞检 查等。设计人员在获得碰撞信息后，可根据小管避让大管、有压管避让无压管等 原则适当对管道进行平移或绕弯，预测管道交叉重叠较严重的薄弱位置并对其进 行事先调整，加快各专业人员解决问题的效率，提高施工质量，减少施工管理成 本。

2.2  管线定位

在施工前调整完成的模型，对各专业管线进行精确定位，将每一条管线的特 征数据反馈到施工图纸，对现场施工进行切实指导。无论哪一个专业施工班组进 场施工，都可以结合模型对本专业管线进行定位，获得数据，按图施工，既能高 质量完成本传业任务，又能不影响其他施工班组进场施工。

2.3  预留洞口

建筑设备中的预留洞口主要包括管道穿墙板洞口、风井开口等，由于施工过 程中，土建与设备专业分开施工，交流连接不畅，因此会造成预留洞口错位、缺 失等现象，造成重新的定位、开洞的损失，特别是剪力墙后期开孔是每个结构人 员的梦魇。在 BIM 及其二次技术中，经过三维模型调整后的管线定位，对楼板和 墙体的预留洞口进行精确定位，加以尺寸标识，并将其反映在图纸当中，形象直 观告之土建施工人员，避免工程损失。

2.4  系统生成

建筑设备专业要求具有相应系统图，传统二维设计软件虽有系统自动生成功 能，但错漏较多，需人工进行大量的校正修改，工作繁琐。BIM 技术中，建筑模 型共享，设备管线精确定位，因此其自动生成的给排水、暖通专业系统图准确率高，修改量少，纵向管线系统还可在三维模型中直观展现。电气设计中，由于标 准模块增多，图例识别程度高，因而自动生成的电气系统实用性强，若加入二次 设计开发，系统图应可实现负荷检查、选型匹配安全检查等功能。

3、存在问题及思考

BIM 技术作为可取代 CAD 的下一代计算机辅助设计技术，其重要性及应用前 景毋庸置疑。然而，BIM 技术在中国的应用与其地位并不相符，以其在建筑设备 中的应用为例，笔者认为其尚应解决以下几个问题：

3.1  标准化问题

与传统二维设计软件不同，BIM 数据将应用于建筑的全生命周期，因而 BIM 的数据必须标准化、通用化，依靠少数几个厂商所提供的数据是不可靠的。BIM 自身的数据标准日趋成熟，美国也提出了 NBIMS 标准，然而要让 BIM 在中国顺利 应用，我们不但要研究学习国外标准，更要建立自己的标准，这不但有利于数据 在建筑全生命周期的使用，更有利于技术的二次开发和实际应用的拓展。

以电气照明设计为例，过去 CAD 软件中采用的是某欧洲灯具厂商的数据，现 在加入了国内外四五家其他厂商的数据，这种以某几个厂商的数据作为设计的标 准的方法显然是不可取的，对其他厂商也不公平。国家应该出台行业标准，规范 生产产品，并将标准数据与 BIM 技术对接，避免重蹈覆辙。

3.2  现场协同工作问题

现在很多高等院校、研究机构都在针对多专业、多单位的协同工作作深入研 究探讨，并形成不少具体的方法或标准。目前，BIM 技术主要在建模阶段使用， 在可行性研究、施工、后期维护等阶段用得较少，所谓的协同只是存在于理论当 中，究其原因，笔者认为是其他人员觉得 BIM 技术对其并不适用，因为不同企业 的需求不一样。以水泵施工人员为例，现场只需按图施工，如有疑问，一般采用 告之设计工程师—查找相应规范标准—施工变更单—现场施工的模式，流程繁琐， 延误工期，现阶段的 BIM 应用对此并没有实质性的改变。

既然 BIM 作为一个数据 平台，笔者认为各参建单位要实现线上数据共享，如水泵安装过程中，施工图集 标准应统一编号，并在专业建模中引用，现场施工人员根据编号直接在线上调取 图集进行指导施工，甚至模拟施工。再如，水泵施工人员若对图纸有疑问，可在 BIM 数据平台与设计建模工程师直接沟通，形成再修改—施工的简单模式，简化 施工变更流程，缩短施工工期。

3.3  模式问题

近几年，我国在 BIM 的推广应用上面陆续推出了一系列的纲要文件，比如住 房城乡建设部 2011 年颁布的《2011-2015 年建筑业信息化发展纲要》对建筑行业 信息化作出了全面规划，并对实施作出了指导，如企业信息化建设、信息平台系 统等，然而这并没有给 BIM 的应用带来高速发展，相关工作还只是停留在文件、 概念层面。BIM 技术只有在我国的局部发达地区的少量建筑进行推广应用，没有 形成一种成熟的成功模式进行全面推广应用，当然所有模式不可能做到尽善尽美， 这项工作需要大量实际工程和研究才能探索出来，即使在国外也是如此。我们国 家的相关制度与法律法规与国外不尽相同，不能简单照搬，必须脚踏实地，扎实 工作，创造出适合我们国情的应用模式进行推广，以此推动 BIM 的应用。

4、结语

无疑，BIM 技术在建筑设备中的应用可以极大地提高生产效率，节约成本， 符合智能建筑要求，为可持续发展模式。同时，BIM 技术在应用过程中，也有其 不足之处，若能完善 BIM 技术标准，加大 BIM 本土化的技术研发，有效解决各参 建单位的协调作业等问题，将大大加快 BIM 技术的应用。 总之，BIM 技术是建筑设备专业发展的主流方向，未来必将拥有更广阔的发 展空间，各单位在工作中应主动学习并使用 BIM 技术，力争走在建筑行业发展浪 潮的前列。