BIM助力机电综合设计

1.传统机电设计的现状
随着社会的进步，人们生活水平质量的提高，对建筑的要求越来越高，对建筑的安全性、智能性、舒适性和美观等方面有了更高的要求，促使机电的系统越来越多，管线种类也很复杂，特别是一些大型的商业综合体项目，如笔者参与设计的一些万达广场之类的项目，这些项目中的给排水、电气、暖通、弱电智能化等管线更是种类繁多且复杂。传统的机电设计一般由给排水、电气、暖通三大专业各自进行自身专业的专项设计，从各自专业专项设计来看，各大设计院从各自专业技术上基本已经把各自专业设计能做到的东西做到了一个极致。但在机电综合设计方面考虑较少，特别是机电管线综合设计，基本上是留给施工单位自己去解决，当然大型施工单位也会大概做一些管线综合，但一些小的施工单位没有经验，直接按图施工，在后期安装过程中会出现不少的拆改，造成成本的浪费，这些情况基本是普遍存在的。众所周知，设计行业的竞争日趋激烈，甲方对工程设计质量要求越来越高，对成本控制越来严，机电专业如何在这日趋激烈的竞争中如何赢得市场，赢得客户，在笔者看来传统的机电设计已经逐渐不能与客户的高要求相匹配了。机电专业想要在各自专项设计中展现出与其他设计团队一些差别和优势已经是非常的困难。笔者认为从机电综合设计入手，加强机电专业的协同设计和整合，在设计阶段加大对机电管线的综合的投入是不错的突破口。
在传统机电设计中，有些设计团队采用了传统的CAD模式来做机电综合设计，也取得了一定的效果，但有其局限性。笔者经过这几年对BIM的研究与运用，认为BIM在机电综合设计中有其独有的特点，下面就谈一下BIM在机电综合设计中的应用。

机电综合设计模型

2.BIM在机电综合设计的应用
a.协同设计
传统的设计模式下，机电的协同设计一般是土建专业向机电专业主要基于传统CAD平台提资，机电专业各自引用参照土建图纸进行各自的专项设计，机电各专业除了必要的提资，基本无其他协同设计，导致最后设计的机电管线大量的上下平行重复布置。在BIM协同设计中，机电专业在一个模型中，各大专业都可实时看到其他专业管线的布置情况，这样就可以很大程度上避免管线的大量上下平行重复布置，提高机电综合设计质量，在提资阶段，BIM协同设计也可以发挥其独特的优势，CAD只是一个绘图工具，无法加载太多的附加信息，于是机电专业需专门为结构专业提荷载、给排水和暖通向电气专业提用电负荷等。BIM模式下，所有信息都在模型中汇总（例如水泵、风机的电量、质量、尺寸）跨专业可以直接读取，电气可直接点击就能获得相应的参数，无疑是提高了协同设计的效率和准确性，甚至可以预见以后随着BIM软件的发展暖通专业的风机电量修改后电气专业的符合计算可以实时更新。

   
      水泵和风机参数                              
所有专业围绕着一个统一的模型，一方面简化了工作模式，另一方面也强化了协同的有效性和联动性，另外目前各大设计院采用的基于CAD平台的网络协同设计，采用的是相互引用参照的方式，在重新加载图纸之前，别的设计人员作的修改并不能实时反映，并且由于引用的图纸其实是一个大的块，其中各个图元的信息无法直接读出，影响信息的传递。而BIM模式下由于是在同一个模型中工作，机电设计人员可以实时观察到其他专业设计人员的修改，给协同设计带来了质的飞跃。

b.机电管线综合
传统的机电管线综合，基本是通过画出管线复杂处的剖面来了解此处存在的问题，而BIM模式既可以将机电设计人员从繁琐的画剖面的过程中解脱出来，又可以将管道综合后的净空高度直接反应出来，以满足净高的需要。在BIM模式下，机电协同设计势必会发现管线间的碰撞，因为三维直观的管道系统反映的是管道真实的空间状态。碰撞一眼就看到了，这是无法避开的事实，那就促使你不得不把碰撞调开，从设计阶段就要把基本的管线综合做了，给施工单位提供一个参考，提高施工单位管道安装的成功率，同时减少后期拆改，节省成本，使客户满意。设计师既可以在绘图过程中直观观察到模型中的碰撞冲突，又可在绘图后期利用软件本身的碰撞检测功能或者第三方软件（如Navisworks）来进行硬碰撞检测，发现设计冲突，及时进行调整和修改。下图是笔者所在团队运用BIM技术在某万达广场地下室管廊机电管线综合设计的成功案例。


                      综合管廊现场

                      综合管廊模型
c.可视化设计
   传统的设计模式下，土建专业向机电专业提资时主要基于传统CAD平台，使用平、立、剖等三视图的方式表达和展现。机电专业设计人员有个“平面到立体“阅读和还原的过程，同时还需要整合结构梁高和位置的信息。BIM的“所见即所得”具有先天的直观性和实时性，保证了信息传递过程中的完整与统一，设计人员可直观的看到建筑的门窗，楼梯，结构的梁柱，在进行机电设计的时候可直观的看到管道是否穿结构的梁或是管线经过楼梯平台下方高度是否有问题等情况。利用可视化可有效的帮助机电专业在设计中规避原来二维设计中容易出现的细节问题。

3.BIM在机电综合设计应用中存在的问题
通过以上可以看出BIM在机电设计中有其独特的特点，但是目前BIM应用也存在一定的问题，如制图效率不高，各种BIM制图软件之间还没有很好的打通，机电设备构件缺少，BIM设计还没有形成统一的满足施工要求的设计标准等。同时目前工程设计流程不论是政府审查，审图单位审查，均是要求用二维蓝图，而BIM软件生成的二维图纸功能较弱，需二次深化等。

4.扬长避短，在发展中提升
虽然BIM在发展过程中还有一些问题，但是随着软件技术的进步，我相信这些问题都能慢慢解决，目前我们至少可以利用其长处如文中笔者提到的几点应用，取其精华，去其糟粕为我们的机电设计锦上添花，提高机电设计的行业竞争力，随着行业的发展，机电各专业间势必进一步整合资源，前期加强机电综合设计的投入，必能打造出精品机电。
来源：基准方中