傳統的機電設計，是在繪製工程圖紙。首先要滿足業主的使用要求，其次是要符合行業的規範要求，當然同時要滿足工程製圖要求。工程製圖要求其實也是規範標準，所以，總體上就是業主和規範兩個方面的要求滿足了，設計就算是合格的設計。

但是，目前的機電設計規範都是基於二維設計市場制定的，而且基本上是以單個專業為背景製作的。作為指導建築設計內容的《建築工程設計文件編製深度規定》(圖1)共88頁內容，除了在建築總圖中提到了需要「管線綜合」外，其他幾個機電專業均沒有提到施工圖設計需要管線綜合，那麼，沒有經過管線綜合的設計圖紙是否能夠進行施工？答案是否定的。既然不能施工，那麼施工圖是否就不合格呢？答案卻是「合格」。因為，各專業圖紙，按照上述深度規定，是完全符合國家頒布的施工圖設計深度規定的要求的。這就形成了一個建築業最尷尬的局面：設計院提交「合格」有法律效力的施工圖紙，施工企業卻不得不使用只能作為洽商單歸檔的「落地」的深化圖紙進行施工。

圖1 傳統設計習慣下的設計標準

看來，機電設計師多年的二維作圖習慣要改了。這是從二維作圖過程向三維虛擬建造過程的轉變。設計師的繪圖畫面的配置也要發生改變，不僅僅是界面功能、圖標和鍵盤操作的改變。實際上也是設計工程師由經驗主義主導設計變為由虛擬的現實主義指導設計；由憑經驗想像轉變為憑可視構件來判斷空間的合理性；由各個專業開協調會改為通過軟體協同，解決空間協調問題；由二維圖層、顏色、線型來區分圖紙的內容，擴展為由構件信息來判斷物體形體大小、系統關係、所處空間位置等；設計資料由施工藍圖和CAD的分散式存檔，變為互聯網思維的大數據共享，設計後的數據即使想丟失都難。

BIM為我們提供了一種表達設計意圖的新手段，即通過創建一個三維模型，並添加相應的信息，使設計師更快、更高質、更充分的表達設計意圖，減小設計事物的風險、提高設計質量。而傳統的二維圖紙能夠傳遞的信息只有圖層、顏色和線型，受到二維設計軟體的限制，機電設計只能依靠約定俗成的圖例來傳遞一些只有專業人員懂得的工程信息，圖例以外的其他信息都需要設計師通過手動標註來實現。二維圖紙的製作即使有標註的規則，也是靠人為的自律去遵守。BIM模型中可以含有工程設計過程中需要的所有信息，可以是產品參數信息，也可以是管理時間信息，還可以是資產管理信息，其圖紙的標註原則可以預先設置後，自動按照相應的規則進行標註，減少了錯誤的發生幾率。機電施工圖錯誤的發生根源，不是機電工程師能力不夠，而是二維設計機制限制了他們的想像。

幾十年來，機電設計與建築設計相比，少了一個重要的環節，即空間的推敲環節(圖2)；建築師從手工模型開始，到草圖模型、渲染模型，再到模型公司的模型，最後到現在的BIM模型，他們一直在做建築最重要的東西，空間形體的推敲，BIM工具讓他們省去了空間推敲過程中使用的材料、尺寸、顏色、價格等諸多思維的旁註和圖紙編輯工作，使得他們能夠騰出更多的時間用在建築或室內精裝修的設計創意上，因此，建築師們更容易接受BIM模型設計的技術應用的替代。

圖2 建築和精裝修設計的空間探討

結構專業也是如此。結構計算軟體問世以來，結構設計師們也開始步入空間推敲的行列。十幾年的設計經驗的改變，結構工程師已經脫離不了對三維計算體系的依賴，不再憑空間想像解決設計技術難題了(圖3)。

圖3 結構設計計算模型

機電設計師對空間的判斷，完全是憑著自己的經驗積累做出的。而且對空間的考慮，只限於對建築結構的相對位置的揣測，有時候甚至自己專業內部的水管和風管、橋架和梯架都是攪在一個空間里。有誰能告訴我，圖4的走廊剖號處，行走了多少水管、多少橋架、有多大的風管嗎？不錯，這些都有專業圖紙可以查詢的，但不管由多少專業圖紙組成，最終，都要施工企業落實到實際的空間里。到底誰在上面，哪個先施工，哪個後施工？高度是多少？這個斷面，用二維來剖析，即使將所有的專業管材擺下了，也未必能夠做得出來。

圖4 二維設計下的管線綜合

當採用BIM技術將這個走廊的所有機電系統還原整理，你會發現，這個走廊變成了名副其實的無法檢修的管廊(圖5)。這就是二維設計的局限。

圖5 寬敞的走廊變成距地300mm的管廊

機電設計師最常用的口實就是：「設計周期就這麼短，埋頭畫圖的時間都不夠，哪有時間建模型，做BIM？」其實，機電設計的周期短，很大程度上是因為項目設計前期的空間方案討論期間，機電工程師「插不上嘴」的緣故。在建築結構設計師在前期不斷地優化自己的設計時，機電設計師只能等待，等待建築結構的空間方案落地，等待他們將平面定稿出圖，當交付給機電「條件底圖」時，建築結構只剩下標註和局部詳圖了，這個時候要求機電和建築機電一起出圖，機電設計師自然是沒有充分的設計考慮時間。BIM協同工作可以讓機電工程師在設計方案前期就介入設計，對機電的空間優化提出可行性意見甚至建立初期模型，以減少後期的機電設計空間不足帶來的不必要的困擾和埋下設計的事故隱患。所以，改變二維設計習慣，進入三維的信息時代已經是必然趨勢了。

2015年6月16日住建部《關於印發推進建築信息模型應用指導意見的通知》中已經明確地給出了目標：截止到2020年末，建築行業的甲級勘察、設計單位、特技、一級房屋建築工程施工企業，應該掌握並實現BIM及時的應用；新項目勘察設計、施工、運維應用BIM的比率要達到90%。目前的BIM技術的成熟度，遠遠好於上世紀九十年代中期的計算機輔助繪圖技術普及時的CAD技術，到期限還有兩年，改變傳統的思維模式也已經是刻不容緩了。

大多數機電工程師對自己的設計成果的缺陷嚴重認識不足，對BIM技術的應用將信將疑，總拿那些不落地的BIM設計案例嘲笑外行侵入設計內行。甚至像我這樣的機電設計行家，都會被同行戲稱為「改行」了。這是傳統機電設計手法無法轉型的重要障礙。BIM技術是否能普及，歸根結底還是觀念問題，不是技術問題。幾十年的建設大潮，建成了很多全球著名的項目，也成就了不少國內設計院，培養了一批優秀的機電設計師，但並不意味著機電設計師的設計水平無可挑剔。有些機電設計師的設計作品，足以讓業主和施工企業崩潰。下面給大家出一道難題，因為是一個實際設計案例，能夠幫助設計者解決該項難題者，獎勵價值6.5萬元的Rebro機電專用軟體一套。歡迎投稿！截稿日期2019年春節止。原題如下(圖6)：

圖6 某機房設計施工圖

這是一個240平米的機房，內設7台空調機組、4台排煙機、7台排風機，初步統計，需要從機房內部穿過的風管22根、600x200橋架2根、200x200橋架1根、DN150空調水管2根、自動噴水管道上下兩層，控制櫃消音器按需求設置。各機組新風管排風管不得合併，僅限空調機房內解決排布，機房中間5根柱子，左邊為新風百葉，右邊為排風百葉，中間三根柱子之間有上部衛生間排水管；機房層高6.4m，梁下凈高5.6m。主要設備參數如下表1(編號從右向左)：

表1 某空調機房主要設備設計參數

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