摘要：锂离子电池生产厂房为高大空间，机电管线繁多复杂，洁净区域多，吊顶高度变化，自动化程度高。本项目在施工前通过BIM技术深化设计，对管线进行了综合排布，解决了管线碰撞，减少了施工中不必要的返工，从而达到工程对标高及施工质量的高要求。
关键词：BIM技术，管线综合，优化设计
1 引言
本项目锂离子电池生产厂区有3个主厂房J01，J02，J03。J01建筑面积21730平方米，建筑高度22.5米，地上两层，一层6.5米。J02建筑面积48538平方米，建筑高度为23.9米，一、二层6.3米，三至五层3.7米。J03建筑面积约32894平方米，建筑高度为15.35米，地上两层，一层6.6米。本项目工艺复杂，单个厂房面积大，空间高大各区域吊顶高度变化多样，洁净区域面积大并且各区域洁净等级不一样。吊顶上方空间机电管线繁多复杂，包括电气各种强弱电桥架，防排烟风管，普通空调系统，洁净空调系统，工艺送排风系统，消防系统，给排水系统，纯水系统，工艺循环水系统，各种动力管线等等，在出图时间紧张的情况下，二维施工图很难保证各个系统不交叉，如果在施工前不合理分配各系统空间，在现场施工中必定造成管线布置方面的冲突，无法保证吊顶高度及检修的要求，可能造成大量的窝工和返工。
在项目实施前，为了达到合理布置管线的目的，传统方式是使用二维软件（如CAD）绘制机电综合图纸，并辅以局部的剖面图的方式来解决机电管线综合的问题。由于传统的管线综合存在先天的局限性，不能完全保证其管线布局的合理性。本工程采用了目前较新的BIM技术，大幅度提高管线综合的效率。BIM技术，即将施工的建筑和机电设备管线进行三维建模，并采用BIM技术中具有可视化模型及碰撞检测功能，对现有信息模型进行碰撞检查，直观地发现管线综合中的问题，及时调整，从而减少了施工中不必要的返工，提高了施工安装的一次成功率，从而达到工程对标高及施工质量的高要求。
2 深化设计
2.1 基本步骤
1）制定深化设计计划，成立深化小组
根据项目大小和专业情况，本工程项目深化设计小组按区域分工进行，确定参加人数共5名，明确每人分工，制定进度计划。
2）收集并熟悉图纸
收集建筑、结构、机电各专业以及装修图纸的最新电子版本。
熟悉各个系统管线的走向，管径大小，图纸设计标高、现场的建筑和结构情况、装修图纸要求等内容。
3）预先排布管线
对照各专业平面图纸，找出管线密集、管线交叉较多的部位，将这些部位作为综合管线排布的重点，尽量多提出几套方案，进行方案比较，然后集体讨论，确定最优方案，并绘制简单的剖面图为建模减少碰撞。
4）建模，管线碰撞
先建立土建模型，然后再进行各专业管线建模，再根据各专业要求及净高要求进行管线碰撞，进行合理调整、避让。
5）出图并按图施工
对于完成的整个BIM模型，导出为三维DWF格式文件及各专业各系统平面图及剖面图提供给现场或者根据现场需要再提供一些复杂部分的透视图及剖面图。设计人员还需到现场进行技术交底，施工人员则需严格按照图纸进行施工，先上后下，先里后外。
2.2 排布原则
本项目是在各专业出了施工图后，运用专业的BIM软件Revit对土建及机电各专业进行的翻模，各专业按分区域分层分系统绘制，各系统编号保持与施工图原专业一致，最终管线综合管线图纸与原施工图各种标识统一，方便阅图。
1）方便施工。在管线的空间排布时，在满足管线相对位置、间距及标高的前提下，尽量将其布置在便于施工的位置。
2）减少材料成本。由于工艺要求房间吊顶高度不一样，因而管线的标高也随着吊顶变化，在考虑空间排布、施工难度及满足功能的前提下尽量减少标高变化，从而减少材料投入。
3）预留后增管线位置。考虑到功能的增加或变更，可能要增加相应管线，因而在满足管线间距的情况下尽量预留空间，如后期工艺调整出现导热油管线等。
4）留出检修空间。在建筑物运行中，对管线的维护和维修不可避免，因而须留出通道和适当的操作空间，切不可存在不可到达的死角。
5）考虑末端设备。综合排布时要考虑灯具、风口及喷头等末端设备的安装位置和安装空间。
6）厂房内管道一般沿墙或柱子架空敷设，高度以不妨碍同行、吊车运行、开关门、工艺流程运行及便于检修为原则，做到不挡窗户，立管宜从干、支管上方或侧面引出，接设备的支管，一般采用埋地敷设。
7）本工程按管线的属性分类分层排布，遵守管线避让原则，上喷布置在最顶层，风管布置在上喷下面；由于高度限制，风管分二到三层排布，排烟管在下面；接着布置电缆桥架；空调水管、动力管道及下喷布置在最下方。
2.3 BIM三维绘图，碰撞检测
本工程运用revit2016建模，土建模型建立之后，运用revit链接，进行机电各专业建模，设备管线根据通风、给排水管、消防、电缆桥架、动力等设置不同颜色以便区分。所有模型建立后，各个类别之间运行碰撞检测，根据检测报告逐一调整碰撞点，将模型中所有交叉的地方协调解决完成。
以电池生产厂房一层为例，走廊内管道是最集中的部位，层高6.3米，梁下净高5.45米，走道宽3.3米，开始吊顶高度要求3米，后来由于工艺调整提高到4米，这给管线排布带来了很大的困难，开始所有主管线均排布在走道上空，最终考虑排布的原则及检修要求，把部分弱电桥架及动力管道移至生产厂房满足了设计标准达到了吊顶高度要求。
图1 走道剖面
图1 走道管线三维视
2.4 支吊架
本项目生产厂房四周为走道，各系统主管道集中布置在走道上空，走道平直且长，这给走道内使用综合共用支吊架提供了有利条件，统一设计，统一选型，统一布置，走道的管线排布整齐美观。
厂房走道内综合支架现场施工图
3 现场施工
虽然在施工前对机电管线进行了BIM三维排布，但是在施工过程中现场的实际情况会出现与预计不同的情况发生因此需要对施工过程进行控制管理协调密切配合各专业施工单位成立专门的配合对接人根据各专业的现场实际情况、进度情况来协调处理各项事宜。
工程中管线最多的部位在公共走道及进出机房这些部位,集中了各专业管线具有代表性是管线综合施工的重点难点部位，各专业施工单位、班组应该严格按事先布置的合理流程施工。在本专业完成后及时通知下个施工单位、班组做到施工过程环环相扣密切配合。
4 几点建议
1）由于施工图设计时各专业与结构设计的结合工作缺乏统一协调，管线综合后工程现场增加了很多二次吊挂支架，产生了一些额外费用的同时还影响了厂房的美观。因此施工图设计时，空管设计人员参与进来将管线综合图纸中管线密集部位标识出来，引起结构专业的重视，准确预留吊挂荷载。
2）本项目在进行管线综合后发现部分厂房有存在空间利用率不高的问题，设计不够均衡，有些空间很富裕，有些空间则很紧张。因此设计中可以将工艺设备的空间模型纳入到方案设计中，比较准确的确定建筑层高和各个工艺房间面积的大小，解决空间浪费和房间面积大小不合适等问题。
3）本项目高架库内管线变动较多。由于货架需要厂家深化设计，对设备管线造成很大影响，风管和消防水管由于与货架位置冲突而返工整改。因此对于这些可能调整比较大的地方，管线设计最好在货架安装完成之后深化设计了再进行施工，避免出现返工。
5 结论
本工程通过BIM 技术进行机电安装管线对管线空间综合排布和综合支架的设计，以及施工与设计进行了紧密结合，使各管线在空间上得到统一排布，避免了管线交叉和无序，不仅增加美观且为日后运行维修增加了便利。因此对于大型复杂的工业项目，采用BIM技术进行三维管线综合设计具有明显的优势及意义。
参考文献
[1]谢会学.大型电子厂房专业管线综合布排深化设计与施工.建筑技术，2013年2月，第44卷第2期.
[2]纪凡荣.BIM 技术在某项目管线综合中的应用.施工技术，2013年第42卷第3期.
作者简介
熊进华，女，工程师，2006年7月毕业于南京理工大学建筑环境与设备工程专业，现就职于航空工业规划电子工程设计研究院。
论文作者:熊进华,赵凯峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：管线论文; 走道论文; 各专业论文; 机电论文; 空间论文; 图纸论文; 厂房论文; 《基层建设》2018年第19期论文;