【摘 要】随着建设项目复杂程度的提高,机电安装部分的内容越来越复杂，传统的机电管线综合的缺陷和不足逐渐显现。BIM作为智慧城市建设和实现建筑业转型升级的基础性技术,成为解决管线综合的有效工具。文章以深圳市新安医院为例，对BIM技术在综合管线中的应用进了阐述，以供参考。
【关键词】BIM技术；综合管线；应用
建筑信息模型( building information molding，BIM) 的出现将引发建设领域的第二次革命。BIM研究的目的是从根本上解决项目规划、设计、施工、维护管理各阶段及应用系统之间的信息断层，实现全过程工程信息管理乃至建筑生命期管理。本文以深圳新安医院项目为例，研究了BIM 技术在该项目管线综合中的应用。
1 BIM 组织实施状况
1.1 工程概况
新安医院位于深圳市宝安区，是深圳市政府投资新建的集医疗、预防、保健、科研、教学等功能为一体的现代化综合性三级甲等医院。项目位于宝安中心区滨海片区，用地面积：82412平方米，建设规模：17.12万平方米，其中地上建筑面积为13.12万平方米，主要功能为门诊、急诊、急救、医技、住院、行政办公、科研教学、宿舍后勤等，建筑层数为17层，主体建筑高度为74.5米。
该项目机电安装专业包括：建筑电气、通风空调、给排水、消防、智能化、有线电视、火灾自动报警、太阳能、10KV电力外线、医疗气体、污水处理、虹吸雨水、蒸汽系统等专业管线。管线错综复杂、建筑空间有限、各系统管线间距要求高、排布难度大，原设计图纸部分标高不明确、设计深度不够、未考虑走廊与室内天花的标高不同，管线均在同一平面内布置，未进行管线综合。若按照各专业设计蓝图进行施工，各专业管线相互碰撞，将造成大范围拆改，无法顺畅的展开施工。基于以上原因我施工项目部引进BIM技术进行管线综合设计。
1.2 BIM 组织
利用BIM技术进行管线综合可进行布置方案可视化比选，可视化碰撞检查，实现综合管线零碰撞，降低管线综合设计人员劳动强度与技术难度，极大的减少综合管线设计时间，依托综合管线二维平面图及三维模型指导现场施工，降低施工技术管理难度，实现现场施工零碰撞零拆改，降低各专业间协调工作量，节约工期，降低及杜绝各专业间碰撞拆改的返工损失。新安医院综合管线设计从2013年4月底开始至2013年7月底结束，圆满完成了各专业管线的综合设计。
2 采用Revit软件进行管线综合的过程
2.1 管线综合工作流程
布置方案选择→建模 →各专业综合审核 →监理、设计、业主审核 →确认出CAD图 →指导现场施工
2.2 管线综合布置方案选择
2.2.1 管线综合布置方案：
根据管道检修频度进行确定各管线的排布方案，一般的电气桥架检修频度最低，风管的检修频度较低，水管的检修频度最高，因此管线的排布方案主要有以下几种。方案一： 桥架在最上层，中层为风管，下层为水管、气体管道等。本方案适用于下引风口较少的管线布置区域，缺点是电缆的敷设一般在管线完成以后，施工人员需爬到管线的上方造成成品保护难度，对已完风管保温的损坏较严重。方案二：风管在最上层，中层为桥架，下层为水管、气体管道等。此方案适用于无下引风口的管线布置区域，或格栅天花布置的建筑区域。此方案可减小管线成品保护的难度，缺点是，若桥架距离风口较近的话，会造成冷凝水的产生。方案三：桥架在最上层，各类水管在中层，风管布置在最下层。此方案一般适用于水管或气体管道繁多，风管较少或是防排烟风管的区域，多数是地下停车场等区域。
2.2.2 避让原则如下：
（1）有压管让无压管，小管线让大管线，施工简单的避让施工难度大的。
（2）冷水管道避让热水管道。气体或化工类特殊管线在排布时严格按照下图的规范要求排布。
（3）附件少的管道避让附件多的管道。安装多附件管道时要注意管道之间留出足够的空间（需考虑法兰、阀门等附件所占的位置），这样有利于施工操作以及今后的检修、更换管件。
2.3 BIM模型搭建
在熟悉各专业设计图纸及管线布置原则的基础上，利用Revit软件进行进行结构、机电各专业管线、设备、管件及天花模型的搭建。为了节省时间，各专业模型同时进行搭建。各专业模型搭建完成后，进行链接，形成单体建筑完整的模型。结构模型及行政楼专业管线模型如图1、图2所示。
2.4 各类管线碰撞检查及优化综合管线排布
2.4.1 碰撞检查
在BIM中搭建好模型后，利用Autodesk Navisworks软件进行碰撞检查，形成碰撞检测
报告如图3所示。根据调整时间及调整方案采用BIM模型碰撞检测软件，可对模型中碰撞点100%发现，详细修改后可达到或接近管线无碰撞
2.4.2 综合管线优化调整
根据综合管线排布原则及相关的设计验收规范，现场结构、预留空洞的实际位置，严格控制各专业间管线的距离。在满足设计及验收规范的基础上，根据管线排布原则、建筑结构空间、支架设置空间、现场作业及后期维护等空间要求，进行各专业管线的综合排布。可视化的进行调整，直观的反应管道布置情况。
3 利用BIM技术进行综合管线设计过程中主要解决的问题
（1） 根据不同位置建筑空间、管线种类、数量及相关规范标准，确定合理的布置方案是管线综合设计的基础。
（2）复核已完成机构、预留孔洞等参数，若与设计图纸存在偏差，在管线调整时根据现场实际尺寸进行管线排布，避免对已完结构造成损坏。
（3）利用BIM技术进行管线综合设计，主要解决管线与结构、管线与管线之间的碰撞问题。在管线模型中搭建天花模型，可直观反映相应空间内管线与天花间的关系以及对天花的影响等情况。在管线模型中搭建物流轨道等相关专业的设备及管道模型，为业主后续招标专业设备及管线的施工预留安装空间。
（4）预留施工及检修空间，根据设计图纸在阀门、设备等位置预留相应的检修空间，避免出现施工操作空间不够或无法检修的情况出现。
（5）根据现场采购设备的外形参数及基础参数进行设备模型的搭建，可检查设备与管线、设备与设备房空间等位置的布局是否合理。
（6）BIM技术可生成三维模型及CAD平面图、立面图、剖面图，CAD图纸是现场施工的依据，三维模型可直观反映各类管线的相对关系。
4 利用BIM技术进行管线综合设计的经济效果
4.1 节约工期
节约综合管线设计时间，降低综合管线设计难度。常规的管线综合基本采用头脑风暴法。管线综合的成功与否，主要依据参与专业人员的经验及想象力。需各专业人员反复校核、协调，耗时长，工作强度大，且避免不了各管线间的碰撞。一般是出现问题再根据现场实际情况进行调整。采用BIM技术，单人即可在端时间完成管线的调整，一般的4万平方米的地下室，可在1月内完成模型及管线的调整。各专业只需提出要求，最后校核即可。对于大型综合类机电工程管线综合提供了新的出路，使得管线综合更易于实现。
本项目综合管线设计共计耗时约3个月，在1个月内完成了行政楼、后勤楼、综合楼一层及地下室部分区域的综合管线设计，达到了此部分位置指导施工的需要。与同类型项目采用常规方法进行综合管线设计相比较节约时间约1个月。
在施工过程中，各专业按照综合管线图纸进行顺畅的施工。避免了由于现场管线碰撞而引起的管线拆改及变更走向而造成的工期损失。根据目前实际工程进展情况，工期提前约1个月。
4.2 节约施工成本
由于三维可视化以及软件自动进行碰撞检测，可达到施工图纸无碰撞。在施工过程中减少返工、降低建造成本。依据设计图纸进行管线模型搭建及碰撞检查，共发现碰撞点约3.1万处，多处位置存在管线重叠，侵占天花完成面等现象。根据不同部位，采用不同排布方案，管线重新综合设计后，共存在碰撞点约1.01万处。根据以上情况及同类项目管线碰撞而产生的变更对比，经造价分析本项目节约由于管线碰撞而产生的费用约300万元以上。
5 结束语
利用BIM技术进行管线综合设计，适用于大型复杂类机电项目，复杂的机电项目采用常规方法进行管线综合，在施工阶段由施工单位进行综合管线设计基本很难实现，由于缺乏足够的工期及资源，不同部位管线无法细化设计出其具体的位置及标高参数等。基本属于先确定方案，然后边施工边调整，无法避免施工过程中的管线碰撞的发生。而利用BIM技术进行管线综合设计，在模型中解决了所有的管线碰撞，避免了施工过程中管线碰撞的发生，有利于项目成本的事先控制，降低了由于不确定的管线碰撞等因素而产生的管线拆改造成的项目成本增加，进而降低了成本控制风险。对于小型简单类机电项目与常规管线综合相比投入成本较大，效益不明显。
与常规方法进行综合管线设计相比较，利用BIM技术进行综合管线设计对参与综合管线设计人员的专业经验要求不高。可避免由于经验不足及考虑不全面等因素而产生的管线碰撞，使得施工阶段边施工边进行管线综合更具可操作性。BIM最直观的特点在于三维可视化，能够明确的反映出复杂节点位置及各管线的相对关系，便于进行施工人员、工作面的合理安排及施工管理。由于管线的碰撞在模型中已解决，减少施工期间各专业间的协调，节约管理成本，降低了管理难度。
参考文献
［1］ 胡松，冯东坡，李东浩，等． BIM 在外场管网系统中的应用［J］． 施工技术，2012，41( 16) : 22-24．
［2］ 徐建国，周兴． 基于BIM 的建设工程多维集成管理的实现基础［J］． 科技进步与对策，2008( 10) : 150-153．
论文作者:周立群
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第16期
论文发表时间:2016/11/11
标签：管线论文; 模型论文; 各专业论文; 风管论文; 方案论文; 管道论文; 技术论文; 《低碳地产》2016年8月第16期论文;