BIM技術在某項目地下車庫機電管線綜合設計中的應用

武永峰 張宇婷 年立輝 李嬌

摘? 要：本項目地下車庫機電項目管線眾多，地下空間限制大，管線錯綜復雜。運用 BIM軟件創建三維可視化模型，進行BIM原始模型分析、標準區域管線綜合排布、復雜節點深化處理，直觀地反映管線布局要求，減少返工，方便對現場工人進行技術交底，滿足后期施工和維護需求。

關鍵詞：BIM;機電管線;綜合設計

中圖分類號：TH-39? ?文獻標識碼：A

機電安裝工程是建筑工程項目建設過程非常重要的一環，安裝工程施工質量控制對整個項目的社會效益與經濟效益有著重要影響[1-3]。因此，在暖通、給排水等安裝工程施工前，進行管道綜合設計是非常必要的，并可以發現施工過程中可能出現的碰撞問題，減少返工現象，從而縮短工期，提供工程效益。

1 項目概況

本項目位于貴州省貴陽市白云區，地下車庫總建筑面積為47130.10m2 ，層數為兩層。地下車庫機電工程涉及暖通、電氣、給排水、消防噴淋、強弱電等多個專業交叉，地下空間限制大，管線錯綜復雜，部分管線排布要單獨設計深化。設計管線標高多為原則性確定相對位置，大量管線沒有全面精確地確定標高。施工現場材料管理要求高，無序材料堆放會導致材料出現缺失或反復挪動，造成工期滯后和材料費用增加等情況。總體來說，本項目地下車庫工程具備管線空間復雜管線屬性，其內部機電管線需要綜合考慮各方面因素進行布置。

2 BIM原始模型分析

機電管線綜合涉及水、暖、電等多專業交叉，是對整個機電管線系統進行的整體把控和優化布置[4-5]。傳統管線綜合設計依賴于CAD平臺，分專業完成，設計過程復雜，在管線密集區域諸如地下室、走廊及屋頂層，經常出現管線之間碰撞，增加施工難度，造成施工浪費、返工等[6-7]。

本項目利用CAD設計的機電各專業管線圖紙，不可避免地出現了管線碰撞問題，如圖1、2、3、4所示。

如圖1所示，主要涉及管線排風（兼排煙）系統、生活給水系統低、中、高區與消防系統高區、低區、室外消火栓系統。在本區域內，各水管干管與暖通風管產生了碰撞，部分給水管與消防水管產生了碰撞，碰撞點較多且處于梁柱邊可供調整管線的空間較小。

如圖2所示，主要涉及弱電安防電纜橋架、高壓電纜橋架、強電非消防電纜橋架、強電消防橋架等管線。在本區域內，弱電安防電纜橋架、高壓電纜橋架、強電消防電纜橋架、強電非消防電纜橋架分別在不同位置交叉，產生了碰撞點。

如圖3所示，主要涉及消防系統、高壓橋架、弱電橋架、排風（兼排煙）系統、弱電安防橋架等關系。在本區域內，弱電安防電纜橋架、高壓橋架與排風（兼排煙）風管，部分消防系統管道橫穿排風（兼排煙）風管與高壓電纜橋架存在碰撞點。

如圖4所示，主要涉及消防系統、生活給水系統、排風（兼排煙）系統、弱電安防電纜橋架、住宅電纜橋架等多專業管線布局。在本區域內，各給水管道、電纜橋架橫穿排風（兼排煙）風管、排風（兼排煙）風管與結構柱等產生了碰撞，局部排風（兼排煙）風口位于柱中。

3 綜合管線排布

在管線排布過程中，按照管線復雜難易程度，將管線劃分為標準區域管線與難點區域管線。建筑結構模型創建完成后，將建筑結構模型鏈接至所要創建的機電各專業模型中，形成建筑結構完整的空間模型，在完整的空間模型中，對各專業管線分區進行綜合排布。本項目中，各專業管線綜合排布時，將完整地下室空間模型分為了A、B、C三個區域，三個區域中按照“風管為主，消防、給排水次之，電纜橋架為輔”的排布原則。

以標準區域A管線圖為例，標準區域A管線的原始管線布置三維圖與剖面圖如圖5、6所示。

從圖5、6可知，標準區域A管線中主要包含有排風（兼排煙）系統、強電非消防電纜橋架、強電消防電纜橋架、住宅電纜橋架、高壓電纜橋架等。其中，暖通風管較為寬大，管路錯綜復雜，各電纜橋架系統完全與排風（兼排煙）系統重疊，管線布置空間有限、管線標高不一致導致管線產生碰撞且使管線顯得雜亂無章。經分析，在所截取的標準區域A管線圖內，管綜設計的難點是大型管線不易翻彎，空間有限，管線翻彎困難。根據綜合設計原則與標準，對本區域管線進行深化設計，深化設計后的管線如圖7、8所示。

從圖7、8可知，分別對電纜橋架做了翻彎處理，考慮到排風（兼排煙）系統管道較為寬大，在滿足凈高要求的情況下，對暖通風管做了整體下調，使得可排布管線空間更大，同時，也為其他給排水管線等的安裝留出足夠的安裝空間。

4 局部復雜節點處理

以局部復雜節點圖為例，局部復雜節點管線原始三維圖與剖面圖，如圖9、10所示。

從圖9、10可知，局部復雜節點與標準區域管線相比，管線更多且更為復雜，主要涉及管線有排風（兼排煙）系統、生活給水中、低、高三個區、消防系統高區、弱電安防電纜橋架、住宅電纜橋架。在本區域管線設計時，主要遇到的問題是管線眾多，安裝空間受到梁高的限制從而導致給水管、消防水管與排風（兼排煙）管道產生碰撞，甚至住宅電纜橋架與排風（兼排煙）管道重疊。根據綜合設計原則與標準，對本區域復雜節點管線進行深化設計，如圖11、12所示。

在本區域中，對排風（兼排煙）系統管道進行了整體下調，為其上方受梁高限制的住宅電纜橋架與弱電安防橋架留出安裝空間，但由于安裝空間有限，此處不利梁較多且由于此處為地下車庫與住宅相交匯處，梁走向較為復雜，導致安裝較為困難，并按照規范要求，保證凈高的情況下，對給水管線與消防系統管線進行了下翻處理。

5結論

機電管線綜合設計是保障機電管線施工質量及避免各參建單位沖突的有利措施。本項目地下車庫管線布置復雜，機電管線安裝難度大，結合BIM技術創建三維模型，通過機電建模及原始模型難點分析、標準區域及復雜節點綜合設計等方法，進行準確的技術交底，減少返工，節約成本，提升工程質量，為施工及后期維護帶來了很大的便利。

參考文獻

[1]邢振華，胡明媚，周斌科，等.BIM技術在大型商業綜合體中機電深化設計的應用研究[J].施工技術，2017，46（S2）：1225-1229.

[2]謝婷，張曉玲，孫亦軍，等.BIM技術在機電管線綜合深化設計中的應用[J].建筑技術，2016，47（8）：727-729.

[3]榮慕寧，張二龍，高麗，等.BIM技術在機電管線綜合中的應用[J].建筑技術，2016，47（2）：142-143.

[4]曹旭明，張士彤.BIM技術在機電施工階段的應用[J].建筑技術，2013，44（10）：909-912.

[5]張云浩.地下空間機電管線BIM技術優化[J].黃河水利職業技術學院學報，2021，33（2）：28-33.

[6]劉俊.BIM機電管線綜合與安裝施工[J].建筑技術，2019，50（7）：844-846.

[7]王春斌.BIM在高層建筑機電管線綜合深化設計中的應用[J].工程技術研究，2019，4（8）：194-195.

收稿日期：2021-08-03

項目來源：江蘇省建設系統科技指導項目（2017ZD028）：基于BIM的預制裝配式住宅施工過程管理及成本控制應用研究;江蘇省建設系統科技指導項目（2020ZD27）：基于BIM相關信息技術的建設項目安全風險管理平臺設計與研究;江蘇建筑職業技術學院校級科研項目（JYQZ20-24）：BIM-RFID技術在建筑施工安全管理中的應用研究。

作者簡介：武永峰（1987—），男，江蘇徐州人，碩士，講師，研究方向：建設工程管理、教育教學管理。