BIM技術(shù)在某項目地下車庫機(jī)電管線綜合設(shè)計中的應(yīng)用

武永峰 張宇婷 年立輝 李嬌

摘? 要：本項目地下車庫機(jī)電項目管線眾多，地下空間限制大，管線錯綜復(fù)雜。運(yùn)用 BIM軟件創(chuàng)建三維可視化模型，進(jìn)行BIM原始模型分析、標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域管線綜合排布、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)深化處理，直觀地反映管線布局要求，減少返工，方便對現(xiàn)場工人進(jìn)行技術(shù)交底，滿足后期施工和維護(hù)需求。

關(guān)鍵詞：BIM;機(jī)電管線;綜合設(shè)計

中圖分類號：TH-39? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

機(jī)電安裝工程是建筑工程項目建設(shè)過程非常重要的一環(huán)，安裝工程施工質(zhì)量控制對整個項目的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響[1-3]。因此，在暖通、給排水等安裝工程施工前，進(jìn)行管道綜合設(shè)計是非常必要的，并可以發(fā)現(xiàn)施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞問題，減少返工現(xiàn)象，從而縮短工期，提供工程效益。

1 項目概況

本項目位于貴州省貴陽市白云區(qū)，地下車庫總建筑面積為47130.10m2 ，層數(shù)為兩層。地下車庫機(jī)電工程涉及暖通、電氣、給排水、消防噴淋、強(qiáng)弱電等多個專業(yè)交叉，地下空間限制大，管線錯綜復(fù)雜，部分管線排布要單獨(dú)設(shè)計深化。設(shè)計管線標(biāo)高多為原則性確定相對位置，大量管線沒有全面精確地確定標(biāo)高。施工現(xiàn)場材料管理要求高，無序材料堆放會導(dǎo)致材料出現(xiàn)缺失或反復(fù)挪動，造成工期滯后和材料費(fèi)用增加等情況?？傮w來說，本項目地下車庫工程具備管線空間復(fù)雜管線屬性，其內(nèi)部機(jī)電管線需要綜合考慮各方面因素進(jìn)行布置。

2 BIM原始模型分析

機(jī)電管線綜合涉及水、暖、電等多專業(yè)交叉，是對整個機(jī)電管線系統(tǒng)進(jìn)行的整體把控和優(yōu)化布置[4-5]。傳統(tǒng)管線綜合設(shè)計依賴于CAD平臺，分專業(yè)完成，設(shè)計過程復(fù)雜，在管線密集區(qū)域諸如地下室、走廊及屋頂層，經(jīng)常出現(xiàn)管線之間碰撞，增加施工難度，造成施工浪費(fèi)、返工等[6-7]。

本項目利用CAD設(shè)計的機(jī)電各專業(yè)管線圖紙，不可避免地出現(xiàn)了管線碰撞問題，如圖1、2、3、4所示。

如圖1所示，主要涉及管線排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)低、中、高區(qū)與消防系統(tǒng)高區(qū)、低區(qū)、室外消火栓系統(tǒng)。在本區(qū)域內(nèi)，各水管干管與暖通風(fēng)管產(chǎn)生了碰撞，部分給水管與消防水管產(chǎn)生了碰撞，碰撞點(diǎn)較多且處于梁柱邊可供調(diào)整管線的空間較小。

如圖2所示，主要涉及弱電安防電纜橋架、高壓電纜橋架、強(qiáng)電非消防電纜橋架、強(qiáng)電消防橋架等管線。在本區(qū)域內(nèi)，弱電安防電纜橋架、高壓電纜橋架、強(qiáng)電消防電纜橋架、強(qiáng)電非消防電纜橋架分別在不同位置交叉，產(chǎn)生了碰撞點(diǎn)。

如圖3所示，主要涉及消防系統(tǒng)、高壓橋架、弱電橋架、排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)、弱電安防橋架等關(guān)系。在本區(qū)域內(nèi)，弱電安防電纜橋架、高壓橋架與排風(fēng)（兼排煙）風(fēng)管，部分消防系統(tǒng)管道橫穿排風(fēng)（兼排煙）風(fēng)管與高壓電纜橋架存在碰撞點(diǎn)。

如圖4所示，主要涉及消防系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)、排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)、弱電安防電纜橋架、住宅電纜橋架等多專業(yè)管線布局。在本區(qū)域內(nèi)，各給水管道、電纜橋架橫穿排風(fēng)（兼排煙）風(fēng)管、排風(fēng)（兼排煙）風(fēng)管與結(jié)構(gòu)柱等產(chǎn)生了碰撞，局部排風(fēng)（兼排煙）風(fēng)口位于柱中。

3 綜合管線排布

在管線排布過程中，按照管線復(fù)雜難易程度，將管線劃分為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域管線與難點(diǎn)區(qū)域管線。建筑結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建完成后，將建筑結(jié)構(gòu)模型鏈接至所要創(chuàng)建的機(jī)電各專業(yè)模型中，形成建筑結(jié)構(gòu)完整的空間模型，在完整的空間模型中，對各專業(yè)管線分區(qū)進(jìn)行綜合排布。本項目中，各專業(yè)管線綜合排布時，將完整地下室空間模型分為了A、B、C三個區(qū)域，三個區(qū)域中按照“風(fēng)管為主，消防、給排水次之，電纜橋架為輔”的排布原則。

以標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域A管線圖為例，標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域A管線的原始管線布置三維圖與剖面圖如圖5、6所示。

從圖5、6可知，標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域A管線中主要包含有排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)、強(qiáng)電非消防電纜橋架、強(qiáng)電消防電纜橋架、住宅電纜橋架、高壓電纜橋架等。其中，暖通風(fēng)管較為寬大，管路錯綜復(fù)雜，各電纜橋架系統(tǒng)完全與排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)重疊，管線布置空間有限、管線標(biāo)高不一致導(dǎo)致管線產(chǎn)生碰撞且使管線顯得雜亂無章。經(jīng)分析，在所截取的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域A管線圖內(nèi)，管綜設(shè)計的難點(diǎn)是大型管線不易翻彎，空間有限，管線翻彎困難。根據(jù)綜合設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)，對本區(qū)域管線進(jìn)行深化設(shè)計，深化設(shè)計后的管線如圖7、8所示。

從圖7、8可知，分別對電纜橋架做了翻彎處理，考慮到排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)管道較為寬大，在滿足凈高要求的情況下，對暖通風(fēng)管做了整體下調(diào)，使得可排布管線空間更大，同時，也為其他給排水管線等的安裝留出足夠的安裝空間。

4 局部復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處理

以局部復(fù)雜節(jié)點(diǎn)圖為例，局部復(fù)雜節(jié)點(diǎn)管線原始三維圖與剖面圖，如圖9、10所示。

從圖9、10可知，局部復(fù)雜節(jié)點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域管線相比，管線更多且更為復(fù)雜，主要涉及管線有排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)、生活給水中、低、高三個區(qū)、消防系統(tǒng)高區(qū)、弱電安防電纜橋架、住宅電纜橋架。在本區(qū)域管線設(shè)計時，主要遇到的問題是管線眾多，安裝空間受到梁高的限制從而導(dǎo)致給水管、消防水管與排風(fēng)（兼排煙）管道產(chǎn)生碰撞，甚至住宅電纜橋架與排風(fēng)（兼排煙）管道重疊。根據(jù)綜合設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)，對本區(qū)域復(fù)雜節(jié)點(diǎn)管線進(jìn)行深化設(shè)計，如圖11、12所示。

在本區(qū)域中，對排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)管道進(jìn)行了整體下調(diào)，為其上方受梁高限制的住宅電纜橋架與弱電安防橋架留出安裝空間，但由于安裝空間有限，此處不利梁較多且由于此處為地下車庫與住宅相交匯處，梁走向較為復(fù)雜，導(dǎo)致安裝較為困難，并按照規(guī)范要求，保證凈高的情況下，對給水管線與消防系統(tǒng)管線進(jìn)行了下翻處理。

5結(jié)論

機(jī)電管線綜合設(shè)計是保障機(jī)電管線施工質(zhì)量及避免各參建單位沖突的有利措施。本項目地下車庫管線布置復(fù)雜，機(jī)電管線安裝難度大，結(jié)合BIM技術(shù)創(chuàng)建三維模型，通過機(jī)電建模及原始模型難點(diǎn)分析、標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)綜合設(shè)計等方法，進(jìn)行準(zhǔn)確的技術(shù)交底，減少返工，節(jié)約成本，提升工程質(zhì)量，為施工及后期維護(hù)帶來了很大的便利。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2021-08-03

項目來源：江蘇省建設(shè)系統(tǒng)科技指導(dǎo)項目（2017ZD028）：基于BIM的預(yù)制裝配式住宅施工過程管理及成本控制應(yīng)用研究;江蘇省建設(shè)系統(tǒng)科技指導(dǎo)項目（2020ZD27）：基于BIM相關(guān)信息技術(shù)的建設(shè)項目安全風(fēng)險管理平臺設(shè)計與研究;江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級科研項目（JYQZ20-24）：BIM-RFID技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用研究。

作者簡介：武永峰（1987—），男，江蘇徐州人，碩士，講師，研究方向：建設(shè)工程管理、教育教學(xué)管理。