淺談BIM技術在管線綜合布置中的應用

杜慶梅

(安徽三三建設工程有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引 言

隨著國內外信息技術的高速發展，BIM(建筑信息模型)技術進入我國建筑行業中，且管線綜合布置技術也被列入我國目前建筑業推廣應用的10項新技術，是我國近年來大力推廣的新技術之一，該技術通過軟件三維建模，將設計院給的2D平面圖編輯成為3D模型圖，通過碰撞檢測功能，對各管線系統合理優化，在保證使用功能和使用壽命的前提下，最大限度滿足施工單位與設計單位的無縫銜接，在施工前發現設計問題，各管道碰撞點，對應優化處理，既節約了施工成本，又縮短了工期，且在施工前期就能直觀地看到整體布局，方便施工單位與監理、業主、設計單位的有效溝通，該技術的使用成為各方關注的焦點。下面以某項目施工實例淺談BIM技術在管線綜合布置中的應用。

1 BIM技術主要特點

1.1 可視化

通過軟件將設計出的2D藍圖編輯成3D模型，整個施工階段都能清晰可見，既可以生產各階段報表和利用整體模型當效果圖進行展示，還可以協助項目設計、施工、運維階段進行商議、決策。

1.2 協調性

傳統設計圖紙，經常會出現未標注標高或標高有問題的情況，這種情況普遍且無法得到有效解決，導致后期施工安裝時碰撞返修，特別是各種管線碰撞問題較多。像這種碰撞問題前期在平面圖中審查困難，審圖人員由于水平問題往往無法發現。但是，BIM建筑信息模型通過軟件碰撞檢查，可迅速發現問題并生成報告，協助設計及施工人員對其進行優化設計，從而在施工前將這些空間布置問題得以有效解決。

1.3 模擬性

BIM技術不僅可以模擬建筑模型，還可以協助模擬虛擬場景。可以進行節能、日照、施工進度模擬，同時還可以進行各種緊急情況疏散和各種處理方式的模擬，如消防疏散、地震逃生等。

2 BIM軟件碰撞檢查

2.1

當建立了整棟大樓(項目)或單層(單區域)綜合模型后，在MagiCAD或Revit軟件中運行碰撞檢測命令如圖1所示，通過設置可以檢查各專業碰撞情況，如風管、水管、橋架之間或墻、柱、梁之間碰撞情況。通過可視化的模型，依據規范確定碰撞點調整方案，通過模型確定管線綜合排布的三維空間層次分配。調整后按步驟重新檢測，直至無任何問題結束。

圖1 碰撞檢測選項對話框

已某項目為例，在已建好的模型中，選取管線較多且復雜部分作重點碰撞檢查(如地下室、公共走道部分)。實操中發現，僅設備機房內就存在大量碰撞問題，不僅是管道之間，甚至整個管道系統標高一致整條重疊，如圖2所示，從中可以看出節點中存在著不同情況的碰撞。

圖2 管線綜合后存在的碰撞點

2.2 對管線系統進行綜合布置

管線綜合布置就是依據施工圖紙“預安裝”，在工程施工前圖紙交底階段，先優化設計存問題。通過BIM模型直觀的查出問題，再按規范要求重新布置各系統的標高和位置，再通過截面圖和斷面圖顯示改后的各系統布置情況，還可以通過剖面圖放樣某部位具體情況，當業主需要對系統標高或位置進行改動時，同樣可以利用模型直觀表示，避免業主與施工單位溝通誤差。

針對圖2所存在的碰撞問題，在結合相關設計、施工規范全面理解設計圖紙意圖的基礎上，針對碰撞點與監理、設計單位共同討論，按照“有壓管讓無壓管，小管讓大管，電管讓水管、水管讓風管、施工容易的讓施工難度大的，壓力管讓重力自流管，臨時性讓永久性，非主要讓主要，一般性讓動力性、同等條件下造價低的讓造價高的、可彎曲讓不可彎曲，技術要求低的讓技術要求高的，檢修次數少的和方便的讓檢修次數多的和不方便的”的原則進行調整和修改。然后將有關問題形成文字報到原設計院，由設計院對照模型進行調整。圖3是針對圖2存在的碰撞點進行調整和修改后的模型，它既解決了管線的標高和位置問題，又避免了交叉時產生的沖突，同時還能配合并滿足結構及裝修的位置要求，能有效達到業主滿意的效果。

圖3 調整后的管線模型

針對動力機房內、管道豎井內、管廊的管線布置，按照管線調整原則依次進行調整，具體管線布置內容如下：

(1)動力機房內：機房內管道規格相對較大，且多與設備相連接。針對各類管線，原則上盡量安排成排布置，并安排管道合理的走向，盡可能避免交叉、返彎等布置。在管線較集中的位置，通過計算設置綜合支架，不僅節省空間，同時又節約材料，且各系統布置合理美觀整齊。

(2)管道豎井內：豎井內通常是管道較集中處，需提前優化布置。先對豎井內各管路進行計算分析，依據各層的管道出口位置，確定管道在井內的位置，利用豎井出口處大樣圖，標明各系統的管徑、標高、走向、位置。

(3)管廊處(管線布置交復雜部位)：管廊處管道多為主干管，管徑較大且走向基本相同，應與設計單位及時溝通，制定管道的綜合支架方案，盡可能少用支架的原則，有效減少各系統單獨制作管道支吊架，既節省輔材用量，又提高管道整體美觀。

此外，針對一般公共部分，本身空間狹窄然而管線與橋架又較集中處，施工時往往此處排布困難，并且由于樓層標高過低，達不到凈高要求，依靠簡單的一字排開或者并列排布已無法滿足實際需求，先在BIM建筑模型中按管線調整原則優化，然后將修改后的模型導入到Navisworks軟件中，并使用漫游命令，在模型中可以隨心所欲的行走查看，給人身臨其境的感受。同時通過漫游可以發現一些在建模過程中未發現的碰撞問題，比如風管穿柱等如圖4所示，及時調整使圖紙得到進一步優化，并最終達到管線系統的綜合優化布置。

圖4 漫游檢測

2.3 可視化交底及指導施工

通過4D進度模擬能直觀反映整個施工周期，三維可視化的平臺從而讓業主方更直觀更方便的介入到施工過程中來；實現了3D參數化模型與Project管理軟件數據的完美斜街，保證了現場管理與進度在空間和時間上協調一致，幫助項目管理者直觀安排施工進度和合理布置施工場地，并且考慮業主進度要求優化分配各資源。

4D進度模擬不僅能模擬項目的整個施工過程，還可以對復雜單個施工技術過程進行模擬,如圖5所示，實現可視化技術交底，避免了由原來語言文字和二維CAD圖交底引起的溝通誤差錯漏等；該技術的使用，方便各參與方之間有效溝通，降低了原來口頭交流不便利，整個溝通過程通過模型直觀形象表達，提高各方工作效率和管理能力，也能使各方如建設單位很好的介入到施工過程中，為大型建設項目的管理提供有力支持和保障。

圖5 風管安裝全過程

3 社會效益

通過BIM模型碰撞檢測，施工前發現圖紙問題并優化解決，較過去施工到問題部位才發現系統碰撞，造成大量返修返工，有效節省資源，縮短工期，更使工廠化預制現場組裝“裝配式工藝”得到了保證，工程質量優整體布局美觀，得到業主的好評。通過BIM三維可視化漫游實現建筑全生命期各方參與，支持各專業協同工作，為項目的虛擬建造和精細化管理提供技術支持。通過主要設備檢修及消防演練逃生等動畫模擬為業主后期項目運營和維護保養提供可視化管理資料，并依據BIM模型做到后期項目運營全過程信息化管理運營控制，大大提高了物業維護管理的效率，降低物業維修人員的勞動強度，減少了運營成本。

4 結束語

總體來看，BIM技術不僅帶來現有技術的更新換代，也會影響建筑業管理模式的變革，隨著該技術的推廣及發展必將成為我國建筑行業的一次變革，勢必會成為未來行業全周期管理的引領者。