李 平（江蘇建科工程咨詢有限公司， 江蘇 南京 210018）

1 MagiCAD 軟件

1.1 MagiCAD 軟件的特點

（1）MagiCAD 數(shù)據(jù)集系統(tǒng)劃分清晰。

（2）機電產(chǎn)品族數(shù)十萬種，來自生產(chǎn)廠家的真實產(chǎn)品的尺寸、參數(shù)詳盡，可參與計算。

（3）人性化的搜索功能，快速查找所需構(gòu)件。

（4）“交叉”功能，可以在平面視圖上直接完成管道的交叉避讓調(diào)整。

（5）“更改特性”功能，可以完成諸如添加保溫層的操作。

（6）“選擇過濾器”功能，可以快速查找所選內(nèi)容進行替換。

（7）機電專業(yè)、建筑結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞功能，可以設(shè)置孔洞的預(yù)留規(guī)則。

（8）可控制導(dǎo)出 IFC 模型時需要包含的信息，可根據(jù)實際項目、環(huán)節(jié)的需要自定義屬性。

1.2 MagiCAD 軟件在機電安裝工程中管線綜合深化工作方法及流程

1.2.1 前期籌備事宜

（1）熟悉整理圖紙和設(shè)計說明。

（2）根據(jù)項目體量大小，選擇合理的項目協(xié)作方式：①體量較小的小型項目，采用分專業(yè)單文件方式建模（本項目運用該協(xié)作方式）；②體量適中的中型項目，采用中心文件工作集方式進行建模；③體量更大的大型項目，為了避免建?？D和將來模型集合時對電腦性能要求，一般采用分層分區(qū)中心文件方式進行建模。

（3）項目圖紙拆分和底圖處理。

（4）項目建立統(tǒng)一標(biāo)高軸網(wǎng)以及基于建模規(guī)范的項目樣板。

（5）土建模型搭建或處理。

（6）確定項目各區(qū)域最小凈高要求，或確定項目各區(qū)域精裝修吊頂標(biāo)高。

（7）項目各樓層分專業(yè)統(tǒng)籌排布豎向分區(qū)。先在 CAD中對機電所有專業(yè)進行套圖處理，篩選出管線最密集；然后排布空間最緊張區(qū)域，優(yōu)先進行初步統(tǒng)籌豎向分區(qū)排布。

（8）對機電安裝工程中部分專業(yè)不可避免的三邊工程，前期應(yīng)溝通甲方及相關(guān)設(shè)計施工單位，預(yù)留足夠空間區(qū)域。在機電工程中，如電業(yè)橋架、燃?xì)獾忍厥鈱I(yè)，極易形成三邊工程。圖紙滯后，可提前溝通甲方、相關(guān)專業(yè)設(shè)計部門和施工部門，索要方案圖和初步設(shè)計圖紙；溝通空間路由需求方，盡量在建模時預(yù)留足夠的排布空間，防止出現(xiàn)后期管線綜合（以下簡稱“管綜”）方案大幅修改。

1.2.2 分專業(yè)建模流程

（1）建模階段一。確定機電建模起始區(qū)域并繪制主管道。機電模型建模起始點優(yōu)先選擇各專業(yè)主管道密集區(qū)域、豎向空間緊張區(qū)域，對主管道進行分層的縱向排布。尤其要注意的是，在主管道距離土建墻梁柱等構(gòu)件處預(yù)留足夠空間，以防因土建施工誤差而造成現(xiàn)場無法安裝。

（2）管道綜合一。起始區(qū)域各專業(yè)主管道模型綜合，討論首版管綜豎向排布方案，校核標(biāo)高，機電建模小組負(fù)責(zé)人，組織各專業(yè)建模人員召開首次管線綜合排布方案協(xié)調(diào)會；通過對起始區(qū)域主管道模型綜合排布，對原初步管道豎向分區(qū)方案進行優(yōu)化，并提前預(yù)警凈高不足情況，協(xié)調(diào)甲方、設(shè)計部門對凈高不足區(qū)域管線走向路由及時進行調(diào)整；當(dāng)起始繪制區(qū)域凈高不足，需調(diào)整管道路由位置時，可先依據(jù)經(jīng)驗排布多版方案，然后再協(xié)調(diào)甲方、設(shè)計、施工等部門多維度地對方案進行比選（造價、施工工藝、設(shè)計要求、后期使用效果等），確定最優(yōu)方案。

（3）建模階段二。各專業(yè)基于首版管綜豎向排布方案，繼續(xù)繪制完善主管道，僅繪制各專業(yè)對凈高影響較大、管徑較大的主要管道且不分區(qū)域。

（4）管道綜合二。主管道整體模型綜合，優(yōu)化排布多版平面排布方案，校核標(biāo)高；機電建模負(fù)責(zé)人組織第二次模型綜合；根據(jù)機電管線碰撞調(diào)整原則對主管道碰撞點進行逐項調(diào)整、排除，校核標(biāo)高；排布多版多專業(yè)主管道平面優(yōu)化排布方案。

（5）協(xié)調(diào)會一。機電建模負(fù)責(zé)人組織第一次多方、多部門管綜協(xié)調(diào)會。管綜協(xié)調(diào)會盡量要求業(yè)主方、施工部門（土建、精裝、安裝、各相關(guān)專業(yè)分包）、設(shè)計部門等多方多部門參與，多專業(yè)主管道平面優(yōu)化排布方案的確定要綜合考慮造價成本、施工工藝要求（含精裝標(biāo)高要求）、設(shè)計要求、后期運維等多方面因素，經(jīng)綜合考慮，由業(yè)主方敲定最終方案。

若出現(xiàn)大面積主管道交叉碰撞，則提前預(yù)警，溝通甲方通知設(shè)計單位更改主管道管線走向及路由方案；防止出現(xiàn)碰撞調(diào)整，導(dǎo)致項目造價大幅上升；最終須取得甲方及其他相關(guān)部門對第二次管綜優(yōu)化平面排布方案的書面認(rèn)可。

（6）建模階段三?；诠芫C平面優(yōu)化排布方案，在各專業(yè)主管道模型基礎(chǔ)上繼續(xù)繪制主要設(shè)備及分支管道；各專業(yè)主要設(shè)備位置提前與甲方、精裝修單位溝通確認(rèn)；確認(rèn)位置無大量變動后布置設(shè)備及連接分支管道；防止出現(xiàn)機電施工圖紙與精裝修圖紙設(shè)備位置不符，影響精裝修效果及做法；在主管道優(yōu)化排布方案得到甲方、設(shè)計等部門的書面認(rèn)可后，在此基礎(chǔ)上深化管網(wǎng)中主要設(shè)備及連接的分支管道；防止主管道后期發(fā)生大量變動，加大已細(xì)部深化模型的變動工作量。

（7）管道綜合三。細(xì)化主要設(shè)備及分支管道后的模型綜合，解決碰撞，優(yōu)化排布方案，校核標(biāo)高。機電建模負(fù)責(zé)人組織召開第三次管綜優(yōu)化方案協(xié)調(diào)會。首先排除繪制分支管道后的碰撞點，校核標(biāo)高是否符合規(guī)范、設(shè)計及甲方使用要求；對于碰撞點密集區(qū)域，或者凈高不能滿足要求區(qū)域，會同甲方、設(shè)計院、施工部門相關(guān)人員共同協(xié)商，決定是否對管綜排布方案作出適當(dāng)調(diào)整，確定調(diào)整方案。

（8）協(xié)調(diào)會二。機電建模負(fù)責(zé)人組織第二次多方、多部門管綜協(xié)調(diào)會。管綜協(xié)調(diào)會盡量要求業(yè)主方、施工部門、設(shè)計部門等多方多部門參與，各相關(guān)單位從各自角度對模型進行審核，提出最終意見。甲方重點從使用功能、預(yù)算成本上提出修改意見；施工單位從施工工藝做法及要求上提出修改意見，并提出設(shè)備檢修口預(yù)留位置、個數(shù)等需求；精裝修單位校核機電模型標(biāo)高是否與精裝修設(shè)計標(biāo)高及做法沖突，設(shè)備位置、檢修口與精裝修設(shè)計或做法有無沖突；設(shè)計部門校核深化后模型是否有不符合設(shè)計要求區(qū)域；以上單位意見書面歸檔，綜合各單位意見，形成最終管綜優(yōu)化方案，并對模型進行對應(yīng)調(diào)整，調(diào)整后模型交付相關(guān)單位復(fù)核，復(fù)核無誤后書面確認(rèn)。

（9）建模階段四。進一步細(xì)部處理及細(xì)部設(shè)備布置；滿足平面施工圖紙出圖要求和甲方合同 BIM 相關(guān)條款要求；對模型進行細(xì)部處理后，即完成管綜建模階段；管綜模型即可進一步進入深化應(yīng)用階段并按甲方相關(guān)要求進一步完善模型、信息，形成竣工模型。

2 工程概況

江蘇省政務(wù)服務(wù)中心及公共資源交易中心項目用地面積 34 654.8 m2，地上 8 層，地下 2 層，建筑高度34.6 m，二期規(guī)劃總建筑面積 98 188.04 m2，其中地上部分 63 595.59 m2，地下部分 34 592.45 m2，由政務(wù)服務(wù)中心、資源交易中心、后臺審批、汽車庫等功能組成；機械停車位 1 267 個、非機動車 2 071 個、窗口數(shù)232 個；幕墻總面積為 25 957.78 m2；鋼結(jié)構(gòu)平面呈扇形布置，鋼結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu)形式（如圖 1 所示）。

本項目重點難點：（1）專業(yè)系統(tǒng)多導(dǎo)致交叉作業(yè)多，協(xié)調(diào)工作量大；（2）本項目總體高度限高的問題，每層樓的凈高控制嚴(yán)格；（3）公共空間、走廊空間小，管線復(fù)雜密集，凈空控制要求嚴(yán)；（4）本工程創(chuàng)國家優(yōu)質(zhì)工程獎，管道在不影響使用功能的前提下要滿足設(shè)計及施工規(guī)范，排布合理，管線清晰且美觀；（5）地下室地源熱泵泵房管線復(fù)雜。

圖 1 屋頂管線綜合三維圖

3 MagiCAD 軟件在機電安裝工程中的應(yīng)用

3.1 碰撞檢查及管線綜合

本工程屋面有 8 層屋面和 6 層屋面兩種層面屋面，屋面涉及空調(diào)風(fēng)、消防水、空調(diào)水、強電等多種管線，屋面有精密空調(diào)、VAV 外機、冷卻塔等較大設(shè)備，且為上人屋面?？紤]本工程是創(chuàng)優(yōu)項目，屋面管線綜合排布既要滿足規(guī)范要求，又要滿足創(chuàng)優(yōu)要求。經(jīng)碰撞檢查發(fā)現(xiàn)，8 層屋面碰撞點 21 處，6 層屋面碰撞檢查點 13 處。經(jīng)過 BIM 排布，6 層屋面充分考慮屋面綜合利用支吊架及美觀，屋面的消防管線及供回水管道底部統(tǒng)一高度為出屋面 600 mm，屋面風(fēng)管底部標(biāo)高為 480 mm，精密空調(diào)強電橋架底部標(biāo)高 420 mm，消防橋架底部標(biāo)高為 600 mm。

3.2 施工深化設(shè)計

施工深化設(shè)計主要是提升深化后建筑信息模型的準(zhǔn)確性和可校核性。將施工操作規(guī)范與施工工藝融入施工作業(yè)模型，使施工圖滿足施工作業(yè)的需求。

（1）位置：2 樓 13 軸-14 軸交 G 軸-J 軸。

（2）調(diào)整前：空調(diào)送風(fēng)管道與排煙管道十字交叉，因空調(diào)送風(fēng)寬度為 2 500 mm，次梁間距為 2 000 mm，排煙管道無空間上翻，只能分層排布，分層排布后排煙風(fēng)管底標(biāo)高 3 300 mm，送風(fēng)風(fēng)管底部標(biāo)高為 2 570 mm，此處吊頂標(biāo)高要求最低 2 700 mm，局部 2 900 mm，不能滿足吊頂標(biāo)高要求。

（3）經(jīng)設(shè)計確認(rèn)BIM深化調(diào)整后：從J軸-K軸排煙風(fēng)管處另外開三通繞過送風(fēng)風(fēng)管，此處凈高 2 970 mm，滿足吊頂標(biāo)高要求（如圖 2 所示）。

圖 2 優(yōu)化前后的對比

3.3 豎向凈空優(yōu)化

豎向凈空優(yōu)化主要是基于各專業(yè)模型，優(yōu)化機電管線排布方案，對建筑物最終的豎向設(shè)計空間進行檢測分析，并給出最優(yōu)的凈空高度。

（1）位置：1 樓 2 軸-4 軸交 H 軸-G 軸，此處為走道。

（2）調(diào)整前：空調(diào)風(fēng)管緊貼梁底敷設(shè)，消防管道、噴淋管道在中間層，最下面一層為強電橋架，橋架底部凈高為 4 050 mm，該處吊頂標(biāo)高 4 150 mm，不能滿足吊頂標(biāo)高要求。

（3）根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整后：噴淋管道、消火栓管道一直順沿往下不橫跨橋架，此處最低凈高為 4 250 mm，可滿足吊頂標(biāo)高要求（如圖 3 所示）。

圖 3 施工效果圖

3.4 BIM 出圖

以剖切三維設(shè)計模型為主，二維繪圖標(biāo)識為輔，局部借助三維透視圖和軸測圖的方式表達施工圖設(shè)計。減少傳統(tǒng)二維設(shè)計的平面、立面、剖面的不一致性問題；盡量消除各專業(yè)、系統(tǒng)間設(shè)計表達的信息不對稱，為后續(xù)設(shè)計交底、施工階段深化設(shè)計提供依據(jù)。本項目地下 2 層地緣熱泵泵房管線復(fù)雜、種類較多，利用 BIM 技術(shù)將空間與平面按照規(guī)范及設(shè)計要求進行排布，滿足創(chuàng)優(yōu)要求。對于復(fù)雜的機房，輸出各專業(yè)平面圖、管線綜合平面圖、局部剖面圖（見圖 4）、三維圖（見圖 5）等，以滿足現(xiàn)場施工交底要求。

圖 4 地源熱泵機房BIM優(yōu)化平面圖

圖 5 地源熱泵機房BIM優(yōu)化三維標(biāo)注圖

3.5 準(zhǔn)確預(yù)留預(yù)埋定位

地下室人防部分涉及大量的預(yù)留預(yù)埋，利用 BIM 設(shè)計出具體的管線預(yù)留預(yù)埋圖紙，圖中能詳細(xì)反映管道預(yù)留孔洞與建筑、結(jié)構(gòu)的相對位置。施工單位根據(jù)預(yù)留預(yù)埋圖紙進行現(xiàn)場預(yù)留預(yù)埋，以免二次開洞（如圖 5 所示）。

圖 5 效果圖

4 工程應(yīng)用效果評價

本項目利用 MagiCAD 軟件，以原二維 CAD 圖紙為依托，設(shè)計范圍涵蓋了空調(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、噴淋水系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等各個管路系統(tǒng)，真實反映了各系統(tǒng)管線間的位置關(guān)系，從中發(fā)現(xiàn)了一些設(shè)計中不易察覺的問題，如管線在局部高度上與結(jié)構(gòu)梁的碰撞、各管線間的碰撞等。據(jù)此，對管線的布置和標(biāo)高進行了相應(yīng)的修正，杜絕了在施工過程中因傳統(tǒng)二維設(shè)計而經(jīng)常遇見的管線碰撞情況，解決了大量的現(xiàn)場問題，使施工過程變得更加順利，不僅提高了項目部的工作效率，而且保證了工期、降低了成本，實現(xiàn)了項目精細(xì)化全過程管理，同時提高了項目管理水平及核心競爭力。

5 結(jié) 語

本項目運用 MagiCAD 軟件，組織召開了監(jiān)理內(nèi)部會議32 次，施工單位及業(yè)主內(nèi)部協(xié)調(diào)會 23 次，設(shè)計院協(xié)調(diào)會8次，處理變更 33 處。在實施過程中解決了 697 處碰撞，優(yōu)化室內(nèi)凈高多處，解決了現(xiàn)場大量的問題，減少了專門開展現(xiàn)場協(xié)調(diào)組織工作所需的施工管理人員。該項目BIM運用成果受到了各參與單位的一致好評。