BIM技术在设备用房的应用研究

吕 艳

(福建省建筑设计研究院 福建福州 350001)

BIM技术在设备用房的应用研究

吕 艳

(福建省建筑设计研究院 福建福州 350001)

基于Revit的BIM软件，以某办公楼的设备用房(泵房)为例，论述了BIM技术在设备用房设计、施工、数字化制造的应用。

模型；参数；项目样板；精准设计；可视化

0 引言

建筑物的设备各系统是建筑工程的中枢系统，类似人体的血液传输、神经等，为居住者提供传输、流通、舒适、安全的环境，赋予建筑工程“生命力”，在建筑工程中扮演着举足轻重之角色。

机电系统种类繁多，各种管路、设备布置方式各有其独特性，设置地点遍及建筑物各处，广泛而复杂。设备机房作为建筑物的“心脏”，设计施工安装有很大的难度，利用BIM技术的可视化等特点，实时校验设计成果、施工交底可视化以及利用BIM技术的数字化制造，既能确保设计与安装的准确性，提高施工安装成功率，减少返工、降低损耗，提高项目的建造品质，减少工期，又为项目节约了大量的资源。

本文以某工程的泵房为例，对BIM技术在设备用房的应用进行探讨。

1 设计前期准备

在项目开始设计前，完善项目所需的族库和设定好的样板文件是必不可少的。它可以提高工作的效率，亦提高出图的质量。

1.1 族库准备

Revit中的所有图元都是基于族的。族包含模型类、基准类和视图类。对水专业来讲，模型类的族就包含设备(泵、卫生器具等)、管道、阀门等各类实体，基准类的族指轴网、标高，参考平面和参考标高，用来定位用；视图类的族包含注释(文字注释、尺寸标注等)和详图(填充区域、线等二维图示)，“族”是Revit 中使用的一个功能强大且重要的概念，有助于更轻松地管理数据和模型的修改[1]。

在族库准备时应做以下准备工作:

①建立常用元件需求数据库；

②搜集设备元件的样本资料；

③确定文档存储规则，便于团队的调用。

在制作模型类族时，根据设备厂家提供的设备技术参数资料，制作设备、管件等族，使用Revit软件建立族库。以卧式给水泵为例，选择机械设备族样板，塑造设备的外观,如图1所示；对泵族的尺寸、流量、扬程、转速、用电功率等进行参数设定，如图2所示。通过参数化的调整可自动生成不同技术参数的泵族，方便工程的使用，添加管道连接件，设定好流量、系统分类等参数，在族载入工程项目与管道系统连接。

图1 卧式给水泵三维视图

图2 族类型参数表

图3 管道类型尺寸设定

1.2 项目样板准备

项目样板就是一个模板，里面预先制作了一些设置，样板里面可以预先设置一些视图属性，载入一些该工程需要的族、符号线、标注符号等。不同的专业、不同类型的建筑甚至不同标准要求都需要制作不同的样板，保存样板以后，下次新建的项目，就可以利用此样板，不需要重复修改参数设置。因此，要做好一个项目，好的样板文件是必不可少的。

载入各类设备、管道、管件、管箍、支吊架等模型类族、视图类族进入项目样板，在项目样板内设定各类管道系统，根据管材产品标准及国家标准设定工程管道(如镀锌钢管、无缝钢管等)的公称直径、内径和外径等参数，调用所需的管材，设定管道类型，如图3所示。设定满足工程使用的项目参数、共享参数、视图样板等，完成项目样板的制作。

2 精准建模，协同设计

新建项目，选取设定好的项目样板进行建模设计，在设计过程可实时生成三维视图校验设计成果，确保设计的准确性。建筑工程包含建筑、结构、水暖电等多个工种，设备管道多而复杂，传统的CAD设计模式，各专业各自设计，协同合作困难，在工程设计中，设备与建筑、结构，设备与设备各系统间经常碰撞交叉，传统的CAD设计模式各专业很难配合到位，出现的问题较多。运用BIM技术，各专业的图纸可链接在一个平台上协同设计，运用三维碰撞检测功能，生成碰撞报告，根据碰撞报告的ID检索工程的碰撞点，进行管道空间布局优化[2]，如图4所示。

图4 三维碰撞检测后，空间布局优化

图5 管道协同开洞，穿墙套管三维示意图

在与墙体或楼板等交叉的地方，利用BIM技术在墙体或楼板内精确预留孔洞，设置预埋套管，如图5所示。

3 出图指导施工

经过三维碰撞检查、净高优化、三维实时漫游检查后，确定设备、管道的标高、位置，设置支吊架、管箍等，进行施工图的深化设计。传统的CAD设计平面、立面、剖面等通过画不同的视图来表达。水专业设计人员有个“平面到立体”阅读和还原过程，同时还需要整合结构梁高和位置的信息，在遇到项目复杂、工期紧的情况下很容易造成三维信息的割裂与失真。基于Revit的BIM技术，通过视图过滤器对各系统的可见性进行控制，从BIM模型导出各专业(给水、喷淋、风管等)平面图指导施工，不同的视图从同一个模型中得到，按专业导出给水、喷淋、风管等平面图，对施工难度大的部位导出剖面图、三维详图、局部大样图，如图6～图7所示，对设备及管道等进行准确定位。

图6 泵房剖面2-2

图7 泵房局部三维视图

4 施工模拟、可视化施工技术交底

不同于传统的成百上千张的蓝图图纸施工技术交底，BIM模型可以生成可视性强的实时漫游模型，在虚拟建筑场景中，无死角的核查图纸，在施工中，做到“所见即所得”，真实地感知设计成果。

设计的精准意味着施工的精准，减少安装错误及返工，运用BIM可根据需要生成各施工难点的平、立、剖面及局部三维视图，有利于施工人员理解设计师的意图、“按图施工”，提高工程安装质量。

因BIM模型的参数信息化特点，在三维模型中，不仅可以检查设备、管道的空间关系，选中每个设备、管道还可查阅其技术参数。对有碰撞或不合理的地方进行注释，并显示提交设计合理性修改，如图8～图9所示。

图8 泵房上空管道局部渲染

图9 泵房设备管道精准布置

5 数字加工制造

随着BIM技术的发展，精细的管道模型应用在工厂化预制，精准化的模型转换为预制加工模型，运用预制加工软件自动分段设置综合支吊架，导出预制加工数据，生成含二维码的材料清单、导出支吊架放样点、生成三维安装示意图等，将材料清单输入到管道自动化生产线自动化生产，进行二次加工后，生产出与BIM模型高度契合的管道、管件成品；质量验收后，粘贴二维码运至施工现场；运输至现场后，扫描验收录入物资管理系统，根据二维编码运至模型指定的位置。在施工安装现场，采用测量机器人放样定位，实现高效精准的安装。

管道系统的加工与现场安装工作的分开，意味着更加合理的工作界面的划分、人员机具配置合理分配，更高质量的预制件产品和更大的经济效益的安装模式的形成，而这一模式符合当前绿色节能、低碳环保的发展需求，未来也将成为建设行业发展的主要模式。从某种意义上讲，BIM技术就是建筑工业4.0。

6 造价管理

BIM模型具有参数化和信息化的特点，模型中每个设备、管道、管件、支吊架等都具有其准确的技术参数，通过明细表材料表可分楼层、分系统或全工程精准统计工程量清单，与传统的工程量计算相比，具有高效、准确等优势，特别是在二维图纸很难表示弯头、三通、支吊架等配件上能做精确统计，对工程造价管理做到准确把控。

7 运行维护管理

项目施工完成后，根据项目安装施工及设备的使用情况，在BIM模型的每个设备族录入设备的技术参数，生成竣工模型， 用于工程后期的运行维护管理。项目的运维管理人员可对项目中的任何构件实时查询，在BIM技术的开发运用中，运用互联网技术，项目设备中的实际运行参数将于BIM模型对接，比如运维管理人员可在管理中心通过BIM模型可查询压力表的读数，对阀门启闭进行控制等。

8 结语

综上，BIM技术在设备泵房的应用，解决了传统设计中专业协作难，管道布置碰撞造成施工难度大、管道弯头众多工程量清单计算不准确、传统二维图纸可视化性差等难题。

社会在进步，科技在发展，粗放式的设计施工必将被集约化、流水线化的设计施工所取代，BIM技术在精确设计、准确施工、提高效益等方面发挥了巨大作用，设备用房的设备、管道交叉多而复杂，BIM技术的应用显得尤为意义重大。

[1] Autodesk Asia Pte Led.Autodesk Revit 2015机电设计应用宝典[M].上海：同济大学出版社，2015.

[2] 李云贵.建筑工程设计BIM应用指南(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.

Application of BIM technology in equipment room

LVYan

(Fujian provincial architectural design and research institute,Fuzhou 350001)

Based on the Revit software of BIM, the application of BIM technology in the design, construction and digital manufacture of the equipment room is described with an example of the equipment room (pumping station) of an office building.

Model；Parameter；Model；Precise design；Visualization

吕艳(1984.10- ),女，工程师。

E-mail:757550122@qq.com

2017-04-25

TU731.5

A

1004-6135(2017)07-0143-04