BIM技術(shù)在大型商業(yè)項(xiàng)目管線綜合排布中的應(yīng)用

劉文超 孫夢(mèng)晗 李玉濤 吳 健 劉 麗

中建一局集團(tuán)第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概況

宣城萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)項(xiàng)目為綜合性商業(yè)購(gòu)物中心，位于安徽省宣城市水陽(yáng)江大道與景德路交口東北角，地下1層，地上4層、局部5層，包括室內(nèi)步行街、運(yùn)動(dòng)集合店、影院、地下超市及設(shè)備用房等。建筑高度31.4 m，總建筑面積為106 195 m2。

2 施工難點(diǎn)

本工程為大商業(yè)建筑，對(duì)環(huán)境要求較高，各種機(jī)械設(shè)備較多，造成機(jī)電管線系統(tǒng)繁多，管線錯(cuò)綜復(fù)雜，對(duì)空間凈高要求非常嚴(yán)格。由于機(jī)電管線施工前需考慮各專(zhuān)業(yè)管線走向、安裝空間以及管道間距等，從而需要大量的協(xié)調(diào)工作，合理安排各專(zhuān)業(yè)的安裝順序、預(yù)留操作空間等，故施工前即需對(duì)機(jī)電管線做綜合排布，但地下室公共走道內(nèi)與室內(nèi)步行街公共區(qū)域的管道交叉嚴(yán)重，傳統(tǒng)的二維圖紙無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

3 BIM技術(shù)在機(jī)電管線綜合排布中的應(yīng)用

BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)[1-2]。在傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，常需花費(fèi)大量的人力、物力和費(fèi)用來(lái)彌補(bǔ)由于管線碰撞引起的拆改、返工。利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線深化設(shè)計(jì)，可以在很大程度上避免這些不必要的浪費(fèi)，且在碰撞檢查的基礎(chǔ)上，為滿足工程的凈高要求、檢修帶預(yù)留、施工操作空間、支吊架的架設(shè)及管線的實(shí)際具體位置，還可在建立完成的BIM模型中進(jìn)行合理的排布，減少在施工過(guò)程中存在的管線交叉和返工現(xiàn)象，達(dá)到優(yōu)化空間、方便施工的目的。

3.1 地下室功能房間走廊及貨運(yùn)通道管線綜合排布

宣城萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)安裝工程機(jī)電設(shè)計(jì)包括消防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電氣及弱電系統(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)等，幾乎包含了常用的全部機(jī)電系統(tǒng)，其中，又以地下室最為突出。

3.1.1 施工難點(diǎn)

該工程地下室功能房間走廊處空間狹小，且所有專(zhuān)業(yè)的主管線均需從此位置通過(guò)；地下室貨運(yùn)通道入口處凈高3.6 m。設(shè)計(jì)院出具的施工圖僅為各專(zhuān)業(yè)施工圖，并無(wú)標(biāo)高標(biāo)注，若各專(zhuān)業(yè)施工人員按專(zhuān)業(yè)圖紙施工，在施工過(guò)程中必然會(huì)發(fā)生碰撞，甚至造成拆改返工現(xiàn)象，從而導(dǎo)致浪費(fèi)材料、拖延工期[3-4]。

3.1.2 采取的措施

在用BIM建立完模型后，專(zhuān)業(yè)人員根據(jù)基本的管線綜合設(shè)計(jì)原則對(duì)各專(zhuān)業(yè)管線進(jìn)行綜合排布，對(duì)管道的路由、標(biāo)高、翻彎，以及空間狹小處是否應(yīng)用公共支吊架，均在調(diào)整好的BIM模型中得到體現(xiàn)。

在對(duì)各專(zhuān)業(yè)施工人員進(jìn)行交底時(shí)，我們分別進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)的交底，把調(diào)整好的模型導(dǎo)出CAD圖紙，下發(fā)給施工班組。在復(fù)雜的區(qū)域，我們還會(huì)導(dǎo)出剖面圖并制作成二維碼，張貼在現(xiàn)場(chǎng)以便工人隨時(shí)查看。

3.1.3 施工效果

盡管地下室公共走廊區(qū)域空間狹小，但由于有了BIM指引，各專(zhuān)業(yè)工作得以開(kāi)展。且在管線施工完成后，因有BIM模型作為依據(jù)，故在后期維護(hù)維修工作中利用BIM模型可以輕松便捷地確定各專(zhuān)業(yè)管道的位置，方便了后期維修、維護(hù)工作（圖1）。地下室貨運(yùn)通道凈高要求3.6 m，經(jīng)過(guò)BIM優(yōu)化，完美地解決了凈高的指標(biāo)要求（圖2）。

圖1 地下室功能房間走廊施工完成

圖2 地下室貨運(yùn)通道施工完成

3.2 機(jī)電管線施工模擬

施工模擬是在BIM模型的基礎(chǔ)上附加時(shí)間維度，將機(jī)電管線的施工順序以4D動(dòng)態(tài)的方式展現(xiàn)出來(lái)。由于該工程功能用房和地下室走道管線密集，管線需要垂直排布，集中位置可達(dá)4～5層管線，此種情況下對(duì)于施工順序的統(tǒng)籌規(guī)劃尤為重要。在進(jìn)行施工模擬時(shí)，先根據(jù)管線從上到下的原則進(jìn)行計(jì)劃排布，然后將模型構(gòu)件與進(jìn)度計(jì)劃掛鉤，形成施工模擬視頻。

3.3 室內(nèi)步行街公區(qū)的機(jī)電管線綜合

3.3.1 施工難點(diǎn)

室內(nèi)步行街公共區(qū)域機(jī)電管線繁多，且有空調(diào)吊柜等設(shè)備，業(yè)主要求在靠近商鋪玻璃隔斷一側(cè)留寬600mm的通長(zhǎng)檢修帶，在吊柜機(jī)安裝后僅剩寬1 000mm可安裝水管及橋架，這就使僅有的空間變得更加緊張，突現(xiàn)以下難題：

1）通長(zhǎng)檢修帶將被管道擋住，無(wú)法上人。

2）吊柜機(jī)無(wú)空間來(lái)接駁水管及閥門(mén)。

3）后期電纜也無(wú)法敷設(shè)。

4）層高5.1 m，而精裝吊頂凈高3.3 m（以2、3、4層為例），梁高0.75 m；使吊頂內(nèi)機(jī)電安裝高度極為有限，施工難度極大。

3.3.2 采取的措施

根據(jù)施工難題，我們利用BIM進(jìn)行管線綜合排布（圖3），制訂不同方案，采取了以下措施：

1）控制風(fēng)管尺寸。在風(fēng)管截面積不變的情況下適當(dāng)調(diào)整風(fēng)管寬高比例，吊柜機(jī)處橋架上翻梁窩（橋架上翻梁窩后可提升吊頂處檢修空間凈高，利用可拆卸的礦棉板檢修帶進(jìn)行吊柜、閥門(mén)等調(diào)試及檢修）。

2）將消防主管、空調(diào)主管移至商鋪內(nèi)安裝，以最大程度地增加步行街吊頂內(nèi)檢修空間。

圖3 步行街管道綜合排布

3.3.3 施工效果

經(jīng)過(guò)多次方案的分析與修改，前述難題終得順利解決，不僅拓展了檢修空間，也取得了不錯(cuò)的視覺(jué)效果（圖4、圖5）。

圖4 空調(diào)吊柜處管線安裝完成

圖5 空調(diào)主管移位后管線安裝完成

3.4 屋面人員通行路線優(yōu)化

該項(xiàng)目屋面管線與風(fēng)機(jī)設(shè)備繁多，包括油煙凈化機(jī)組、新風(fēng)風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、冷卻塔、燃?xì)夤艿?、電器橋架、空調(diào)冷卻水水管等，應(yīng)建設(shè)方業(yè)主要求，需對(duì)屋面設(shè)備進(jìn)行排布優(yōu)化，并預(yù)留維修、維護(hù)人員通行路線[5-6]。

同樣，我們通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)屋面的設(shè)備及管線進(jìn)行建模，并建立了適合本項(xiàng)目的各種設(shè)備族，管線與設(shè)備間互相影響都以三維方式清楚地展現(xiàn)。優(yōu)化過(guò)程中，在主要通行路線中，有一些管線不可避免的需要通過(guò)，遂采用設(shè)置過(guò)橋梯的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖6）。

其后，我們利用BIM技術(shù)的三維可視化特性，對(duì)屋面主通道進(jìn)行虛擬漫游，確保主通道人員通行通暢，確保檢修人員行走路線無(wú)障礙，可以順利到達(dá)每個(gè)檢修點(diǎn)（圖7）。

圖6 屋面過(guò)橋設(shè)置

圖7 屋面主通道漫游

4 結(jié)語(yǔ)

在宣城萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)項(xiàng)目工程中，我們采用了較為完整的BIM全專(zhuān)業(yè)技術(shù)，以及多方參與的協(xié)同工作，取得了一定的成果。在此過(guò)程中，也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，希望與大家共勉：

1）在建立模型前要制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，否則在后期整合模型時(shí)會(huì)很混亂。

2）利用Revit出圖交底時(shí)，標(biāo)注要詳細(xì)，不要漏標(biāo)，Revit圖紙與CAD圖紙有一定的差異，現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)這種圖紙不一定適應(yīng)。在交底時(shí)要盡可能的詳細(xì)，必要時(shí)可利用三維視圖和虛擬漫游讓現(xiàn)場(chǎng)施工人員理解管線的立體空間排布。

3）BIM管線經(jīng)綜合優(yōu)化后，現(xiàn)場(chǎng)施工需嚴(yán)格按照調(diào)整好的模型進(jìn)行施工，即使與藍(lán)圖有差異，也要以調(diào)整后的模型為準(zhǔn)。