李東軍 齊書友 周奎 侯曉亮

（河南城源建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450044）

0 引言

機電安裝是建筑工程中重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前機電安裝工程中存在的設(shè)計與施工脫節(jié)，機電安裝各專業(yè)協(xié)調(diào)配合不足而造成的機電管線碰撞現(xiàn)象層出不窮，造成了施工階段大量的返工、材料浪費、工期延誤等問題。因此，施工前的管線深化排布尤為重要。

早期機電管線綜合排布是基于CAD 對各個系統(tǒng)進行施工前的模擬預(yù)裝配，將機電工程各專業(yè)管線合理布置[1]?；贑AD 的二維管線綜合只反映了管線平面排布，不能很好反映其空間排布，且操作復(fù)雜不直觀。隨著三維制圖技術(shù)的發(fā)展，基于CAD 的三維管線綜合技術(shù)應(yīng)用而生，它是以二維平面設(shè)計圖為依據(jù)，按照實際比例，建立建筑結(jié)構(gòu)、機電管線和大型設(shè)備等模型并進行綜合排布及優(yōu)化[2]?；贑AD 的三維管線綜合技術(shù)很好地解決了二維深化時的不直觀問題，在機電設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用，但它并不能解決多專業(yè)間的協(xié)同，無法解決專業(yè)間碰撞。目前，隨著BIM 技術(shù)的應(yīng)用，基于BIM 技術(shù)的機電管線綜合排布[3]以其可視化程度高、多專業(yè)間可協(xié)同工作、管線設(shè)備信息完善、可自動出圖等優(yōu)點，在復(fù)雜機電安裝工程中廣泛應(yīng)用[4]-[5]。然而，當(dāng)前BIM 從業(yè)人員多數(shù)缺少現(xiàn)場施工經(jīng)驗，而現(xiàn)場技術(shù)人員又未掌握BIM 技能，不能很好地將機電安裝專業(yè)知識很好地與BIM 技術(shù)相結(jié)合。且當(dāng)前基于BIM 技術(shù)的管線綜合研究應(yīng)用也大多側(cè)重于工程應(yīng)用展示，并沒有系統(tǒng)表述如何具體應(yīng)用BIM 技術(shù)進行管線綜合。因此，本文結(jié)合項目經(jīng)驗系統(tǒng)講述基于BIM 技術(shù)（revit 軟件）的機電管線深化方法及思路，以供參照、討論。

1 管線基本原則

1.1 管線綜合總則

有壓管道讓無壓管道原則；小管道讓大管道原則；電氣避讓蒸汽、熱水管道原則；附件少避讓附件多原則；造價低避讓造價高的原則；盡量少改動原則。

1.2 給排水專業(yè)細(xì)則[6]

1）各專業(yè)水管盡量平行敷設(shè)，一般兩層上下敷設(shè)；水管與橋架層疊鋪設(shè)時，要放在橋架下方；管線不應(yīng)該擋門、窗，且避免通過電機盤、配電盤、儀表盤上方。

2）給水管線在上，排水管線在下；保溫管道在上，不保溫管道在下；小口徑管路應(yīng)盡量支撐在大口徑管路上方或吊掛在大管路下面。

3）室內(nèi)給水與排水管平行鋪設(shè)最小水平凈距為500mm；交叉鋪設(shè)最小垂直凈距為150mm，給水管必須敷設(shè)在排水管下面時應(yīng)加套管，其長度不小于排水管管徑的3 倍；

4）冷、熱水立管，兩管中心間距不小于80mm；冷、熱水管垂直凈距不小于150mm。

5）噴淋管與吊頂間距保持至少100mm。

6）給水PP-R 管道與其它金屬管道平行敷設(shè)時，凈距離不宜小于100mm。

7）管線外壁之間的最小距離不宜小于100mm，管線閥門不宜并列安裝，應(yīng)錯開位置，若需并列安裝，凈距不宜小于200mm。

8）其它關(guān)于管與管及與建筑構(gòu)件之間的最小凈距，見表1。

1.3 暖通專業(yè)細(xì)則[6]

表1 管與管及與建筑構(gòu)件之間的最小凈距

1）冷凝水應(yīng)考慮坡度放在最下方，吊頂?shù)膶嶋H安裝高度通常由冷凝水的最低點決定。

2）暖通風(fēng)管較多時，一般情況下，排煙管應(yīng)高于其他風(fēng)管；大風(fēng)管應(yīng)高于小風(fēng)管。兩個風(fēng)管如果只是在局部交叉，可以安裝在同一標(biāo)高，交叉的位置小風(fēng)管繞大風(fēng)管。

3）風(fēng)管和較大母線橋架要優(yōu)先安裝；風(fēng)管與橋架之間的距離不小于100mm。

4）對于管道的外壁、法蘭邊緣及熱絕緣層外壁等管路最突出的部位，距墻壁或柱邊的凈距應(yīng)不小于100mm。

5）通常風(fēng)管頂部距離梁底50-100mm 的間距。

6）如遇到空間不足的管廊，可與設(shè)計師溝通，斷面尺寸改扁，便于提高標(biāo)高。

7）暖通水管排布時，注意保溫層厚度。

1.4 電氣專業(yè)細(xì)則[6]

1）電纜橋架不宜敷設(shè)在腐蝕性氣體管道和熱力管道的上方及腐蝕性液體管道的下方；橋架不宜穿樓梯間、空調(diào)機房、管井、風(fēng)井等，遇到后盡量繞行。

2）強、弱電橋架上下安裝時，優(yōu)先考慮強電橋架放在上方。

3）水平電纜橋架宜高出地面2.2m 以上，頂部距樓板不宜小于0.3m，與梁的距離不宜小于0.05m。

4）在吊頂內(nèi)設(shè)置時，槽蓋開啟面應(yīng)保持80mm 的垂直凈空（即頂部最小得與梁保證80mm 間距），與其他專業(yè)之間的距離最好保持在不小于100mm。

5）電纜橋架與用電設(shè)備交越時，其凈距不小于0.5m。

6）電纜橋架多層布置時，其層間距離，控制電纜間不小于0.2m，電力電纜間不小于0.3m，弱電電纜與電力電纜間不小于0.5m，如有屏蔽蓋可減少到0.3m，橋架上部距頂棚或其它障礙不小于0.3m。

7）通信橋架距離其他橋架水平間距至少300mm，垂直距離至少300mm。

8）橋架上下翻時要放緩坡，橋架與一般管道平行凈距不小于100mm。

2 管線準(zhǔn)備工作

1）組建團隊。人員配備2-4 人，視項目復(fù)雜程度及各階段任務(wù)而定。

2）熟悉流程。熟悉工作流程利于任務(wù)分工，把握工作進度?？傮w工作流程如圖1所示。

圖1 總體工作流程

3）任務(wù)分工。按準(zhǔn)備工作、模型搭建、碰撞檢查、管綜優(yōu)化、優(yōu)化出圖分階段分工，并制定好工作計劃。

4）熟悉資料。一是熟悉工作流程，二是按任務(wù)熟悉圖紙，三是熟悉管線基本原則。

5）圖紙拆分。對于需要進行管線綜合的樓層（一般為地庫、商業(yè)等）分樓層進行圖紙拆分，拆分圖紙時注意各專業(yè)圖紙基準(zhǔn)點選擇應(yīng)一致，盡量清除多余無用的圖元圖層（PU 命令），拆分后圖紙命名中至少應(yīng)包含樓層和專業(yè)信息。

6）管線空間分布初步規(guī)劃。由BIM 團隊主導(dǎo)分樓層進行疊圖，疊圖后分析哪些專業(yè)疊合起來交叉、重疊最少，就安排哪些專業(yè)同標(biāo)高，一般分2-3 層即可。初步確定管線空間分布，有利于提高管線效率，并檢查設(shè)計提供的管網(wǎng)空間分步是否合理。在空間初步規(guī)劃階段，各專業(yè)安裝技術(shù)人員應(yīng)介入，結(jié)合結(jié)構(gòu)施工圖確定出各專業(yè)管線的標(biāo)高，以保障管線優(yōu)化后的可施工性。BIM 團隊確定初步方案后，應(yīng)由項目部召集各專業(yè)分包進行討論初步方案的合理可行性，未經(jīng)各分包確認(rèn)的方案只是紙上談兵，很難落地?？臻g分布初步規(guī)劃結(jié)果示例如圖2所示。

圖2 管線空間分布初步規(guī)劃

3 管線綜合過程

3.1 模型搭建

1）建立項目樣板文件。根據(jù)項目特點建立項目樣板文件，主要工作是進行管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)定（包含系統(tǒng)名稱、縮寫、顏色等信息），并根據(jù)設(shè)計文件完成各系統(tǒng)管網(wǎng)的配管。項目樣板文件可以選用鴻業(yè)BIMspace 中自帶的樣板文件加以修改，也可以在工程中進行樣板文件的積累，有利于提高建模效率。

2）建立標(biāo)高與軸網(wǎng)。若有土建模型，建議標(biāo)高與軸網(wǎng)的建立采用revit “復(fù)制/監(jiān)視”命令從revit 土建模型中復(fù)制，可提高效率，復(fù)制時注意檢查標(biāo)高是否為建筑標(biāo)高。也可手動建立，但手動建立時注意項目基點設(shè)置是否與土建模型一致。

3）給排水、暖通、電氣各專業(yè)進行單專業(yè)建模。如無土建模型還需要建立土建模型，以供管綜調(diào)整時作為參照。各專業(yè)初定標(biāo)高采用空間規(guī)劃時所定標(biāo)高。建議機電建模采用中心文件工作方式，所有樓層直接建在一個文件中，有利于立管的對接，建立模型時從下向上按系統(tǒng)建模，以避免重復(fù)看系統(tǒng)圖降低建模效率。對于噴淋系統(tǒng)可采用橄欖山插件進行快速翻模。建模時盡量不要翻彎，以免影響管線調(diào)整。建模中注意個人族庫的積累。

4）鏈接土建模型查看初定標(biāo)高是否合理。可利用revit 過濾器功能按底標(biāo)高對梁進行著色以方便觀察，利用revit“高程點”命令可以查看標(biāo)高，以確定其垂直間距是否滿足。如圖3所示。

圖3 按梁底標(biāo)高對梁進行標(biāo)記查看

3.2 管線平面優(yōu)化調(diào)整

各專業(yè)分專業(yè)單獨設(shè)計，在平面規(guī)劃上可能存在相互重疊。因此，在模型搭建完后應(yīng)先進行管線平面優(yōu)化調(diào)整。通過管線平面優(yōu)化調(diào)整可以直接過濾掉很多不復(fù)雜的碰撞點，有利于減少碰撞修改的工作量。平面優(yōu)化調(diào)整可以借助revit 過濾器設(shè)置先進行同標(biāo)高管線平面優(yōu)化調(diào)整，再進行全專業(yè)管線平面優(yōu)化調(diào)整。管線平面位置優(yōu)化示例如圖4所示。

3.3 碰撞檢查

碰撞檢查需要對同標(biāo)高管線間、機電管線與主體結(jié)構(gòu)（梁、柱）間進行碰撞檢查，碰撞檢查是對空間初排方案的檢驗，同時也是輔助于管線綜合調(diào)整。同標(biāo)高管線平面優(yōu)化調(diào)整后，先進行同標(biāo)高管線碰撞檢查，待處理完同標(biāo)高管線碰撞點后再進行全專業(yè)管線碰撞檢查，這樣主要是為了分階段解決碰撞點，有利于提高效率。

對于管線較少相對較簡單的項目，通過目視即可發(fā)現(xiàn)碰撞點，可先不進行碰撞檢測，直接進行同標(biāo)高管線碰撞調(diào)整，調(diào)整完成后再進行碰撞檢查以檢查是否還有未處理碰撞點。碰撞檢查一般采用navisworks 軟件進行碰撞檢查，通過navisworks 與revit 同步功能進行逐個碰撞點的處理。

圖4 管線平面位置優(yōu)化調(diào)整

具體操作流程如下：在Revit 中打開機電模型→在Navisworks 打開機電模型rvt 的文件→在Navisworks 中采用“附加”方式打開土建模型→在Navisworks 中進不同專業(yè)間進行碰撞檢測→在Navisworks 中選中碰撞對象→在Navisworks 中單擊“項目工具”下“返回”命令→回到revit 中進行修改→在Navisworks 中將碰撞點狀態(tài)修改為“已解決”→所有碰撞點修改完成后在revit 中保存文件→切換到Navisworks，單擊常用選項卡下的“刷新”按鈕→再次運行碰撞檢查，檢驗是否還存在碰撞。

在使用Navisworks 進行機電與結(jié)構(gòu)碰撞檢查時，一是注意機電模型和土建模型的原點要一致，否則在Navisworks 機電模型與土建模型對接不上；二是在revit中修改時自動生成的Navisworks SwitchBack 三維視圖時局部裁剪視圖且無法修改視圖范圍，可以采用“平鋪窗口”，在新的三維視圖中修改。

3.4 管線空間優(yōu)化調(diào)整

管線空間優(yōu)化調(diào)整主要解決的是同標(biāo)高管線間的碰撞以及最上層管線與結(jié)構(gòu)碰撞問題。管線空間優(yōu)化調(diào)整的基本流程如下：分析管線與結(jié)構(gòu)梁碰撞情況→判斷初定標(biāo)高是否合理→不合理找出不合理的原因并確定標(biāo)高→同標(biāo)高管線碰撞調(diào)整。

某工程局部管線空間優(yōu)化前后對比如圖5所示：

圖5 管線平面位置優(yōu)化調(diào)整

一般在進行管線空間優(yōu)化調(diào)整時會碰到如下幾種情況：

情況一：樓層結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高基本相同，且方案階段初定標(biāo)高基本合理。這種情況下，管線空間優(yōu)化調(diào)整的主要工作就是對同標(biāo)高管線間交錯的地方進行翻彎調(diào)整。

情況二：樓層結(jié)構(gòu)水平兩個方向梁底標(biāo)高相差較大，但同一方向標(biāo)高基本相同，且方案階段初定標(biāo)高是根據(jù)大梁底標(biāo)高初定的。在這種情況下，如果凈空滿足規(guī)范要求，管線空間優(yōu)化調(diào)整的主要工作也是對同標(biāo)高管線間交錯的地方進行翻彎調(diào)整。如果兩個方向梁底標(biāo)高相差太大已經(jīng)影響人的觀感，還應(yīng)注意對梁底標(biāo)高較高的地方的管線標(biāo)進行整體上調(diào)。

情況三：樓層結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高分布規(guī)律是按區(qū)域分布的，不同區(qū)域梁底標(biāo)高相差較大，如地下室人防區(qū)與非人防區(qū)。這種情況下，方案階段管線初定的標(biāo)高同樣也應(yīng)該根據(jù)較大梁高進行初定，但是注意在梁底標(biāo)高變化區(qū)域交接地方進行各層管線的整體調(diào)整。

初定標(biāo)高不合理的原因主要如下：一是方案階段未合理找出初定管線標(biāo)高的梁底標(biāo)高，初定管線標(biāo)高的梁底標(biāo)高應(yīng)該是大部分大梁的底標(biāo)高而不是個別大梁的底標(biāo)高；二是樓層結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高分布規(guī)律是按區(qū)域分布的，不同區(qū)域梁底標(biāo)高相差較大。如何快速找出初定標(biāo)高不合理的地方所在，可以通過過濾器與高程點進行輔助查找。結(jié)合碰撞檢查與局剖剖面有利于管線空間優(yōu)化快速調(diào)整。

3.5 機房、管井深化

機房、管井建模前，要收集好機房、管井內(nèi)設(shè)備型號、管路連接方式、管路附件連接方式，最好與現(xiàn)場安裝負(fù)責(zé)人結(jié)合確定。機房、管線建模可與樓層管網(wǎng)深化同步進行，但優(yōu)化調(diào)整應(yīng)在樓層管網(wǎng)深化后進行。機房深化時，模型建立要完整，機房內(nèi)設(shè)備型號、管路連接方式、管路附件連接方式應(yīng)與實際相符合，如沒有符合的族，可以用其它類擬的族代替，但應(yīng)留一定富余空間。管井深化應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)圖與各樓層平面入井管線綜合考慮布置。某工程消防水泵房深化模型如圖6所示。

圖6 某工程消防水泵房（優(yōu)化后）

4 優(yōu)化出圖

出圖是對管線優(yōu)化成果的基本展示，應(yīng)建立企業(yè)機電安裝工程BIM 出圖規(guī)范（可參考鴻業(yè)科技建模出圖標(biāo)準(zhǔn)），優(yōu)化出圖中應(yīng)注意以下技巧：

1）瀏覽器視圖組織：視圖組織一定要清晰，以便不同專業(yè)間協(xié)同工作，每個人最好在個人所用視圖后加上后綴以便區(qū)分。視圖務(wù)必標(biāo)記清晰，以協(xié)同工作時他人防誤刪有用視圖。

2）過濾器的應(yīng)用：通過過濾器的設(shè)置顯示的專業(yè)，以便進行各專業(yè)出圖；由于revit 中對于電氣專業(yè)未設(shè)置系統(tǒng)概念，建議電纜橋架管線配色采用過濾器進行設(shè)定，而管線的配色建議在管道系統(tǒng)和風(fēng)管系統(tǒng)中進行設(shè)定，以防在進行漫游展示時，導(dǎo)出到其它軟件時出現(xiàn)材質(zhì)丟失。

3）視圖樣板的應(yīng)用：視圖樣板中包含一系列視圖屬性，例如，視圖比例、規(guī)程、詳細(xì)程度以及可見性設(shè)置。使用視圖樣板可以設(shè)置視圖應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，幫助確保遵守公司標(biāo)準(zhǔn)，同時要注意視圖樣板在不同項目間的傳遞，以實現(xiàn)各專業(yè)快速出圖。

4）不同樓層間相同注釋內(nèi)容的復(fù)制：這里主要指的是軸網(wǎng)尺寸標(biāo)注，最好的方法是先標(biāo)注一個平面圖，然后通過帶節(jié)點復(fù)制視圖快速實現(xiàn)軸網(wǎng)尺寸標(biāo)注。

5）CAD 建筑底圖參照：對于沒有進行建筑建模的項目，在機電出圖中管線可能會因缺少建筑參照顯得不十分明了，出圖時可以對CAD 建筑底圖進行處理作為機電專業(yè)參照。

某工程標(biāo)準(zhǔn)層管井優(yōu)化后平面出圖及剖面出圖如圖7-圖8所示。

圖7 某工程標(biāo)準(zhǔn)層管井平面優(yōu)化出圖

圖8 某工程標(biāo)準(zhǔn)層管井1-1 剖面優(yōu)化出圖

5 結(jié)語

1）BIM 從業(yè)者機電管線綜合過程中應(yīng)注意積累機電安裝知識，現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)積極掌握BIM，只有將BIM技術(shù)與專業(yè)知識相結(jié)合，才能更好地促進BIM 技術(shù)應(yīng)用落地。

2）基于BIM 技術(shù)進行管線綜合時，現(xiàn)場專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)提前介入，從專業(yè)角度確定各專業(yè)的空間分布，減少BIM 管線反復(fù)調(diào)整次數(shù)，提高管線綜合調(diào)整效率。

3）管線綜合調(diào)整過程應(yīng)充分利用軟件自帶的過濾器與高程點命令輔助綜合調(diào)整，同時注意修改碰撞點時revit與navisworks 軟件的配合使用。

4）優(yōu)化出圖時，應(yīng)充分利用軟件功能，如視圖組織、過濾器、視圖樣板，充用BIM 三維可視化特性，對復(fù)雜節(jié)點進行直觀展示，輔助現(xiàn)場施工。