□文/王惠桐 宗緒堂

□宗緒堂/中國(guó)建筑第八工程局有限公司天津分公司。

應(yīng)用三維制圖技術(shù)綜合布置機(jī)電管線(xiàn)

□文/王惠桐 宗緒堂

天津市南開(kāi)醫(yī)院擴(kuò)建工程機(jī)電施工中，為有效解決各機(jī)電專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)交叉沖突，合理安排施工順序，應(yīng)用三維制圖技術(shù)繪制了三維仿真模型，直觀、清晰地解決了合理布置各大型設(shè)備及管線(xiàn)的難題，提高了工作效率，降低了施工成本，總結(jié)出一套可靠實(shí)用的綜合施工技術(shù)。

三維制圖；綜合布置；機(jī)電管線(xiàn)

隨著現(xiàn)代公共建筑功能的增加，各種高新技術(shù)不斷應(yīng)用于建筑中，機(jī)電工程所涉及的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容逐漸增多，機(jī)電安裝不再是將設(shè)備安裝好、管線(xiàn)連接好。如何在有限的空間內(nèi)合理地布置各種設(shè)備和管道，盡最大限度地節(jié)約出可用空間，增強(qiáng)建筑物的美感，成為施工中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

機(jī)電施工中所用的二維圖紙反映的實(shí)體比較抽象，缺乏直觀的實(shí)物視覺(jué)效果；又因?yàn)楦髟O(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)自成系統(tǒng)，獨(dú)立性較強(qiáng)，所以在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中很難進(jìn)行有效溝通，以至在施工過(guò)程凸顯設(shè)備和管線(xiàn)布局不合理等問(wèn)題，浪費(fèi)大量的人力、物力。采用三維制圖技術(shù)對(duì)建筑物標(biāo)準(zhǔn)層、設(shè)備機(jī)房等關(guān)鍵部位建立三維仿真模型，多專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)排布實(shí)現(xiàn)可視化、立體化，便于各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)調(diào)和溝通，是解決上述弊端的有效方法。

1 三維制圖技術(shù)簡(jiǎn)述

機(jī)電工程管線(xiàn)三維制圖技術(shù)是以二維平面設(shè)計(jì)圖為依據(jù)，按照實(shí)際比例，通過(guò)三維技術(shù)建立建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電管線(xiàn)和大型設(shè)備等模型，利用三維技術(shù)的繪圖、視檢等工具對(duì)模型中各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)和設(shè)備進(jìn)行綜合排布及優(yōu)化，結(jié)合傳統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn)，消除施工過(guò)程中不確定因素的影響，最終實(shí)現(xiàn)施工全過(guò)程的立體化、可視化管理，加強(qiáng)施工過(guò)程的預(yù)控能力，有效指導(dǎo)施工。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

天津市南開(kāi)醫(yī)院擴(kuò)建工程總占地面積約11500 m2，總建筑面積約 83080m2，分為 A、B、C、D共 4個(gè)分區(qū)，主樓A、B區(qū)地下1層，地上16層，局部17層，高度77.4m，剪框結(jié)構(gòu)；C區(qū)裙房地下1層，地上3層；D區(qū)裙房地下1層，地上4層。該工程機(jī)電各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)布置密集且施工環(huán)境比較復(fù)雜，施工難度大。

2.2 綜合管線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則

綜合管線(xiàn)主要包括給排水專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)、空調(diào)通風(fēng)專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)及電氣專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)。給排水管線(xiàn)主要包括給水管，又分高區(qū)、低區(qū)、裙房給水管；熱水管，又分高區(qū)、低區(qū)、裙房熱水管；排水管、雨水管、消防栓給水管、噴淋管以及中水管等。空調(diào)通風(fēng)管線(xiàn)主要包括空調(diào)風(fēng)管、平時(shí)送回風(fēng)管、消防排煙管、空調(diào)冷凍水管、冷凝水管以及冷卻水管等。由于電氣專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)占用空間較少，因此在設(shè)計(jì)綜合管線(xiàn)時(shí)只是將動(dòng)力、照明、弱電等配電橋架納入設(shè)計(jì)范圍。

以各相關(guān)專(zhuān)業(yè)提供的圖紙及國(guó)家規(guī)范作為機(jī)電專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)綜合的設(shè)計(jì)依據(jù)，各種管線(xiàn)的平面排列及標(biāo)高設(shè)計(jì)相互發(fā)生沖突時(shí)，先按以下原則處理。

1）壓力管道讓無(wú)壓(自流）管道；

2）可彎管道讓不可彎管道；

3）小管徑管道讓大管徑管道；

4）冷水管道讓熱水管道。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)層三維設(shè)計(jì)與優(yōu)化

南開(kāi)醫(yī)院擴(kuò)建工程A、B區(qū)6層以上是住院部，為標(biāo)準(zhǔn)層?？紤]病房的實(shí)用性、舒適性，要求房間吊頂標(biāo)高2.8m，患者走廊吊頂標(biāo)高2.6m，寬2.75m。根據(jù)建筑圖和結(jié)構(gòu)圖按1∶1繪制標(biāo)準(zhǔn)層三維建筑仿真模型，詳細(xì)了解走廊中主梁位置、梁底及吊頂標(biāo)高，以便確定安裝各管線(xiàn)所需的實(shí)際空間。

標(biāo)準(zhǔn)層中患者走廊機(jī)電管線(xiàn)包括空調(diào)冷凝水管、新風(fēng)道、排煙風(fēng)道、消防噴淋管及強(qiáng)弱電橋架。由于走廊空間小、管線(xiàn)多，為保證走廊高度和工程觀感，該區(qū)域管線(xiàn)綜合布置是三維設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

根據(jù)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)圖紙,在三維模型中繪出管線(xiàn)；查看各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)之間是否有交叉碰撞等現(xiàn)象；最后綜合考慮各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)功能，綜合支架、施工順序、橋架穿線(xiàn)、檢修等情況確定走廊中各管線(xiàn)標(biāo)高及間距。表1為走廊內(nèi)各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)構(gòu)成情況，圖1為按原專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)圖紙繪制出三維管線(xiàn)排布出現(xiàn)的管線(xiàn)交叉等影響施工的情況。

表1 患者走廊內(nèi)各專(zhuān)業(yè)主管線(xiàn)構(gòu)成情況

根據(jù)三維模型中反映出管線(xiàn)交叉沖突情況，綜合考慮施工順序及后續(xù)檢修情況并根據(jù)規(guī)范對(duì)于局部管線(xiàn)復(fù)雜、施工空間有限的部位，優(yōu)化各管線(xiàn)的路由與標(biāo)高，使各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)均得到合理的布置，消除管線(xiàn)交叉沖突的現(xiàn)象，便于后續(xù)施工及檢修。見(jiàn)圖2。

2.4 制冷機(jī)房三維設(shè)計(jì)與優(yōu)化

制冷機(jī)房是本工程的另一項(xiàng)施工難點(diǎn)，機(jī)房有4臺(tái)制冷機(jī)組、5臺(tái)空調(diào)冷凍水循環(huán)泵、5臺(tái)冷卻水循環(huán)泵、15臺(tái)配電柜等設(shè)備與大型管道，其中空調(diào)冷凍水、冷卻水主管道管徑較大（螺旋焊縫鋼管，DN300～400 mm）。制冷機(jī)房空間有限且結(jié)構(gòu)不規(guī)則，布置設(shè)備管線(xiàn)難度很大。先依據(jù)設(shè)備廠家給定的設(shè)備型號(hào)尺寸、各專(zhuān)業(yè)圖紙建立機(jī)房的三維模型；再綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件，通過(guò)檢視窗口綜合考慮管線(xiàn)路由標(biāo)高及機(jī)房的整體感觀效果，在原基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化；最后將修改后的結(jié)果反饋回三維模型中，檢驗(yàn)其效果，確定各專(zhuān)業(yè)設(shè)備的相對(duì)位置及管線(xiàn)路由標(biāo)高。圖3為制冷機(jī)房的三維模型。

由圖3可以看出制冷機(jī)房空間有限，大型設(shè)備與管線(xiàn)相對(duì)集中，按照規(guī)范要求對(duì)制冷機(jī)房進(jìn)行深化設(shè)計(jì)僅靠二維圖紙很難完成。在二維圖紙基礎(chǔ)上，利用三維制圖技術(shù)1∶1比例繪制出機(jī)房的三維模型，使其內(nèi)部各專(zhuān)業(yè)設(shè)備及管線(xiàn)可視化、具體化，便于各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)及施工人員協(xié)調(diào)與溝通，綜合考慮各專(zhuān)業(yè)施工情況，使機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備和管線(xiàn)得到合理布置，減少了施工過(guò)程中的返工次數(shù)，節(jié)約了材料和人工成本。

3 結(jié)論

當(dāng)前的建筑工程中機(jī)電專(zhuān)業(yè)日趨復(fù)雜，為總承包管理提出了更高要求。三維制圖技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電總包管理過(guò)程中，可以使抽象實(shí)物具體化，實(shí)現(xiàn)可視化管理，使各專(zhuān)業(yè)人員之間有效地協(xié)調(diào)和溝通，便于工程技術(shù)人員在施工過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，提高施工質(zhì)量。通過(guò)實(shí)際證明，三維制圖技術(shù)實(shí)用、有效，為綜合排布機(jī)電管線(xiàn)提出新思路、新方法。

TU85

C

1008-3197（2011）03-18-02

2011-01-06

王惠桐/男，1982年出生，碩士，工程師，中國(guó)建筑第八工程局有限公司天津分公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□宗緒堂/中國(guó)建筑第八工程局有限公司天津分公司。