摘要：建筑业发展也需要新的技术和方式参与其中，BIM在建筑业的应用意味着制造业成熟有效的生产方式在建筑业的引入，但是，由于建筑业独特的性质，导致BIM在建筑业应用过程并不那么顺利，除去软件因素，还包括建筑本身以及众多参与方等复杂特点，而提高建筑生产设计效率质量、降低成本并且处理好各参与方之间的关系至关重要。建设项目中各关系之间的碰撞直观表现为各自产品的碰撞，在机电项目中即表现为机电管线的碰撞[1]，而设计BIM的应用还在摸索阶段，不仅需要理论支持，更需要实际项目的积累，那么应用BIM理念对已完成项目的数据统计、分析与优化并最终形成标准化方案则大大减短了设计摸索所需的时间，降低设计成本，也使得各设计者对于机电其他专业的设计意图更加清晰，有助于机电设计过程中的沟通协调。
关键词：建筑信息模型；机电管线；碰撞；主成分分析；设计
1 BIM在机电管线中的应用
1.1 建筑信息模型目前应用情况
建筑信息模型（简称BIM）在建筑行业的不断深入应用将是大势所趋。目前基于BIM的理论研究贯穿建筑的全生命周期，研究内容从软件开发、技术应用到工程管理，再到标准的设立。从目前BIM相关论文发表数量[2]以及企业BIM应用数量调研结果[3]可以看出国内建筑行业对于BIM理论研究及应用的热衷程度可见一斑。
1.2 建筑机电管线碰撞现状
目前国内对于BIM的研究还集中在理论研究上，实际案例应用数量较多。但机电设计由于机电工程参与专业多，包括强电、弱电、消防、给排水及暖通，每个专业都有自己的方案和管线设备布置系统，专业性强，专业间的协调效率低。应用目前广泛应用的三维碰撞检测软件，能够在设计完成后，施工开始前检测出各专业碰撞点。但是，这样的方式属于后期控制，很大可能会增加材料的损耗，导致系统的改变。那么，前期控制各专业用来参考的是如何得来的？参考价值如何得以体现？本文进行了以下研究，从已有大型具代表的设计案例中选取大量数据，以使结论更具有代表性和参考价值。
2.碰撞数据
2.1数据来源
2.1.1项目信息
某CBD地下项目其功能为娱乐大楼及办公大楼，有地下三层空间，地下面积共30970 m2，主要为地下剧场及配套用房，机电设备用房及地下停车库。其中机电管线有风管（消防排烟管、新风管，空调送排风管及相应风机设备）、强电、弱电、消防栓管、喷淋管、给水管、排水管。
2.2数据展示
下表1数据中12组数据为地下三层12个不同防火分区内强电、弱电、消防、排水、给水专业管线与风管碰撞的统计数据。地下层管线集中，碰撞概率大，符合目前碰撞检测工作最为困难的现实，选择地下空间作为数据统计来源。
表1 电气与其他各专业碰撞统计数据
注：参与数据统计管线为DN≥50管。
3.数据分析
3.1 数据分析方法
3.1.1 主成分分析的最大方差法
设碰撞变量指标为：X1、X2、X3、X4、X5、X6，主成分分析是将m个不同项目中的该6个特征指标降维为6个以下的相互独立的指标，成为主成分，主成分之间差别越大越容易辨别分析，而使用最大方差法则使得所得相互独立的少数主成分始终保持主成分方差最大，具有可比性。
3.1.2 实例应用
本文根据以上要求，选择主成分分析法，该方法将具有相关关系的多个变量降维成少数几个变量，而在变换过程中，可以看出哪些变量相关程度较高，哪些变量相关程度极低，相关变量组成的主成分其因子得分及综合得分又能得出碰撞相对较集中的组别（区域）。
3.2数据分析
使用SPSS软件进行主成分分析，从该分析中可以观察得到①线性相关的变量指标以及他们之间的相关性；②每个主成分中各变量指标贡献值；③主成分中占比例最大指标；④最大主成分得分的区域。
3.3解决方法
根据综合得分，筛选出前五个具有代表性的区域进行分析，该区域具有碰撞数量大且碰撞集中的特点。
碰撞形式：①哪几个专业之间的碰撞②碰撞数量最多③碰撞的位置。
解决方法：①根据不同专业功能特点下手②重点解决这碰撞最多两个专业，应该怎么做③哪些专业间走管应有序。
具体工作：①具体到各专业性能的调节②该区域该碰撞的具体解决方案③按什么顺序。
3.4 本案例分析结果总结
通过对碰撞数量较多区域的分析，找出不同区域管线碰撞集中的碰撞形式，对碰撞形式的碰撞特点进行分析，针对该特点，总结出碰撞中常见问题：
1.排风机房布置集中，机房出口一定范围内，碰撞最多；
2.风口位置和送排分机房相连接的线路通常与水电管布置线路垂直；
3.强弱电机房出口位置电缆桥架容易与其他管线打架；
4.消防水泵房与水管井周围管线布置方式不合理时，也会产生不必要碰撞；
5.风管和水管线路杂乱，同一条线路，管线布置弯曲程度不定，造成不必要碰撞。
4结语
本文根据统计数据的定量分析，得出不同专业管线布置位置之间的相关性与最大碰撞形式的概率，并定性得出引起碰撞频繁的因素，针对该因素给出合理建议，设计前与设计过程可以参考以下意见：
1.设计车库、走廊等大空间专业管线专属位置的划分方案；
2.划定建筑可用于布管的位置轮廓线，使得各专业管线布置在相同位置时，管线弯曲方式是一致的，较少不必要的碰撞；
3.水管和电缆桥架靠房间外墙布置，在大空间如车库位置，可以走车道上方位置，而风管设计时应尽量让出该位置；
4.整个空间应合理构造系统中通风设备与风口不同连接方式，即系统设计方式，充分利用标高，减少水电管线与风管的碰撞；
5.设计走廊布管方式，即不同专业拥有的各自优先排布位置；
6.送排风机房较分散时，设置静压箱，减少风井数量和面积，降低结构投资；
7.风管系统延伸方向受功能房与使用房间布置影响，通常为其线性布置方向，方便相同布置方向的水电管走管，而减少碰撞。
参考文献：
[1] 赵志涛． BIM技术在工程项目综合管线设计中的应用 [J]．建筑技术开发，2015（4）：37-39．
[2] 纪博雅，戚振强．国内BIM技术研究现状 [J]．科技管理研究，2015（6）：184-189．
[3] 李俊超，刘力．国内工程设计行业BIM采纳行为演化分析 [J]．工程管理学报，2014（2）：011-014．
论文作者:吴婷婷
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签：管线论文; 风管论文; 机电论文; 成分论文; 位置论文; 变量论文; 专业论文; 《防护工程》2019年第5期论文;