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摘要：BIM技术在实际机电工程中的应用对工程安装有着非常大的帮助，其三维可视化技术可以很好地在工程前期解决机电安装各种矛盾问题，提高工程施工效率，降低工程成本，提高工程质量。
关键词：BIM技术；三维可视化；机电工程管线综合；机电安装效率
引言
当今BIM技术已经实际的投入到建筑工程中使用，其范围囊括了建筑、结构、钢结构、机电等领域。作为新技术其对现代建筑工程有着非凡的意义，特别是对机电工程安装有着跨时代的意义。BIM的可视化三维技术、优化技术、协调性、模拟性、可出图性对机电专业安装提供了强有力的技术支持；并且施工单位可以利用该技术提高工效，降低成本，优化工程效果，提高施工质量。但是BIM作为新兴技术，在现阶段实际应用中也存在较多问题，需在以后的时间里进一步完善。结合我金融街E9项目机电工程BIM实际应用的情况，对BIM技术的应用进行简单论述。
1、金融街E9项目机电工程概况
金融街E9项目位于北京西城区金融大街E区。总建筑面积约为82128平方米，建筑物高度为55米。建筑使用性质为出租办公楼，地下四层，地上十一层；地下室设有变配电室、冷冻机房、消防泵房、柴发机房。
本机电安装工程包括建筑给水排水、采暖与通风空调、建筑电气。给排水系统含生活给水系统、中水给水系统、污、废水系统、雨水系统、消防水系统及气体灭火系统等。通风空调系统含全空气空调系统、新风加风机盘管系统、VRV空调系统、排风系统、消防排风兼排烟系统、人防通风系统、地板采暖系统等。建筑电气系统含电力配电系统、照明、动力系统和防雷接地系统等。
本工程机电专业系统较多，且主要机房（冷冻机房、变配电室、柴发机房）均分布在地下三层，因此地下室机电管线较多，分布较为集中；且业主要求地下室净空标高较高，机电安装难度较大，要求地下室机电管线必须排布合理，充分利用有限空间。
2、利用BIM技术建模，使得机电管线三维可视化，将传统二维CAD图纸转为可视化的三维模型。
2.1在传统施工中，安装单位在工程开始前，必须利用自身经验加上二维CAD技术，对工程机电管线进行综合排布。在工程工期紧张的时候，往往只能针对图纸中较为复杂的局部进行局部节点大样绘制，对于其他地方只能根据图纸核对标高及各管线相互关系后对安装队伍进行交底，指导现场安装。此种办法，不仅大大耗费了管理人员的管理精力，而且对管理人员技术要求、施工经验都有着较高要求；且此种办法对于施工队的班组长要求也高，往往在实施过程中出现各种想不到的问题，使得安装进程不能顺利发展。
传统CAD深化排布图示意
2.2利用BIM三维可视化技术后，通过建筑模型的建立将传统二维CAD图纸转换为三维模型，使得原来抽象的机电管线变成了可以看得见的，使得整体机电管线的相互关系一下子明了，其不仅提供了实际效果，更可以利用其可视化的效果使得项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。在工程前期，将机电安装过程中可能遇到的问题，如：管线碰撞，建筑净空标高合理最大化，管线预留位置与结构的关系，安装技术难点均最大化的消化在工程实施前期，从而使得工程顺利进行，提高工程施工效率，减少施工成本。
三层及走道空调机房三维示意图地下二层空调机房三维示意图
2.3对于变配电室、冷冻机房、消防泵房等大型设备集中的地方，BIM技术更有其优势，利用BIM技术可以大大提高施工效率，可以合理组织施工。以冷冻机房为例，冷冻机房内一般大型设备较多，包括冷冻机组、冷冻泵、冷却泵、补水泵、分集水器、水箱、水处理器等，其机房内各专业管线较为复杂集中，其中包括送排风机及其风管、配电桥架管线、供回水管道，且各类管线规格较大。在实际安装过程中对于各专业施工顺序的安排，支吊架的排布必须有合理的计划。如果利用传统二维技术，需要专业工程师有着丰富的经验，且各专业工程之间需要耗费较大精力及时间对其进行协调、安排；并且对于施工完成效果的保证也较困难。但是利用BIM三维可视化技术后，各专业工程师对于机房整体性有了可视化的了解，可以充分将各个专业的管线进行排布，制定出有效合理的工作顺序，对于管线支吊架的排布也可以有个整体的考虑。可以将所有专业管线充分考虑后进行共架处理，这不仅可以降低成本，提高施工效率，而且对于机房内管线整体完成效果有所保证。三维图与二维CAD图的对比见下图：
冷冻机房管线三维俯视图
冷冻机房管线CAD设计图1
冷冻机房管线CAD设计图2
3、利用BIM可出图性将三维可视化图转为二维CAD图指导现场施工。利用BIM技术将设计图纸转为三维可视化图后，专业工程师对于工程的整体性，专业之间的关系有了充分了解，对于前期的机电的碰撞问题解决后，并不能对现场劳务队进行指导施工，因为施工队伍不可能带着电脑到现场，工人不可能以电脑作为施工依据，这时需要将调整深化过后的三维图转为常规的二维CAD图，交给施工队进行施工。利用BIM技术转换成的CAD图纸，其直接可以表现出深化标高，间距定位，返弯位置，这版CAD图纸是比设计图纸更准确的施工图纸，其可以更好地知道现场施工。
利用BIM将三维图转为二维CAD剖面图
4、BIM三维可视化技术在机电安装工程中的问题。
4.1BIM三维可视化技术建模前期过程需要投入大量时间及人力，且现阶段其作为新兴技术其软件的成熟度还不够，在建模过程中对于机电管线、设备无法完全与实际的一样，这一点在一定程度上限定了建模的准确性。特别是机电设备种类繁多，各个厂家的设备其大小、尺寸存在较大差异但软件自身的族库无法满足，这一点是需要一定时间来完善的。
4.2BIM三维可视化技术是根据二维设计图纸转换而来的，其建模后的建筑、结构、机电管线数据、安装定位数据是比较理论的，但由于在施工过程中肯定会多少出现一定误差或偏离，如：建筑结构混凝土胀模，砌筑偏差，机电管线安装误差等等，因此其在实际应用的过程中，必须充分考虑到上述因素，不能一味的相信其得出的理论数值。
4.3BIM技术操作人员，需要一定的专业知识及施工安装经验。在现阶段，实际BIM操作人员的实际施工经验是欠缺的，其往往会教条地将设计给的二维图纸直白地建成三维模型。在这种情况下建成的模型是没有实际安装指导意义的，因为机电管线的敷设、安装不仅要按照施工设计图纸的路由施工，还要考虑到施工规范、施工安装工艺、管线（或设备）安装条件限定、施工安装人员操作空间、检修空间、建筑要求标高等等因素。只有综合上述各方面条件后建成的模型才是有意义的，才具备了指导施工效用。而且根据本工程的实际操作经验，无论是传统二维CAD技术的深化应用，还是新兴的BIM三维技术的应用，其在实际指导施工时均是作为参考，想要有一个好的效果，是需要“图纸——现场——图纸——现场”这样一个循环向上的过程。一切还是要以现场为本，以图纸为指导的原则进行安装。
结论
与传统模式相比，3D-BIM的优势明显，利用模型的数据，可以进行各个相关工作。建筑工程与之相关的工作都可以从这个建筑信息模型中拿出各自需要的信息，既可指导相应工作又能将相应工作的信息反馈到模型中。该技术的应用对于工程成本的降低，效率的提高是非常有帮助的。
BIM技术的利用是建筑行业发展的大趋势，是肯定要普及使用的，将来其也将会像CAD一样是每个建筑工程师必会的软件。但要想其能够有效的指导机电工程施工，还需要我们每一个工程技术人员，软件开发人员共同地努力完善，但我相信这一天不会遥远。