徐旺，趙會巖，張新濤，董文斌 （中建五局第三建設(shè)有限公司天津分公司，天津 300000）

0 引言

如今，建筑信息模型已被建筑、工程、施工、設(shè)計行業(yè)進行廣泛采用，這種數(shù)字模型技術(shù)允許在計算機環(huán)境中對施工項目進行建模，同時進行各種分析和模擬。

管道系統(tǒng)的目的是將流體從開始端輸送至末端。多個管道系統(tǒng)的布局優(yōu)化、安裝施工順序、空間協(xié)調(diào)、保證凈高是施工建筑主要要解決的問題，對于住宅型民用建筑來說，主要體現(xiàn)在地下室的機電安裝工程，為保證業(yè)主的車輛進出、觀感效果，對單獨管道進行最佳布局，形成管線的綜合排布，以便在各種約束條件下不會發(fā)生沖突，減少施工過程中的繁瑣、勞動力密集、容易出錯、耗時耗工的現(xiàn)象，將施工成本降到最低。通過BIM 的方法，根據(jù)各種管線的布局設(shè)計的安裝、經(jīng)濟等要求，在建模過程中就考慮之后的各專業(yè)管線之間的碰撞、機電專業(yè)與結(jié)構(gòu)、建筑的碰撞，避免在施工再次出現(xiàn)預(yù)見性的問題，減少施工的時間成本。

現(xiàn)以玖樾府地下車庫的機電安裝為例，對BIM 技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用進行闡述。

1 項目介紹

該項目總體建筑面積約為14 萬m2，地上31 棟單體，2 個獨立的地下車庫，地下車庫總建筑面積約5萬m2，包括人防區(qū)和非人防區(qū)。整個項目的機電工程比較復(fù)雜，機電工程內(nèi)容為人防戰(zhàn)時通風工程、平時通風工程、通風空調(diào)工程、給排水工程、采暖工程、電氣工程、弱電工程、智能化工程等。地下車庫模型如圖1、圖2所示。

圖1 B地塊地下車庫管綜

圖2 E地塊地下車庫管綜

該工程具有場地面積小但建筑物建筑面積大、施工管理困難較大、施工周期短、施工質(zhì)量要求高等特點。機電施工重難點為地下車庫頂板采用可拆模殼密肋梁頂板，致使頂板管線安裝凈高不好控制，以及車道部位管線比較密集、對綜合管線排布要求高、專業(yè)安裝單位較多、交叉施工作業(yè)困難較大、各專業(yè)成品保護比較困難和施工工序復(fù)雜是該項目地下車庫安裝需要解決的主要問題，同時地下室設(shè)備用房多，人防設(shè)備間、消防泵房、給水泵房、太陽能給水泵房、高低壓配電間、送排風機房、紅號站、換熱站等功能用房較多，各專業(yè)管線交叉布置密集，功能用房的設(shè)備安裝是該項目的另一大問題。

2 BIM技術(shù)在安裝工程中的應(yīng)用

對建立模型進行碰撞檢查，深化圖紙設(shè)計，提供各專業(yè)模型出圖（平面圖、剖面圖、局部細化圖）。原則為根據(jù)設(shè)計院所出平面圖進行套圖建模，對土建設(shè)計部優(yōu)化的建筑結(jié)構(gòu)圖紙進行比對，進行各專業(yè)與建筑專業(yè)的碰撞檢查，有特別復(fù)雜位置的管線排布進行更深一步的深化檢查。很多情況是制作出機電安裝的各專業(yè)的深化碰撞，對現(xiàn)場的實際安裝沒有考慮到位，施工順序、安裝空間是否合理更需要進一步的考慮，不然將會致使模型無法指導(dǎo)現(xiàn)場施工，BIM 技術(shù)旨在協(xié)同管理，提前預(yù)見，管線綜合完成的標準，為進行結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與機電安裝、機電安裝各專業(yè)間的碰撞檢測，出碰撞報告，優(yōu)化產(chǎn)生的洞口（一次結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)）位置，進行提前預(yù)留[1]，設(shè)備管線的綜合排布必須將所有管線全部合成在一個圖上，對土建存在碰撞位置進行調(diào)整，尤其是一些特殊設(shè)備的安裝，還需與廠家協(xié)商是否可以進行安裝調(diào)整。

2.1 功能用房設(shè)備、管線

設(shè)計院所出二維圖紙無法直觀地體現(xiàn)出各功能用房的設(shè)備安裝情況，很容易出現(xiàn)安裝位置不滿足設(shè)備連接件的尺寸要求的情況。管線走向也會影響后期檢修、維護，通過對2D 圖紙建模為3D 模型，將設(shè)備進行選型（如圖3 所示），能夠直觀地了解設(shè)備安裝是否符合要求，增加漫游效果，顯示出人員進出檢修時是否操作方便，對設(shè)備間的管線進行優(yōu)化設(shè)計，減少后期的返工率，一步到位。安裝過程中將會減少很多過去施工方式所產(chǎn)生的常規(guī)問題，對設(shè)備及管線進行安裝排序，既節(jié)省成本，又能夠減少安裝工期，不影響下一道工序的插入[2]。設(shè)備機房的深化必須出圖，將各個安裝位置的尺寸進行詳細標注，平面圖、側(cè)面圖、剖面圖等圖紙必須一樣不少，施工人員能夠更加直觀地了解，交底過程中將各類設(shè)備安裝進行細化交底，增加模型漫游交底，完全按照模型所顯示的進行安裝[3]。

圖3 水泵房優(yōu)化后三維模型

2.2 地下室綜合管線

該項目地下車庫管線系統(tǒng)主要包括通風管道、消防管道、給水管道、排水管道、噴淋管道、強電橋架、弱電橋架、消防橋架、照明橋架，系統(tǒng)較多，同時地庫頂板為模殼密肋梁構(gòu)造，尤其是在車道位置，管線極其密集，排布非常麻煩。

管線排布過程中確定風管和無壓管道位置后，其他的就是各種有壓管、橋架等管道。這種管道的翻彎、登高過管道相對來說比較方便靈活。各專業(yè)管道在按照墻體或梁水平布置時需注意：保溫管靠里非保溫管靠外；金屬管道靠里非金屬管道靠外；大管靠里小管靠外；支管少、檢修少的管道靠里，支管多、檢修多的管道靠外[4]。注意管道之間的間距。一方面要保證同一高度上盡可能排列更多的管道，增加凈高；另一方面要保證管道之間留有檢修的空間。管道距墻、柱以及管道之間的凈間距應(yīng)不小于100mm。如碰到大型風管與土建梁發(fā)生碰撞或影響凈高的情況，與設(shè)計院進行協(xié)商，在若不影響風量的情況下，進行風管的管井調(diào)整，從而保證凈高。

以此處為例，地庫頂板標高為3810mm，板厚160mm，模殼尺寸為480mm，密肋梁底3170mm，所使用的空間僅為3170mm，同時布置風管、水管、橋架管線，此區(qū)域凈高要求2600mm，風管尺寸為1200x320mm，底為2800mm。底部由于噴淋主干管無法上翻因此造成與照明線槽穿插，噴淋管徑為1500mm，照明線槽為100mm，底為2500mm，解決辦法只能修改風管尺寸，保證凈高，如圖4、圖5所示。

圖4 局部管線密集平面圖

圖5 局部管線密集三維軸測圖

對地下車庫管線進行模型深化，遵循排布要求，有壓讓無壓，小管讓大管，電管讓水管，水管讓風管，目的是提高地下室凈空，減少排布碰撞及合理優(yōu)化路由，大管優(yōu)先，且大截面、大直徑的管道等占據(jù)的空間較大，金屬管避讓非金屬管。電氣避熱避水，消防水管避讓冷凍水管[5]。附件少的管道避讓附件多的管道，進行管線的排布，如圖6所示。

圖6 地下車庫局部管線布置圖

2.3 工程算量

BIM 建模軟件同時兼容工程量計算，對項目建模所繪制的管道、管件、設(shè)備可進行工程量統(tǒng)計，數(shù)量準確，在施工圖算量過程中可以進行參考，但要求模型繪制的精準度達到可算量標準，通過軟件內(nèi)部的明細表，對各個系統(tǒng)進行劃分，只要現(xiàn)場完全按照交底模型進行施工，對同種類型的圖元進行準確編輯，統(tǒng)計時才不會出現(xiàn)誤差，各個專業(yè)的型號類別提前設(shè)定，可在安裝之前對材料進行場外加工，減少施工過程中安裝時間，提高施工效率[6]?，F(xiàn)場施工盡量保證人等材料，少出現(xiàn)材料等人現(xiàn)象。完全按照建模圖紙進行半成品加工，現(xiàn)場對半成品進行安裝，這種方式統(tǒng)計出來的工程量不會出現(xiàn)錯誤，不僅在正式工程中可以運用，在工程項目的臨時設(shè)施的算量中也很便捷，例如現(xiàn)場臨水臨電安裝工程量的統(tǒng)計，完全按照前期的項目規(guī)劃好的路由進行安裝，過程中比對現(xiàn)場與模型的誤差及時進行調(diào)整，最終在進行結(jié)算時可作為重要依據(jù)。

3 結(jié)論

經(jīng)過對該項目地下車庫進行的BIM技術(shù)應(yīng)用可得到以下結(jié)論：

①建?？蓪こ添椖繉崿F(xiàn)更加直觀的管理，管線位置排布可進行提前預(yù)見，提前進行結(jié)構(gòu)建筑上的避讓；

②機電安裝的建模應(yīng)用更能體現(xiàn)BIM 技術(shù)的可用性，通過對各專業(yè)碰撞位置的細部檢查、分析房間的凈高、設(shè)備安裝的位置等，老舊的機電安裝施工過程中出現(xiàn)的問題將會大大降低，降低返工維修率，降低項目的施工成本；

③進行工程量統(tǒng)計，為項目提供一個直觀性的參考，節(jié)省成本。