基于PKPM-BIM技術的地下室管線綜合設計應用研究

鄭晏芝，張梅香，劉博，吳彥，扶嘉

（中機國際工程設計研究院有限責任公司，長沙 410000）

1 引言

PKPM是一套集建筑、結構、設備（給排水、采暖通風空調、電氣）設計于一體的集成化CAD及BIM系統，提供二維、三維圖形平臺的支持[1]。現階段，緊跟政府大力推廣裝配式建筑的大潮，裝配式建筑越來越多，常規的拆分工具是利用二維軟件進行，不僅費時且不可觀。PKPM-BIM提供了正向的三維裝配式建筑設計，有利于推進裝配式建筑的發展。

目前，裝配式建筑拆分針對的均是地上部分建筑，PKPMBIM是行業里面走在技術前例的裝配式軟件。現有市場上軟件的開發均以建筑結構為主，機電專業為輔的模式進行，整個行業的現狀是機電專業的應用效果不佳，導致整個項目的三維正向設計難度加大。

本文的目的是考慮整個項目不進行拆分的地下室部分的管線綜合是否能夠利用同一軟件進行三維的正向設計，以期摒除不同軟件之間對接存在的問題。

2 項目環境

2.1 項目概況

本文示例為1、2層地下室，包括車庫與設備用房，負2層平戰結合，設置3個防護單元，地下室建筑信息見表1。

表1 地下室建筑信息

本項目的應用以完成地下室的管線綜合為主，三維模型建立時以機電為主，建筑結構為輔，建筑結構配合管綜完善梁、柱、樓板、磚墻即可。

2.2 項目周期

項目的啟動時間為2019年3月中旬，由于參與人員均為初次采用PKPM-BIM進行管線綜合協同項目，與各方配合的工作較多，管線綜合調整過程中軟件的應用以及輕量化成果的制作過程花費時間較多，2019年5月底完成成果交付。

2.3 項目環境

本文將項目環境分為以下5大類。

1）圖紙環境：是指項目進行三維管線綜合時需要具備完善的二維施工圖紙。本項目除具有常規的二維單專業施工圖紙外，還具備二維管線綜合圖紙。圖紙環境的優劣對三維管線綜合的進行有很大的影響。

2）電腦配置環境：是指項目進行時設計人員所采用的電腦配置情況。本項目統一采用云桌面的形式，所有數據保存在云端服務器上。

3）軟件平臺環境：是指項目進行時設計人員所采用的軟件以及版本信息。本項目采用的軟件平臺為PKPM-PC V1.2.3。

4）模型環境：是指機電專業進行模型建立之前的前置專業需要提供的模型信息。

PKPM-BIM的軟件操作過程中，機電專業需要讀取建筑專業的樓層信息后，才能在樓層平面中進行模型的繪制。樓層標高的更改，出現最大的問題是全專業無法合模與跑模的情況。因此，模型環境一定要保證準確，前置專業在發布樓層信息時，一定按照實際項目的標高信息進行定義，后期模型建立過程中不再刪除標高信息，以免造成不必要的麻煩。

5）人員環境：是指項目參與人員對軟件使用的熟練程度。本項目參與人員對三維軟件均有一定的項目基礎，但以往項目所采用的軟件基本是二維或者Revit相關軟件。

3 項目原則

本項目管綜以設計提供的二維管綜施工圖紙為參考底圖，采用三維協同項目的方式進行全專業的協調配合。模型建立初期確定優化原則用以約定各專業建模規則，確定凈高要求，為三維軟件中管線碰撞的調整確定原則。

3.1 項目流程

利用PKPM-BIM進行管線綜合的項目應用分為以下9大步驟。

第一步：創建聯機項目。建筑專業發布樓層標高信息，機電專業協商建模原則。

第二步：導入CAD底圖，設備專業按照協商的建模原則進行模型建立。

第三步：模型繪制完成后，上傳至服務器并下載其他所有專業的模型，進行管線綜合流程。

第四步：根據整合模型，確定復雜管線區域，進行碰撞檢查，機電專業相互協商確定優化調整方案。

第五步：設備專業按照優化方案，進行模型的調整，控制最小凈高的原則下，盡量少翻彎，并爭取通過優化布置提高管線布置后的凈高。

第六步：管綜調整完成后，機電專業進行預留預埋的設置，生成預留預埋圖，提資土建專業。

第七步：土建專業接收提資后，進行洞口的一鍵開洞，并反饋機電專業進行檢查，確定無誤。

第八步：模型完成，全專業導出FBX文件，利用Naviswork軟件進行漫游模型的制作。

第九步：成果匯總，交付甲方。

3.2 建模原則

本項目管線綜合單層體量較大，模型繪制原則如下：

1）暖通模型繪制的內容包括：風管、風機、閥件。實際設計中風口采用上翻支管側接的方式，三維繪制中工作量較大，且根據項目的要求深度，本項目中不進行風口的繪制。在管綜調整時，車庫風管兩側均考慮400～500mm的距離不進行其他管道的走管，用于施工過程中風口的安裝。

2）電氣模型繪制的內容包括：橋架、母線槽。電氣專業電線以及布置在電井及墻上的指示燈、燈具等繪制工作量較大，對本項目管綜影響不大。

3）給排水模型繪制的內容包括：水管、水泵、閥門。給排水管道系統較多，模型建立工作量較大。本項目中為了保證系統的完整性，對管徑較小的給水系統進行了繪制。噴淋管道體量較大，模型繪制中進行了處理，完整繪出某一防火分區的噴淋系統，其余只繪制DN50mm以上的管道。

3.3 優化原則

進行管線調整時，在綜合考慮梁柱情況、管線復雜情況，以及車庫區凈高≥2.2m要求的前提下，優化布置管線。針對本項目的具體情況，車庫管線綜合優化原則有3條。

1）負1層層高：3.6m，最大梁高：0.9m，梁下最低凈高：2.7m。

布管原則：（1）0.4m高風管貼梁底布置，風管底標高2.3m；（2）0.2m高橋架貼梁底布置，橋架底標高2.5m，0.1m高橋架貼梁底布置，橋架底標高2.6m；（3）水管貼梁底布置，管中心標高2.6m。

2）負2層層高：3.8m，非人防區域最大梁高：0.7mm，梁下最低凈高：3m。

布管原則：（1）0.4m高風管梁底布置，風管底標高2.5m；（2）0.1m高橋架貼梁底布置，橋架底標高2.9m（辦公樓局部最大梁高1.050m處，橋架底標高2.55m布置）；（3）水管貼梁底布置，管中心標高2.9m。

3）負2層人防區域最大梁高：0.9m，梁下最低凈高：2.8m。

布管原則：（1）0.4m高風管貼梁底布置，風管底標高2.4m；（2）0.1m 高橋架貼梁底布置，橋架底標高 2.7m；（3）水管貼梁底布置，管中心標高2.7m。

4 項目應用

本文重點講述PKPM-PC V1.2.3中機電專業軟件使用情況，整理使用過程遇到的問題及采取的解決措施[2]，為后述項目的應用提供技術支撐。

根據項目情況對各功能模塊進行應用分析，機電專業的功能模塊均能滿足一定的設計需求，同時亦具有該版本軟件無法解決的問題。

1）建模順序。在項目初期建筑專業須提供完整的標高軸網信息，機電專業才可進行樓層讀取，在樓層平面中進行模型的建立。

2）構件權限。協同項目中機電專業各設計人員需要明確權限范圍。目前最佳的權限分配方式是機電專業均只具有單專業設計權限，安排管線綜合設計人員具有機電專業所有權限，本措施的采取是為了避免構件“互鎖”等問題。

3）功能不完善。應用過程中存在功能不符合設計需求的情況。設備庫的不完善，導致項目進行中設備無法建立或建立的尺寸不符合設計需求。

4）捕捉功能。同時開啟幾種捕捉方式時，導致構件布置出錯。如閥門布置時，只能開啟“最近點捕捉”模式，否則會導致閥門布置出錯問題。

5 結語

本文通過實際項目的應用，經過項目參與人員的共同努力，形成了管綜優化報告、凈高分析報告、碰撞報告、管線綜合平面示意圖、全專業設計模型以及用于展示的漫游模型的成果文件。得出可利用PKPM-BIM軟件進行管線綜合，并總結出以下幾項應用經驗，以供參考。

1）項目周期。從時間上講，接近5×104m2的地下室管線綜合項目，歷時一個半月，時間上比較充裕。若使用人員對軟件熟練，可節省解決軟件問題多出的時間。

2）人員配置情況。使用PKPM-BIM軟件進行管線綜合協同項目，對參與人員有一定的要求。協同項目軟件應用過程中出現的“權限”以及“互鎖”問題，限制了各專業參與人員的配置。

3）軟硬件配備。利用PKPM-BIM進行協同項目，需要配備專門的電腦作為服務器，項目參與成員的電腦配置應比常規的二維設計人員的電腦高級。軟件使用過程中較Revit來講，不會明顯拖慢電腦速度無需大體量的運行內存，但安裝該軟件時需要安裝盤較多的內存空間，因此，軟硬件配備應適當提高。

4）成果文件。PKPM-BIM模型成果導出有2種格式：IModle與 FBX。

本項目出具的I-Modle模型目前BIMBOX無法進行讀取，出具的FBX文件只能用于模型漫游展示，不能進行具體的屬性查詢。PKPM-BIM軟件的研發應注重成果文件的對接軟件，交付成果應輕量化，直接模型交付，并對被交付方的軟硬件配備具有一定的要求，以利于對交付方成果的保護。