BIM技術在松江賓館給排水中的應用

文_張富皓（上海崮雄建設工程有限公司，工程師）

建筑行業應用BIM技術為圖紙落地提供了很大的幫助，在節約業主資金、減少返工、方便施工等方面作出了較大的貢獻。在建筑行業的機電圖紙中，給排水圖紙涉及建筑、結構等多個專業，較容易出現問題。給排水涉及消防、重力雨污水、給水、壓力廢水、人防廢水、人防給水等方面，傳統繪制的給排水圖紙由于管道數量多，容易出現重力排水管、人防水管和非人防水管的設計沖突，非人防水管與梁、卷簾門箱、汽車車道凈高的設計沖突，加之室外管線均為線條繪制，容易讓施工單位無從下手，導致圖紙無法落地。本文通過分析松江賓館的BIM項目，闡述BIM技術在給排水圖紙中的應用，為解決圖紙落地問題提出相應方案。

一、松江賓館項目給排水概況

松江賓館位于上海市松江區中山東路，用地為原松江賓館所在地，用地南側現存一幢原松江賓館商務綜合樓，現擬將北側剩余用地作原松江賓館新建，用于商業及辦公。項目地上計容建筑面積23399平方米，其中已建（原商務綜合樓）6070平方米，新建計容建筑面積17329平方米。場地需提供1788平方米的公共開放空間，作為該區域室外活動場地。項目新建由地下二層車庫及1#、2#兩座塔樓組成，建筑總高度均為50米，屬于二類高層。地下一層主要為設備用房、后勤用房、非機動車庫等，地下二層主要為人防、設備用房與機動車庫。

1#塔樓首層為松江賓館接待展示大廳及賓館大堂，2至3層為賓館客房，4至12層為辦公用房。2#塔樓設3層裙房，首層為辦公接待大廳及展覽大廳，2至3層為展廳與賓館宴會廳，4至13層為辦公用房。

給排水設計院圖紙的設計內容包括：紅線內給水系統、熱水系統、排水系統、雨水系統及消防系統（消火栓給水系統、自動噴水滅火系統、氣體滅火系統），人防地下室平時設置給排水以及太陽能熱水系統、氣體消防系統、抗震支吊架、綠化噴灌系統等。BIM根據這些設計圖紙建模，提出問題報告并做出管綜出圖。

二、BIM技術在此項目給排水中的應用

（一）審查設計院圖紙本身的一致性

松江賓館新建項目使用Revit軟件構建模型，使建筑、結構、機電所有專業都體現在一個模型中，可以把所有專業合在一起，從而發現建筑、結構與機電專業不協調的地方。

1.給排水上下樓層立管位置不一致

給排水立管在平面圖中上下樓層不一致是比較常見的問題。如圖1中指出：“一層的給排水管道位置與地下室上來的管道位置不一致，地下室的FL、YL與熱媒管位于同一排，1樓的管道卻分為兩排”，這樣的問題在此項目很普遍。由于CAD的管線定位不準確，BIM技術將B1、B2層（B1代表地下一層、B2代表地下二層，下同）的給排水圖紙導入、建模后，發現很多立管是錯位的，且這些立管與汽車坡道建筑墻碰撞，給排水專業繪圖人員沒有提醒建筑專業繪圖人員，導致建筑墻沿著柱中心走后沒有給排水立管的安裝空間，后來經過BIM技術人員提醒，在保證汽車坡道7米寬度的前提下，改成了靠柱外側走汽車坡道墻。

圖1 給排水上下樓層立管位置不一致

2.給排水平面圖與立面圖編號不一致

給排水平面圖的立管編號與立面圖的立管編號不一致也是常見問題，如圖2指出：“1#-JL-1～4的管道都是從B2層設置豎管到樓上，系統圖中都是從B1層往上升，兩者不一致；在系統圖中多了重復的立管1#-JL-4。”除了上述問題，還會出現系統圖中立管是從B1層開始往上延伸，但在平面圖中卻是從B2層往上延伸；平面圖上沒有標注管徑，必須要從系統圖中找出相應的管徑；或者平面圖中標注了管徑，但是與系統圖中不一致；還有平面圖和系統圖中有了重復的編號，無法辨別管道的管徑等問題。

圖2 給排水平面圖與立面圖編號不一致

3. 給水系統圖與泵房詳圖系統圖不一致

給排水圖中經常出現詳圖與總系統圖不一致之處，如管徑不一致、接管位置不一致、低區與高區的出水管管徑不一致等，如圖3所示。圖3指出：“1#樓給水系統圖中高低區水泵都是從同一條DN150的管道吸水，而在1#生活泵房給水管線系統圖中是高、低區的水泵分別從一根DN100的管道吸水，兩者不一致。”在實際應用圖中有很多這樣的情況，比如廁所詳圖與平面圖不一致、廁所詳圖的系統圖與總排水系統圖不一致等。

圖3 給水系統圖與泵房詳圖系統圖不一致

BIM在繪圖的過程中，會審查設計院圖紙本身的一致性，把發現的問題匯總在報告中，為施工圖的準確性做前期檢查工作。

（二）BIM建模對給排水圖紙的優化

設計院的給排水圖紙基本是參考建筑圖畫的，其中各種結構降板導致的梁降低、機械車位與梁的距離過近、給水沿柱下來的立管與配電箱的沖突等情況，BIM技術都可以提前預判，并對給排水的路由做出調整。

1.對復式停車位上方管線的調整

復式停車位是現在地下室的常用設備，松江賓館的地下停車位比較多，地下二層由于層高較低，從復式停車位上走管會導致管線與停車位的碰撞，如圖4指出：“3#-XL-36消火栓放在柱子后面，會導致兩邊的復式車位無法使用，建議放到對面的柱子處；此管道穿越復式停車位，可能會碰撞復式停車位，建議此消火栓管道布置在黃色直線的位置。”從圖中可以看出當地下室梁底與停車位的凈高只有3.7米時，是不適合從停車位上走管道的，如果一定要走，那么只能在梁上預留孔洞。本項目建議將給水管從道路中間走，避開停車位；另外，設計時沒有考慮消火栓使用的便捷性，將消火栓設置在人員無法通行的2個復試停車位之間，為了避免這種不合理的情況，BIM技術對此做了提前規劃。

圖4 對復式停車位上方管線的調整

2.汽車坡道影響生活水箱的檢修

汽車坡道由于有降坡，內轉角和外轉角處的降板高度也不一致，平面給排水設計中經常會忽略汽車坡道的梁和板，導致即使將水箱基礎高度改成200毫米后，高度還是不足，如圖5指出：“此水箱距離頂板底部只有515毫米，不滿足水箱頂距離頂板600毫米的要求，會導致人員清洗水箱或者維修時進出水箱困難；從右側三維圖可以看到，此處是汽車坡道斜梁，水箱頂部位于高度2150毫米處，此梁的最右側高度只有2126毫米，水箱頂撞梁。”從圖中可以看出水箱與頂板的距離不足，最右側水箱頂撞梁，不能滿足檢修的要求。最好的解決方案是把水箱往坡道高的地方移動，水箱檢修口設置在轉角內側（此處的坡道比外側高度高），以達到預留足夠的檢修高度和不撞梁的目的。

圖5 汽車坡道影響生活水箱的檢修

3.為了保證水箱泄水，增加建筑地溝

水箱基礎通常為500～600毫米，如果基礎只做成150毫米高，那么DN100的排空管是無法從箱底走管的，即使有墊高基礎，管道也是緊貼地面，無法放坡，如圖6指出：“（1）系統圖中溢流管的管徑為DN150，平面圖中為DN100，兩者不一致；（2）已知進水管的管徑為DN100，溢流管的管徑應當是進水管管徑的2倍，即溢流管的管徑應當是DN200，圖中溢流管管徑僅為DN150；（3）2#泵房的水箱基礎應當高0.15米，水箱頂高2.15米；（4）此基礎只有150毫米高，DN100的排空管做個彎頭后高度超出水箱底部，無法有效排水，且管子全部貼地敷設，無法做管道基礎，建議設置建筑地溝，使排空管直接進入地溝，設置在水箱的側面，如右側圖；（5）水箱自潔裝置需在系統圖中體現。”在實際應用中，設計院設計了建筑地溝，放空管采用水箱側面接，并且預留了水箱頂部的檢修空間。

圖6 為了保證水箱泄水，增加建筑地溝

4.給排水噴淋立管阻擋汽車行車道

由于地下室上下層汽車坡道位置的不一致，噴淋或消火栓的立管留孔位置會直接阻擋汽車在車道上的行駛。由于地下1層基本是復式停車位，且停車位距離梁凈高只有3700毫米，左下角的噴淋沒有放置空間。通過BIM技術的優化，將立管設置在不影響停車位的梁外側；右上角的噴淋管，由于邊上是垃圾車卸車位，要保證6米的凈寬，最后放置在垃圾臨時堆放場上方，圖紙見圖7。

圖7 給排水噴淋立管阻擋汽車行車道

5.管道撞汽車坡道梁

消火栓要穿越建筑門，門的高度需要從2200毫米降低到2000毫米，從平面圖上看不出問題，但是在三維中就很明顯，修改圖紙后為了人員進出方便，還需在梁上預留開洞套管的位置，消防管從梁底走，可能會影響通道的凈高，如圖8指出：“（1）如此處的消火栓管道穿越此防火門，此門的高度只能設置到1900毫米高；（2）此梁的高度只有1157毫米，消防員無法進入操作消火栓、滅火劑瓶，且此段管道施工困難。”最后設計院更改了消火栓的路由，將消火栓設置在這根梁外方便取水的地方。

圖8 管道撞汽車坡道梁

6.重力水管阻擋樓梯休息平臺

重力水管影響樓梯休息平臺是給排水專業普遍出現的問題，如圖9指出：“如按照圖中在此1300毫米處設置出墻管，可以發現管道距離樓梯休息平臺以及自行車坡道樓梯平臺的距離只有1243毫米和1993毫米，空間狹隘，人員無法正常通行”。根據問題報告，此套管只有設置在1400毫米位置才可以使管道不撞梁，建議修改此排出管路由位置，并且修改室外總體的廢水井位置。

圖9 重力水管阻擋樓梯休息平臺

7.廁所污水管穿梁

1F的污水管從地下室梁下走，會導致出口的高度太低，無法滿足室外總體的出墻管高度要求，在對照結構圖的基礎上設置套管，套管需距離梁底200毫米以上，且在梁高的1/3的位置。基于以上的復雜性，給排水設計人員一般不會在平面圖中繪制出套管的位置，這樣就導致施工的時候無法預留重力污水管出墻位置，而后期開洞的方式會對結構梁造成破壞；另外給排水設計人員在繪圖的時候，往往不考慮梁的位置，這在1F的廁所特別明顯，1F的排污管對應的是-1F的頂板結構梁，如果只考慮1F墻體位置，就經常會發生污水立管位置穿梁、三通在梁內等情況，如圖10指出：“（1）清掃口距離大便坑近，影響馬桶安裝，建議清掃口往下50毫米，大便坑往上100毫米，方便以后清掃維護；（2）排污管的中軸線太靠近小便斗，使得小便斗的順水三通無法安裝，且順水三通的位置目前正好在梁內，建議按照右側圖示布置管道，不僅可以對準馬桶立管，且方便管道穿梁。”從圖中可以看出，清掃口距離馬桶立管過近，導致馬桶無法安裝，三通的位置又在梁內，導致梁內無法放置套管。在這些管道調整后，BIM技術人員均設置了穿梁的套管，并出具了開洞圖。

圖10 廁所污水管穿梁

8.BIM在室外總體給排水中的應用

室外總體管線復雜，有不能超出室外紅線的要求，有弱電、強電的市政進出管，有重力污水、雨水管末端高度的控制要求，又有地下室出外墻管道的高度限制，這就要求雨污水管在一定的高度范圍內布置，既要避開電力市政管道、弱電管道、又要注意各種道路的升降坡。

松江賓館的室外道路沒有統一的標高，且紅線預留空間緊張，設計院畫的雨污水井不按照實際比例繪制。如果雨污井內徑為1000毫米，加上墻體厚度應當繪制成1400毫米直徑，但設計院由于比例考慮錯誤，只繪制了500毫米直徑的雨污井，且圖紙都是單線圖，很難分辨。設計院的給排水圖紙中不會考慮其他專業，也不會考慮室外道路的降坡升坡，這就會導致出現以下問題：管線排布不清；井蓋一半在平面道路上，一半在斜坡上；或者井蓋一半在綠化內，一半在道路上等。圖11可知，這是一個污水管撞市政弱電井的問題，由于弱電套管在做外墻的時候就已固定，如果只考慮留200毫米的空間用于井內穿線，加上井底板，會導致污水管有一半碰撞井底，再加上井底距離污水管頂有一定的覆土厚度，碰撞的面積就會加大。通過應用BIM技術，提出了以下調整方案：（1）目前弱電進線口的位置與雨水管位置碰撞，總圖位置如左圖，需要污水管往下180毫米，從右側的三維圖可以看出沒有污水管挪動的空間；（2）從左側的給排水總圖平面圖可以看出，污水入口為4.18米，污水出口有3.48米，有足夠的深度讓污水管下移。

圖11 BIM在室外總體給排水中的應用

三、結語

BIM技術應在項目設計階段就介入，可以更好地規避平面圖紙中出現的問題；防止出現機電的預留洞、建筑結構預留洞與機電不符問題，機電設備預留安裝空間不足問題，立管位置、人防預留電氣管線、防爆密閉套管與電氣、消防箱碰撞問題，消防電梯基坑排水管預留位置缺失問題，正壓送風與人防消防、電氣線路碰撞問題，為施工圖紙的落地、業主節約工期和經費提供重要幫助。BIM技術隨著與施工技術更緊密的配合，將在未來的大型或者復雜的項目中，發揮越來越重要的作用。