1 BIM及智能化系統(tǒng)概述

隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展,、項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大,，智能化系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜,。

如今，在一個(gè)中大型項(xiàng)目中,，智能化系統(tǒng)涵蓋了中央集成管理,、綜合布線、有線電視,、信息導(dǎo)引及發(fā)布,、視頻安防監(jiān)控、入侵報(bào)警,、出入口控制,、建筑設(shè)備管理、智能照明,、能耗計(jì)量及能源管理,、智能會(huì)議等子系統(tǒng)。

擁有如此多的子系統(tǒng),，且每層線槽數(shù)量一般為3個(gè),，地下層甚至?xí)_(dá)到4~5個(gè)，設(shè)計(jì)人員在排布本專業(yè)的管線時(shí)已經(jīng)較為困難,，再考慮到與其他專業(yè)避讓以及施工的合理性,，其設(shè)計(jì)難度可想而知。

傳統(tǒng)的二維圖紙很難將管線的具體排布位置,、設(shè)備各類信息等直觀地體現(xiàn)出來(lái),，很多問(wèn)題都需要在施工階段再去修改解決，而BIM的三維特性很好地解決了這個(gè)問(wèn)題,。

憑借對(duì)機(jī)電各專業(yè)建立的三維模型進(jìn)行管線碰撞檢測(cè),，可以在施工前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)隱患，顯著提升施工可行性與準(zhǔn)確性,。

此外,，從二維到三維的轉(zhuǎn)換過(guò)程會(huì)暴露大量的設(shè)計(jì)問(wèn)題,，BIM技術(shù)的應(yīng)用則可大幅降低傳統(tǒng)模式下二維設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工的沖突，從而減少施工階段的設(shè)計(jì)變更,、返工,。

2 設(shè)計(jì)流程

對(duì)于機(jī)電專業(yè)，一個(gè)BIM項(xiàng)目的一般設(shè)計(jì)流程如圖1所示,。

圖1  設(shè)計(jì)流程圖

2.1 準(zhǔn)備工作

本文中所用的建模軟件是Autodesk Revit,。

如果是首次做BIM設(shè)計(jì)，需要提前建立好自己的族庫(kù),。族是Revit的核心,，其概念類似于CAD制圖中的“塊”，但區(qū)別很大,。

由于智能化系統(tǒng)中設(shè)備種類非常多（如監(jiān)控?cái)z像機(jī),、門禁設(shè)備、各類信息點(diǎn),、控制箱等）,，在建立族庫(kù)的時(shí)候要盡量考慮周全，提前做好準(zhǔn)備,，方便在設(shè)計(jì)階段隨時(shí)載入,。

族庫(kù)準(zhǔn)備好后就可以開始著手建立模型了。在完成軟件環(huán)境設(shè)置后,，加載項(xiàng)目樣板,，啟動(dòng)工作集，創(chuàng)建自己的中心文件,。需注意的是中心文件的命名,，各專業(yè)一定要統(tǒng)一格式，否則在后期鏈接其他專業(yè)中心文件時(shí)會(huì)出現(xiàn)混亂,。中心文件建好之后,，鏈接建筑專業(yè)的中心文件，獲取坐標(biāo),，復(fù)制標(biāo)高軸網(wǎng),，創(chuàng)建平面視圖。

2.2 前期設(shè)計(jì)

智能化子系統(tǒng)非常多,，所以需要按不同系統(tǒng)創(chuàng)建多個(gè)工作集,，由團(tuán)隊(duì)內(nèi)多位設(shè)計(jì)人員協(xié)同作業(yè)。工作集最大的好處是設(shè)置的可見性,，方便協(xié)作,。

例如，設(shè)計(jì)人A想查看設(shè)計(jì)人B繪制的管線,，以免沖突,，A只需在自己的平面視圖中打開B所擁有工作集的可見性即可,，而在平時(shí)的設(shè)計(jì)中，A與B分別在各自所屬的工作集中進(jìn)行設(shè)計(jì),，互不干涉,，這是BIM設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)CAD制圖的一個(gè)設(shè)計(jì)理念。

此外,，與使用CAD相比,，Revit還在以下方面具有優(yōu)勢(shì)。

1）點(diǎn)位布置：BIM的“快”和“準(zhǔn)”的優(yōu)勢(shì)

BIM中設(shè)備的族基本可以分為兩種,，一種是基于面的,，一種是自由放置的。

基于面的族在點(diǎn)位布置時(shí),，需先選擇放置在垂直面（如墻面）,、平面（如桌面）還是一個(gè)自定義的工作平面（如吊頂）上，然后軟件會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)人的選擇自動(dòng)拾取相應(yīng)的面來(lái)放置圖元,。

對(duì)于自由放置的族,，通過(guò)設(shè)定偏移量（即高度），可以將族放置在視圖中的任意位置,，且設(shè)計(jì)人員在放置前可對(duì)該圖元進(jìn)行任意旋轉(zhuǎn)，方便了具有方向性圖元（如監(jiān)控?cái)z像機(jī)等）的布點(diǎn),。

2）過(guò)濾器

Revit中具有一個(gè)功能十分強(qiáng)大的過(guò)濾器,。

利用過(guò)濾器，可以建立各類不同的線槽及導(dǎo)線（如圖2所示）,。

圖2  過(guò)濾器

對(duì)于二維導(dǎo)線,，可對(duì)線的顏色及線型進(jìn)行設(shè)置；對(duì)于線槽,，可設(shè)置各自的填充圖案,，從而區(qū)別出各類不同的線槽。

使用過(guò)濾器還可以過(guò)濾掉一些在視圖中不想顯示的設(shè)備,。例如,，設(shè)計(jì)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)時(shí)，在鏈接的其他專業(yè)的模型文件中有很多設(shè)備的族同屬一個(gè)模型類別,，而設(shè)計(jì)者只想顯示其中的部分設(shè)備,，這樣便無(wú)法在模型類別中關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備的可見性。此時(shí),，可以在過(guò)濾器中建立不想顯示的設(shè)備族的過(guò)濾條件,，勾選掉其可見性即可。

3）線槽繪制

設(shè)定好線槽的尺寸,、偏移量和標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)后,，即可方便地繪制出在過(guò)濾器中建好的各類線槽,。

將兩個(gè)斷開的線槽相連接時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成水平彎通,、水平三通,、異徑接頭等相關(guān)線槽配件（如圖3所示）。

圖3  線槽及相關(guān)配件

此外,，線槽繪制好后可隨意進(jìn)行拖拽,、移動(dòng)，并且可對(duì)連接在一起的線槽統(tǒng)一變更高度,，方便后期的調(diào)整,、修改。

4）標(biāo)注

由于在過(guò)濾器中建立好了各類導(dǎo)線及線槽,，可在視圖中對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)注或批量標(biāo)注,。此外，對(duì)于含有相關(guān)信息的各類設(shè)備,，可以對(duì)標(biāo)注內(nèi)容進(jìn)行編輯,，選擇想要顯示的設(shè)備信息從而進(jìn)行標(biāo)注。

5）剖面

可以在平面視圖中的任意位置創(chuàng)建一個(gè)剖面視圖,，查看設(shè)備高度,、吊頂高度等無(wú)法在平面視圖中直觀顯示的信息。

6）圖紙更新

Revit采用的是同步機(jī)制,，即各專業(yè)的中心文件均保存在統(tǒng)一的服務(wù)器上,，設(shè)計(jì)時(shí)將本地模型文件與中心文件進(jìn)行同步，便可實(shí)現(xiàn)各專業(yè)模型的同步更新,。

7）各專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)

在用Revit進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),，可以采用各專業(yè)互相鏈接中心文件的方式隨時(shí)查看其最新圖紙信息，協(xié)同作業(yè),。

比如,，智能化系統(tǒng)的線槽一般會(huì)與強(qiáng)電系統(tǒng)的線槽排布在同一高度空間內(nèi)，繪制線槽時(shí)把強(qiáng)電專業(yè)的中心模型文件鏈接進(jìn)來(lái),，通過(guò)對(duì)其設(shè)置可見性就可以方便地查看強(qiáng)電系統(tǒng)線槽的位置,。如果管線間有沖突，需及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通,，將線槽合理地排布開,，為后期的模型調(diào)整減少不必要的麻煩。在設(shè)計(jì)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)時(shí),，也可以用這種方法將暖通專業(yè),、水專業(yè)相關(guān)的設(shè)備方便地顯示在自己的視圖中。

另外，在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中,，機(jī)電各專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)盡早確立一個(gè)基本的管線排布原則以減少模型碰撞數(shù)量,，否則后期的設(shè)計(jì)修改及調(diào)整的工作量會(huì)非常大。

2.3 碰撞檢測(cè)

機(jī)電各專業(yè)的模型建立好后便可進(jìn)行碰撞檢測(cè)了,，這時(shí)需要用到Navisworks Manage軟件內(nèi)部的Clash Detective功能,，設(shè)置好碰撞規(guī)則，便可以對(duì)各專業(yè)導(dǎo)入進(jìn)來(lái)的模型文件進(jìn)行碰撞檢測(cè),。

通過(guò)軟件顯示出的三維碰撞結(jié)果（如圖4~5所示）可以直觀地看出管線碰撞位置及碰撞原因,。

圖4  高亮顯示的碰撞結(jié)果

圖5  碰撞結(jié)果

2.4 深化設(shè)計(jì)

完成各專業(yè)間模型碰撞檢測(cè)之后，尋找建模失誤或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問(wèn)題,，生成碰撞報(bào)告,。

碰撞一般分為硬碰撞和軟碰撞。硬碰撞指的是兩物體在空間中有所重迭而發(fā)生碰撞,，而軟碰撞則是指兩物體在空間中雖未因重迭而發(fā)生碰撞,，但考慮到維修需求或施工上的合理性，必須要保持一定的空間距離卻未能滿足,。

各專業(yè)負(fù)責(zé)人結(jié)合三維模型及碰撞報(bào)告協(xié)商確定出準(zhǔn)確的管線綜合調(diào)整原則,，指導(dǎo)進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)。

在此階段,，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員需密切配合,，對(duì)模型中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，使模型深度及完備性符合相關(guān)要求（一般需達(dá)到LOD300標(biāo)準(zhǔn)）,。

對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整時(shí)應(yīng)注意以下基本原則：1）明確凈高目標(biāo)及吊頂方式,；2）遵循統(tǒng)一的管線間距控制原則；3）明確管線避讓原則（如臨時(shí)管線避讓永久管線,、小管線合理避讓大管線）；4）滿足規(guī)范要求,，保證各種管線的整體合理性,。

2.5 最終出圖

在最終模型得到業(yè)主確認(rèn)后，便可以根據(jù)該模型出具最終二維圖紙,。Revit具有多種輸出方式,，可批量導(dǎo)出PDF或各種版本的DWG文件。

在前期設(shè)計(jì)階段由于業(yè)主方要求或?qū)徍藢彾ㄐ枰?，可能已?jīng)出過(guò)幾版圖紙,，但經(jīng)過(guò)碰撞檢測(cè)之后的模型調(diào)整，很多線槽位置均有偏移且高度會(huì)有變化,，所以需要結(jié)合最終的三維模型調(diào)整平面圖紙,，標(biāo)注線槽翻彎節(jié)點(diǎn)高度及位置，重新連接偏移的管線。以上做法能保證圖紙的準(zhǔn)確性,，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工起到指導(dǎo)作用,。

3 未來(lái)展望

在過(guò)去的20年中，隨著CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,，使建筑師,、工程師們從手工繪圖走向電子繪圖，設(shè)計(jì)效率提高了十幾倍到幾十倍,，大大縮短了設(shè)計(jì)周期,，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

BIM技術(shù)作為繼CAD后出現(xiàn)的又一重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),，憑借其全新的設(shè)計(jì)理念,、更高的信息化、強(qiáng)大的三維特性,，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)建筑行業(yè)的信息革命,。

BIM在我國(guó)發(fā)展至今，仍存在不少問(wèn)題,，如在實(shí)際施工當(dāng)中與BIM模型的契合度并不高,。原因在于：一方面受交叉施工工序影響，沒有完整的工作面來(lái)實(shí)現(xiàn)模型,；另一方面受其他專業(yè)變更影響,，如土建二次墻體更改會(huì)影響機(jī)電管線路由走向。此外,，還有諸如規(guī)范不健全,、相關(guān)設(shè)計(jì)軟件本土化不理想等問(wèn)題。但BIM越來(lái)越受到國(guó)家的重視,，相信BIM技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)會(huì)越來(lái)越成熟,。充分發(fā)揮BIM技術(shù)在智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，擺脫以往管線排布僅停留在二維圖紙上且多以示意為主的表達(dá)方式,，將使智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到一個(gè)新層次,，為后續(xù)施工帶來(lái)極大便利。

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