BIM在建筑设备中的应用探讨
平头男儿
2018年11月14日 11:10:26
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  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。



  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是建筑信息模型(Building Information Modeling)的简称,是一种在原有CAD技术基础上发展起来的一种多维模型信息集成技术[1]。它是继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。
来源:中国知网


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