基于BIM 的管線綜合施工技術(shù)研究

池守仲

從20 世紀(jì)末開(kāi)始，建筑工程施工中就開(kāi)始采用信息技術(shù)進(jìn)行模型建造，此時(shí)的建模技術(shù)與軟件技術(shù)和建筑工程技術(shù)的結(jié)合開(kāi)發(fā)已經(jīng)小有成就。其中，基于BIM 的管線綜合施工技術(shù)是非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，可以運(yùn)用到整體工程項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)中，讓內(nèi)部的信息、數(shù)據(jù)計(jì)算以及工程建設(shè)中的應(yīng)用信息進(jìn)行有效整合，具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。

1.基于BIM 的管線綜合施工技術(shù)闡述

在施工開(kāi)始階段，使用BIM技術(shù)建設(shè)出一個(gè)虛擬的建筑物，根據(jù)圖紙的具體要求，對(duì)建筑物的具體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)地設(shè)置，將建筑模型和現(xiàn)實(shí)中的建筑進(jìn)行關(guān)聯(lián)，保證數(shù)據(jù)信息的完美對(duì)接。該技術(shù)可以對(duì)建筑的不同施工環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)有效的管理及詳細(xì)的工程施工分析。比如利用BIM 構(gòu)建管線綜合模型，對(duì)建筑模型中的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，以此分析設(shè)計(jì)是否合理；再比如對(duì)內(nèi)部空間的設(shè)置進(jìn)行模擬分析，提高模型和內(nèi)部空間的利用率[1]。

2.傳統(tǒng)的管線綜合施工技術(shù)的不足和優(yōu)勢(shì)

2.1 傳統(tǒng)的管線綜合施工技術(shù)存在的不足之處

社會(huì)不斷進(jìn)步發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平也不斷提高，帶動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，工程建筑的種類不斷增多，工程建筑的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，功能越來(lái)越多，進(jìn)而施工的復(fù)雜程度和難度也不斷地加大，比如通風(fēng)管、水管、煤氣管、電線管以及供熱管網(wǎng)的施工。在施工過(guò)程中，電氣管道、排水管道以及暖氣管道的設(shè)計(jì)均是相對(duì)獨(dú)立的，其相互之間的設(shè)計(jì)信息并不能進(jìn)行良好的溝通，所以缺失了有效的綜合渠道和方式，施工過(guò)程中難免發(fā)生一些碰撞、矛盾、缺漏等，最后導(dǎo)致信息的交流不通暢。對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)管方面的工作等都會(huì)造成重新變更的問(wèn)題，也給施工企業(yè)增加不必要的成本壓力，導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目不能在預(yù)定的時(shí)間完成，導(dǎo)致延長(zhǎng)施工期限，最終影響到建筑企業(yè)的榮譽(yù)和信譽(yù)。

2.2 BIM 管線綜合施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在

BIM 管線綜合施工技術(shù)擁有直觀性較強(qiáng)和協(xié)調(diào)性較好的優(yōu)勢(shì)，其在工程建筑的各個(gè)環(huán)節(jié)中的重要性逐漸突顯。采用BIM 管線綜合施工技術(shù)，可以將工程建筑各個(gè)環(huán)節(jié)的專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，并且能夠把信息構(gòu)建成一個(gè)三維的建筑，也可以成為BIM 管線的綜合建筑模型，展示出具體的建筑結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)備和建筑自身的聯(lián)系。在建立BIM 模型后，工程項(xiàng)目的施工人員可依據(jù)該模型及時(shí)地發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的沖突和碰撞，如果沒(méi)有及時(shí)處理，就要重新設(shè)計(jì)施工方案。在工程建筑施工環(huán)節(jié)，可能會(huì)遇到各種復(fù)雜的問(wèn)題，這就要求工作人員要事先準(zhǔn)備好建筑項(xiàng)目的各項(xiàng)工作，盡可能地減少施工時(shí)間，提高施工效率，在一定程度上提高工程建筑的施工質(zhì)量和效率。同時(shí)，在開(kāi)始施工之前，首先要在模型中進(jìn)行施工模擬，并在模擬施工中及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找到工程建筑施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，還要著重地關(guān)注施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)行深入的研究和探討，分析出適合的方案，從而降低工程建筑的施工難度，確保工程建筑施工人員的安全，保證工程的施工能夠順利地開(kāi)展[2]。

3.BIM 管線綜合施工技術(shù)的優(yōu)化評(píng)價(jià)

3.1 從空間的合理性方面進(jìn)行考慮

（1）堅(jiān)持總體性原則。大部分管道在安裝時(shí)均需緊貼梁底，而且梁與梁之間有很大的空間，特別是在梁高很大的情況下。在管道的十字交叉過(guò)程中，這些空間可以很好地被利用起來(lái)。在滿足一定的條件下，空調(diào)的風(fēng)管和有壓水管可以翻轉(zhuǎn)到梁內(nèi)的空間中，這樣就避免了與其他的管道發(fā)生沖突，既保證了管道線路的通暢，也滿足了層高的要求。

（2）堅(jiān)持避讓原則。要堅(jiān)持大管道優(yōu)先的原則，小管道要避讓大管道；有壓的管道要避讓無(wú)壓的管道；低壓的管道要避讓高壓的管道；常溫的管道要去避讓高溫和低溫的管道；可以彎曲的管道要去避讓不可以彎曲的管道；分支的管道要避讓主干的管道等等。

（3）堅(jiān)持垂直面排列管道原則。熱介質(zhì)的管道在上面，冷介質(zhì)的管道在下面；沒(méi)有腐蝕介質(zhì)的管道在上面，腐蝕介質(zhì)的管道在下面；氣體介質(zhì)的管道在上面，液體介質(zhì)的管道在下面；保溫的管道在上面，不保溫的管道在下面；高壓的管道在上面，低壓的管道在下面；金屬的管道在上面，非金屬的管道在下面；不經(jīng)常檢修的管道在上面，經(jīng)常檢修的管道在下面。

（4）堅(jiān)持管道間距原則。考慮到水管的外壁厚度，還有空調(diào)水管以及空調(diào)風(fēng)管的厚度，水管的外壁與墻壁之間的距離等，需要根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)確定間距，在進(jìn)行管線布置時(shí)，要充分考慮到無(wú)壓管道的實(shí)際坡度，不同種類管線之間的距離，要能夠滿足進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工的具體要求。

3.2 從人體的舒適度方面考慮

在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下，每一個(gè)設(shè)計(jì)活動(dòng)均要以人為根本，為居住者提供一個(gè)舒適的居住環(huán)境成為每一個(gè)設(shè)計(jì)者要考慮的因素。在進(jìn)行建筑工程的管線布局時(shí)首先考慮的就是以人為本，只有堅(jiān)持這樣的設(shè)計(jì)理念才能創(chuàng)造出更加舒適的居住環(huán)境。

（1）考慮溫度對(duì)于管道布控的影響。溫度的變化和控溫的時(shí)間都會(huì)影響管線設(shè)備的類型，在設(shè)計(jì)建筑管線的時(shí)候，要解決與溫度有關(guān)的人為控制方面的依賴性，進(jìn)而降低管線的設(shè)計(jì)難度。

（2）考慮濕度對(duì)于管道布控的影響。要對(duì)鋪設(shè)管線的濕度進(jìn)行檢測(cè)和檢查，然后再對(duì)其進(jìn)行管線設(shè)備的選擇，對(duì)于選擇管線端口的位置是有很大意義的。而且管線壽命也與鋪設(shè)位置的實(shí)際濕度有密切聯(lián)系，所以管線材料的選擇要求尤為重要。

3.3 從經(jīng)濟(jì)實(shí)用性方面進(jìn)行考慮

在現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展中，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性是非常重要的一個(gè)點(diǎn)，所以在工程建筑的管道設(shè)計(jì)上也是一樣的。作為管道的設(shè)計(jì)者既要把管道的布控進(jìn)行高效的節(jié)約，還要合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)管線集中地剩余空間。在對(duì)建筑管道的運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程中也要考慮到經(jīng)濟(jì)效益，那么就要在進(jìn)行布置建筑管線的時(shí)候盡可能地簡(jiǎn)化操作，對(duì)于系統(tǒng)的操作越簡(jiǎn)潔，發(fā)生問(wèn)題的概率就會(huì)越小。

4.BIM 管線綜合施工技術(shù)的有效應(yīng)用

BIM 是當(dāng)下應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù)，因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)，廣受歡迎。想要應(yīng)用BIM技術(shù)，首要任務(wù)是明確BIM管線綜合技術(shù)的具體含義，以及能夠?yàn)榻ㄖこ處?lái)怎樣的作用；其次明確BIM技術(shù)在實(shí)施中存在的問(wèn)題并掌握優(yōu)化方向，從而為具體實(shí)踐提供有效的理論依據(jù)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)支撐，讓BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域得到充分利用[3]。

4.1 建立不同的專業(yè)模型

建筑工程項(xiàng)目所處不同階段以及分工的不同，在一定時(shí)間段存在的目標(biāo)也是不盡相同的，在具體的操作過(guò)程中，要建立建筑子模型，確保子模型屬于整體模型，還要確保其規(guī)模小于整體模型，這樣才有利于實(shí)現(xiàn)不同的目標(biāo)。

4.2 BIM 管線綜合施工技術(shù)的應(yīng)用

在工程現(xiàn)場(chǎng)施工中，不同環(huán)節(jié)的參與方要把具體的工作需求與良好的BIM模型進(jìn)行對(duì)接。這種BIM 模型的構(gòu)建主要包括：管線線路的設(shè)置、模型的建設(shè)和優(yōu)化、問(wèn)題的匯集以及施工技術(shù)的交底，確保不同工作順利進(jìn)行銜接。

4.3 BIM 管線綜合施工技術(shù)的優(yōu)化

在發(fā)生碰撞的情況下，要對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，還要對(duì)檢測(cè)結(jié)果的報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)BIM 管線進(jìn)行嚴(yán)格優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于BIM 管線的優(yōu)化和設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)步驟：首先，要對(duì)BIM 管線進(jìn)行單獨(dú)專業(yè)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)；然后，再對(duì)各個(gè)專業(yè)進(jìn)行綜合優(yōu)化和設(shè)計(jì)，盡量減少碰撞。根據(jù)現(xiàn)狀對(duì)工程建筑的施工方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，明確設(shè)置出施工和維修所需要的空間，深入優(yōu)化管道的設(shè)計(jì)尺寸，確定好所需要的管件數(shù)量，盡量增大施工人員的活動(dòng)空間。例如，在進(jìn)行施工之前，要做好管線的檢查工作，預(yù)留出維修管線的工作空間，保證合理性；還要設(shè)計(jì)好管道的間距、厚度等。特別需要注意的是，在BIM 管線綜合施工的環(huán)節(jié)，要找到發(fā)生碰撞的問(wèn)題所在，進(jìn)行不同區(qū)域空間和高度的優(yōu)化。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上，在建筑環(huán)境中對(duì)管線的布局是一個(gè)值得深入研究和探討的問(wèn)題。隨著人們對(duì)居住條件要求的逐漸提高，房屋等建筑空間環(huán)境逐漸復(fù)雜，管線的布局也變得復(fù)雜起來(lái)。想要在建筑行業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)，首要任務(wù)是掌握BIM 的具體含義，其次明確優(yōu)化方向，并且要多方進(jìn)行布控考慮，提出優(yōu)化的策略，讓BIM 的管線綜合施工變得簡(jiǎn)單和實(shí)用，達(dá)到管道布局的最優(yōu)化。