BIM技术在建筑设备及管道设计中的应用研究

严传虎

（河南四建股份有限公司）

1 引言

随着我国经济的快速发展和科技的不断创新，BIM技术在不同领域都得到了很好的应用，革新了传统的工作模式，提高了工作效率。BIM技术将计算机仿真技术、计算机辅助设计、计算机科学技术、计算机图形学及虚拟现实技术等内容相结合，从根本上改变了传统建筑行业的工作模式，可以更加直观且全面地表达建筑工程的施工状态。

2 BIM技术概述

2.1 BIM技术的概念

建筑信息化模型的英文全称是Building Information Modeling，是一个完备的信息模型，可以将工程项目在全生命周期中各阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，便于工程各参与方使用[1]。通过多维度数字技术模拟建筑物的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调且内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工一体化，使各专业协同工作，从而降低工程成本，保障工程按时按质完成。

2.2 BIM技术的特点

BIM技术作为一种全新且成熟的工程理念和行业信息技术，正被应用于建筑领域的规划、设计、施工、协同、运营和维护等一系列程序中。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性以及一体化性等重要特点。

2.3 BIM节能技术的优势

建筑设备利用BIM技术进行节能设计的优势主要体现在以下几个方面：

1）直观设计意图，利用建筑信息化模型技术创建虚拟设备模型，通过二维视图、3D视图和全方位立体视图等形式表达，在设计过程中可从多方位角度修改设计选项；

2）自动生成各类图表，通过建立建筑信息模型，BIM可以精确地绘制设备的施工图、文件和图表，并生成相应的图纸，BIM不仅可以生成静态的图纸，还可以生成动态和多维度的建筑虚拟模型；

3）数据同步，BIM的数据会在数据库中自动更新，是因为BIM平台建立在数据库建设的基础模型之上，所有的变化和编辑都基于同一个服务对象，数据和图纸会根据修改的地方做出相应的调整，进而达到数据同步的效果；

4）协同能力高效，BIM云平台针对业主、设计院和施工方设计了不同的登入端口，有利于不同主体之间的信息共享和各专业的协同，减少各主体之间的信息矛盾，缩短建筑工期，加强建筑质量，通过BIM云平台，将施工现场任务发送至相关工作人员，所有的主体单位都可以实时了解现场的施工情况，提高了施工的安全性；

5）多元化的模拟分析，BIM技术变革了传统的二维图纸形式，通过建立BIM模型直接提取施工单位需要的各项数据，导入仿真分析软件进行全方位的分析，利用BIM的多维度施工模拟功能，施工方可以按照施工计划进行模拟，进而发现问题，解决问题，完善施工计划。

3 BIM技术在建筑设备及管道设计中的应用

3.1 碰撞检查的应用

传统的建筑设备工程设计中，只能利用CAD二维图纸中的简单图元表达建筑构件的信息，而实际的构件信息和各构件之间的空间联系只能由建筑设计人员自行想象。但在实际施工过程中，利用传统设计模式进行管道布置时，设计部门多，管道类型多，极易出现管道碰撞、工期冲突和部门协调不到位等问题，进而严重影响建筑施工的进程。利用BIM直观设计图的特点，减少因碰撞产生的材料损失。BIM直观设计图主要应用在大型公共建筑中，将复杂的管道设备通过BIM技术直观地体现出来，导入模拟软件进行碰撞检查，减少在施工阶段可能存在的错误，优化管道排布路线，完善施工计划。

3.2 施工过程中的应用

BIM技术在工程施工过程中有以下几点应用：

1）利用BIM技术创立各部门需要的模型，通过碰撞检查后，根据具体情况调整机电安装三维模型，使其生成二维和三维图形，并应用于实际现场施工中；

2）设计管线通过BIM技术进行排布计划后，通过BIM模型使用软件导出具体的预留洞口报告，现场施工人员结合报告，核对模型的预留洞口，从而调整实际施工的流程，与此同时，利用BIM技术排查超出限定高度范围的构件，及时发现结构高度过低或过高的方位[2]；

3）利用专业设计软件，使其根据管道的走向自动排布符合安装要求的支吊架，并自动生成详细的安全检验书；

4）利用BIM技术可进行直观的技术交底，项目参与方在三维设计模型中，可以及时提出并解决问题，设计单位也可以形象地展示施工过程中需要注意的技术难点，这种全方位的技术交底更为直观；

5）建造虚拟模型，利用BIM多维度可视化的特点，按照重要的施工方案建造虚拟模型，通过召开技术会议，项目参与方对虚拟模型进行讨论，优化方案，另外，利用BIM技术可以将施工过程以动画的形式展示出来，从而尽早发现施工方案中存在的问题。

3.3 高效协同中的应用

在传统建筑建造过程中，通常是在结束现阶段施工后，才着手准备下一阶段的工作，这种现象在当前的建筑设备工程管理中越来越突出。例如，项目建设周期长，项目各参与方难以协调，导致施工进度缓慢，从而造成资源与时间的浪费。项目参与方可以通过BIM云平台及时发现问题，并与设计部门及时交流沟通，从而使项目参与方与设计部门形成一个科学合理的协作模式，进而提高项目的协同合作能力，解决信息共享缓慢的问题，避免施工过程中因各种矛盾造成的工期缓慢问题。

3.4 预留孔洞中的应用

在传统建筑建造过程中，需要预留孔洞以保障后续的建筑施工的便捷性和有序性。现阶段，建筑孔洞预留离不开技术与设备的支持，不仅需要科学的设备，还需要利用BIM技术对管道穿墙板洞口和风井开口等孔洞的具体施工情况进行规划设计。BIM技术可以在极大程度上避免预留洞口错位和缺失情况，还可以及时处理和避免孔洞连接不畅的问题，进而保障实际预留孔洞的质量与效果，提高施工效率。同时，在建筑工程施工过程中，剪力墙在后期开孔难度较高，并且存在一定的开孔计算错误和重新定位开孔的情况。因此，剪力墙在后期开孔施工时，需要计算好开孔位置和开孔尺寸，以免造成实际施工工期需求时间过长，最终影响后续建筑施工和施工质量效果。可见，在剪力墙的后期开孔施工中也应合理应用BIM技术，通过三维模型的方式不断调整管线定位，进而确定正确的管线位置。

4 结语

BIM技术在建筑设备及管道设计中的应用是推动建筑节能的需要，同时也是促进我国建筑全面发展的需要。本文主要围绕BIM技术的特点，注重对BIM节能技术优势的应用，进而更好地提升建筑施工质量，这对BIM技术在建筑设备及管道设计中的应用改革和创新具有重要意义。