BIM技術在大型商業項目管線綜合排布中的應用

劉文超 孫夢晗 李玉濤 吳 健 劉 麗

中建一局集團第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概況

宣城萬達廣場項目為綜合性商業購物中心，位于安徽省宣城市水陽江大道與景德路交口東北角，地下1層，地上4層、局部5層，包括室內步行街、運動集合店、影院、地下超市及設備用房等。建筑高度31.4 m，總建筑面積為106 195 m2。

2 施工難點

本工程為大商業建筑，對環境要求較高，各種機械設備較多，造成機電管線系統繁多，管線錯綜復雜，對空間凈高要求非常嚴格。由于機電管線施工前需考慮各專業管線走向、安裝空間以及管道間距等，從而需要大量的協調工作，合理安排各專業的安裝順序、預留操作空間等，故施工前即需對機電管線做綜合排布，但地下室公共走道內與室內步行街公共區域的管道交叉嚴重，傳統的二維圖紙無法滿足現場施工要求。

3 BIM技術在機電管線綜合排布中的應用

BIM具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點[1-2]。在傳統的工程項目建設過程中，常需花費大量的人力、物力和費用來彌補由于管線碰撞引起的拆改、返工。利用BIM技術進行管線深化設計，可以在很大程度上避免這些不必要的浪費，且在碰撞檢查的基礎上，為滿足工程的凈高要求、檢修帶預留、施工操作空間、支吊架的架設及管線的實際具體位置，還可在建立完成的BIM模型中進行合理的排布，減少在施工過程中存在的管線交叉和返工現象，達到優化空間、方便施工的目的。

3.1 地下室功能房間走廊及貨運通道管線綜合排布

宣城萬達廣場安裝工程機電設計包括消防系統、給排水系統、電氣及弱電系統、空調風系統、空調水系統、空調新風系統、通風與防排煙系統等，幾乎包含了常用的全部機電系統，其中，又以地下室最為突出。

3.1.1 施工難點

該工程地下室功能房間走廊處空間狹小，且所有專業的主管線均需從此位置通過；地下室貨運通道入口處凈高3.6 m。設計院出具的施工圖僅為各專業施工圖，并無標高標注，若各專業施工人員按專業圖紙施工，在施工過程中必然會發生碰撞，甚至造成拆改返工現象，從而導致浪費材料、拖延工期[3-4]。

3.1.2 采取的措施

在用BIM建立完模型后，專業人員根據基本的管線綜合設計原則對各專業管線進行綜合排布，對管道的路由、標高、翻彎，以及空間狹小處是否應用公共支吊架，均在調整好的BIM模型中得到體現。

在對各專業施工人員進行交底時，我們分別進行各專業的交底，把調整好的模型導出CAD圖紙，下發給施工班組。在復雜的區域，我們還會導出剖面圖并制作成二維碼，張貼在現場以便工人隨時查看。

3.1.3 施工效果

盡管地下室公共走廊區域空間狹小，但由于有了BIM指引，各專業工作得以開展。且在管線施工完成后，因有BIM模型作為依據，故在后期維護維修工作中利用BIM模型可以輕松便捷地確定各專業管道的位置，方便了后期維修、維護工作（圖1）。地下室貨運通道凈高要求3.6 m，經過BIM優化，完美地解決了凈高的指標要求（圖2）。

圖1 地下室功能房間走廊施工完成

圖2 地下室貨運通道施工完成

3.2 機電管線施工模擬

施工模擬是在BIM模型的基礎上附加時間維度，將機電管線的施工順序以4D動態的方式展現出來。由于該工程功能用房和地下室走道管線密集，管線需要垂直排布，集中位置可達4～5層管線，此種情況下對于施工順序的統籌規劃尤為重要。在進行施工模擬時，先根據管線從上到下的原則進行計劃排布，然后將模型構件與進度計劃掛鉤，形成施工模擬視頻。

3.3 室內步行街公區的機電管線綜合

3.3.1 施工難點

室內步行街公共區域機電管線繁多，且有空調吊柜等設備，業主要求在靠近商鋪玻璃隔斷一側留寬600mm的通長檢修帶，在吊柜機安裝后僅剩寬1 000mm可安裝水管及橋架，這就使僅有的空間變得更加緊張，突現以下難題：

1）通長檢修帶將被管道擋住，無法上人。

2）吊柜機無空間來接駁水管及閥門。

3）后期電纜也無法敷設。

4）層高5.1 m，而精裝吊頂凈高3.3 m（以2、3、4層為例），梁高0.75 m；使吊頂內機電安裝高度極為有限，施工難度極大。

3.3.2 采取的措施

根據施工難題，我們利用BIM進行管線綜合排布（圖3），制訂不同方案，采取了以下措施：

1）控制風管尺寸。在風管截面積不變的情況下適當調整風管寬高比例，吊柜機處橋架上翻梁窩（橋架上翻梁窩后可提升吊頂處檢修空間凈高，利用可拆卸的礦棉板檢修帶進行吊柜、閥門等調試及檢修）。

2）將消防主管、空調主管移至商鋪內安裝，以最大程度地增加步行街吊頂內檢修空間。

圖3 步行街管道綜合排布

3.3.3 施工效果

經過多次方案的分析與修改，前述難題終得順利解決，不僅拓展了檢修空間，也取得了不錯的視覺效果（圖4、圖5）。

圖4 空調吊柜處管線安裝完成

圖5 空調主管移位后管線安裝完成

3.4 屋面人員通行路線優化

該項目屋面管線與風機設備繁多，包括油煙凈化機組、新風風機、排煙風機、冷卻塔、燃氣管道、電器橋架、空調冷卻水水管等，應建設方業主要求，需對屋面設備進行排布優化，并預留維修、維護人員通行路線[5-6]。

同樣，我們通過BIM技術對屋面的設備及管線進行建模，并建立了適合本項目的各種設備族，管線與設備間互相影響都以三維方式清楚地展現。優化過程中，在主要通行路線中，有一些管線不可避免的需要通過，遂采用設置過橋梯的方式來實現（圖6）。

其后，我們利用BIM技術的三維可視化特性，對屋面主通道進行虛擬漫游，確保主通道人員通行通暢，確保檢修人員行走路線無障礙，可以順利到達每個檢修點（圖7）。

圖6 屋面過橋設置

圖7 屋面主通道漫游

4 結語

在宣城萬達廣場項目工程中，我們采用了較為完整的BIM全專業技術，以及多方參與的協同工作，取得了一定的成果。在此過程中，也總結了一些經驗與教訓，希望與大家共勉：

1）在建立模型前要制訂統一標準，否則在后期整合模型時會很混亂。

2）利用Revit出圖交底時，標注要詳細，不要漏標，Revit圖紙與CAD圖紙有一定的差異，現場施工人員對這種圖紙不一定適應。在交底時要盡可能的詳細，必要時可利用三維視圖和虛擬漫游讓現場施工人員理解管線的立體空間排布。

3）BIM管線經綜合優化后，現場施工需嚴格按照調整好的模型進行施工，即使與藍圖有差異，也要以調整后的模型為準。