李清疆 王成蓮

摘 ? ?要：BIM（Building Information Modeling）技術(shù)在機電工程管道中的應(yīng)用較為復(fù)雜。利用BIM技術(shù)對機電管線進行碰撞檢查和管綜排布，可以實現(xiàn)管道走向、安裝高度及排布的優(yōu)化設(shè)計，便于工程實施安裝，實現(xiàn)空間最大化利用等。基于BIM技術(shù)應(yīng)用，分析在設(shè)計過程中對管綜集成優(yōu)化，從碰撞檢查、設(shè)備管線排布、虛擬建造等方面對項目進行建模分析及優(yōu)化，保證管道維護空間、建筑整體凈高等需求。

關(guān)鍵詞：BIM;管線綜合;碰撞檢查

1 ?引言

人們對建筑功能的需求已由原始的“躲避惡劣氣候、自然災(zāi)害、防御野獸或敵人侵害”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的“安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居”，隨著社會的發(fā)展人們對建筑功能的需求也會更高，建筑工程中各種設(shè)備、管線也越來越復(fù)雜，在建筑工程管線綜合方面?zhèn)鹘y(tǒng)的二維設(shè)計圖已無法全面指導(dǎo)施工。BIM（建筑信息模型）為三維模型，可為建筑工程提供完整的、與實際一致的信息。尤其是在在管線排布優(yōu)化、碰撞檢查、虛擬施工等方面有效解決了管線布局錯綜復(fù)雜、提升整體凈高等問題，避免了項目設(shè)計變更和現(xiàn)場施工拆改，顯著提高了項目進度及效率。

2 ?采用BIM技術(shù)設(shè)計與傳統(tǒng)二維建筑設(shè)計的對比

以某建筑工程項目為例，就碰撞檢查、優(yōu)化排布及施工虛擬建造方面進行對比分析。

2.1 ?項目概況

本項目為某學(xué)校項目，主要以該項目地下空間為實例進行分析。本項目地下空間包括停車庫、食堂、舞蹈室等，功能較多，且地下空間凈高要求較高。導(dǎo)致地下空間機電設(shè)備、管線之間關(guān)系錯綜復(fù)雜，須對機電專業(yè)涉及的給排水、智能化、強電、消防、暖通空調(diào)之間的設(shè)備、管線交叉進行優(yōu)化處理。

2.2 ?傳統(tǒng)二維設(shè)計

項目機電設(shè)計主要包含給排水、暖通、電氣等三大專業(yè)，運用傳統(tǒng)二維設(shè)計在對各專業(yè)設(shè)計完成后分別出具平面圖。其各專業(yè)圖紙都涉及到后期的管綜排布，采用傳統(tǒng)二維設(shè)計進行機電設(shè)計只能表達單一截面或局部的管線綜合，很難對工程整體進行詳細(xì)的分析，管綜碰撞部分無法完全暴露及避免。根據(jù)二維圖紙對管線交叉的地方只能局部的進行調(diào)整，無法考慮到管線的連貫性，容易導(dǎo)致局部管線調(diào)整后其他的位置又發(fā)生碰撞。

2.3 ?BIM技術(shù)設(shè)計

采用BIM技術(shù)設(shè)計可提供完整的、與實際一致的信息。其設(shè)計成果如圖1項目管綜優(yōu)化局部三維視圖1所示。

采用BIM技術(shù)設(shè)計管線綜合有著明顯的優(yōu)勢及意義。根據(jù)項目梁下安裝凈高在三維模型中對各管線進行整體排布，在根據(jù)管線的走向調(diào)整平面位置，在遇到碰撞的地方利用梁彎對管線進行上翻，提升了項目整體凈高以及管線綜合的美觀。采用BIM技術(shù)設(shè)計可以很好的完成管線之間的協(xié)作，促進設(shè)計最優(yōu)化，同時可以保證與實際高度一致，并且可以準(zhǔn)確、及時的對信息進行轉(zhuǎn)換，從而減少設(shè)計階段及施工過程中的工作失誤，提高工作效率。

2.4 ?BIM技術(shù)在管線優(yōu)化中的運用

在機電安裝中，管綜系統(tǒng)越復(fù)雜，設(shè)備管線越多，管線布局就更為錯綜復(fù)雜，設(shè)計中的問題導(dǎo)致返工可能性就越大。在項目中采用BIM技術(shù)，通過revit軟件快速建模并利用模型完成深化設(shè)計，進行管線綜合優(yōu)化提前發(fā)現(xiàn)存在的問題并改正，減少了施工過程中的返工。

2.4.1 ?管線碰撞檢查

傳統(tǒng)的二維設(shè)計在對管綜進行深化設(shè)計時是對暖通、電氣、消防及弱電等相關(guān)專業(yè)施工圖平面圖疊合到一起，再按照一定的原則確定各種系統(tǒng)管線的相對位置，從而確定各管線的標(biāo)高，再對關(guān)鍵性部位繪制局部剖面圖。從而管線交叉的地方很難進行全面的分析，碰撞無法完全的暴露及避免;對管線有交叉的地方也為局部調(diào)整，沒有考慮管線的連貫性，便會導(dǎo)致解決了一處碰撞又帶來其他地方的碰撞。

利用BIM技術(shù)可以在管綜設(shè)計時，對其進行碰撞檢查，通過碰撞檢查在施工前盡早的發(fā)現(xiàn)已存在或有可能發(fā)生的問題，對施工中不合理的地方進行各單位的商討出最佳的施工方案及解決辦法，降低了二維設(shè)計施工的返工，提高施工效率以及質(zhì)量，縮短工期。

本項目在對各專業(yè)進行三維建模后，再根據(jù)最終應(yīng)用到施工現(xiàn)場的圖紙對模型進行調(diào)整，再對各專業(yè)模型進行整合形成一個全專業(yè)模型，利用revit軟件對全專業(yè)模型進行碰撞檢查，并自動生成碰撞報告，將碰撞點盡早的反饋給各方單位進行及時的溝通協(xié)調(diào)，減少在深化設(shè)計階段的管線碰撞及返工的現(xiàn)象。

2.4.2 ?優(yōu)化排布

傳統(tǒng)二維設(shè)計疊合的平面圖管線復(fù)雜繁亂，不能直觀的看出管線交叉部分。有時也會因為工程空間、結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，無法完全滿足設(shè)計原則，尤其是對凈高要求比較高的情況之下，需要根據(jù)現(xiàn)場對管線進行布置進行調(diào)整。

利用BIM技術(shù)可在碰撞檢查后，對各專業(yè)管線之間進行調(diào)整，調(diào)整好后再次對模型進行碰撞檢查，檢查無誤后在進入下一步的工作。在經(jīng)過對車庫凈高分析后，以滿足最大凈高要求對管線進行排布優(yōu)化。其優(yōu)化的目的主要是為了減少各專業(yè)之間的沖突，降低項目成本，提高施工進度。

基于BIM技術(shù)最終確定本項目的優(yōu)化方案為：①在確定好基本的排布原則后，以區(qū)域優(yōu)化的方式將車庫以防火分區(qū)分開進行優(yōu)化。②因本項目車庫層高過低，風(fēng)管主管道在主梁下100mm進行安裝; 噴淋主管貼主梁安裝，噴淋支管采用上接式貼次梁安裝;電纜橋架與消防水管底部與風(fēng)管底部對齊。③根據(jù)二維圖紙建立的機電模型發(fā)現(xiàn)大部分管線比較分散，為滿足后期支吊架的安裝，對部分管線進行了位置調(diào)整。并出具相應(yīng)的調(diào)整方案提交給設(shè)計方，經(jīng)設(shè)計方各專業(yè)設(shè)計人員溝通協(xié)調(diào)后對設(shè)計圖紙進行修改。④對設(shè)備房管線以及設(shè)備進行優(yōu)化排布，提升了設(shè)備房的凈高以及管線排布的美觀、整齊。

2.4.3 ?虛擬施工

傳統(tǒng)建筑設(shè)計無法對施工過程中可能存在的問題事先預(yù)料，導(dǎo)致在施工過程中存在許多的問題，而造成局部的拆改及浪費。在應(yīng)用BIM技術(shù)后可在施工前進行施工進度模擬，通過4D模型進行虛擬施工可直觀快速的將施工計劃及實際進展對比，同時有效協(xié)同，各個單位都能對工程項目存在的問題和情況了如指掌，極大的減少了項目在施工過程中的返工。

3 ?總結(jié)

管綜優(yōu)化工程采用BIM技術(shù)，有效地克服了傳統(tǒng)二維圖紙指導(dǎo)施工的弊端，有效的解決了多專業(yè)集成管理的問題，應(yīng)用BIM技術(shù)對各專業(yè)設(shè)計進行碰撞檢查，不僅能消除管線交叉問題，還能完善工程的設(shè)計，減少了在施工階段因為錯誤導(dǎo)致的拆改浪費及工期延誤，進而優(yōu)化了項目成本。BIM技術(shù)還可在三維模型進行細(xì)化之后，通過相關(guān)軟件進行貼近現(xiàn)實的模擬演示，在模型中不但能添加構(gòu)件的相關(guān)信息，還可直觀的查看構(gòu)件安裝過程。讓項目各方能對工程整體及細(xì)節(jié)都有了解，配合VR等技術(shù)可實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實，增加業(yè)主及相關(guān)人員的真實體驗感。運用BIM技術(shù)可以提高項目設(shè)計及施工的工作效率、準(zhǔn)確度，最終提高項目的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 吳英武，周家明，陳衛(wèi).BIM技術(shù)在建筑安裝工程中的運用[J].重慶建筑，2017（1）.

[2] 王健.大型地下室機電管線綜合的BIM技術(shù)應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2016（6）.

[3] 劉俊.BIM機電管線綜合與安裝施工[J].建筑技術(shù)，2019（7）.

作者簡介：

李清疆，男，重慶人，高級工程師，建筑專業(yè)，從事建筑技術(shù)、BIM應(yīng)用、建筑節(jié)能、綠色建筑、裝配式建筑、智慧建筑等方向的研究。