摘要：针对建设项目中管线图纸错误及施工返工问题，可在项目施工前期建立管线综合建筑信息模型—BIM。利用BIM技术，可将管线设备的二维图纸进行集成和可视化，对建筑物管道设备模型的仿真建立。通过 BIM模型，在施工前期可以进行管线碰撞检查、优化原有图纸设计、提高图纸阅读效率。同时运用BIM技术交底，形象直观，能更有效指导后续施工，减少在建筑施工阶段返工率及避免不必要的损失，从而达到管线综合优化布置的高质量工程。
关键词：BIM技术；碰撞检查；施工模拟；综合管线排布优化；施工质量
一、BIM技术较传统施工的优势
1.1 传统二维软件（CAD）的局限性
传统CAD设计施工图纸在施工前，参建单位各专业工程师会在图纸会审阶段核查图纸管线综合问题，但因传统图纸是按照平面出图，如要了解某种管线系统，须阅读多张平面图纸才能掌握，所以二维施工图纸存在的潜在问题从平面上在有限时间内很难掌握排查。并且施工图纸在投入项目使用过程中，仅有较大项目或者特殊工程通过双方约定，才有派设计代表驻场进行图纸疑问解答。因此由于二维CAD图纸存在不能全面反映综合管线信息的局限性，极易造成很多部位在施工过程中才发现问题，导致返工，出现人材机大量浪费的现象。
1.2 BIM技术在建筑施工领域的巨大优势
1.2.1综合出图、信息全面精准
BIM可先建立建筑、结构模型，在此基础上，然后可进行各专业机电管线的模型搭建。模型中各类管线设备通过过滤器功能给予通风、给水管、排水管、消防、电缆桥架等不同颜色设置予以区分，以此将各系统二维CAD图纸转化为实体综合三维模型，不再局限于二维设计。综合出图不仅可以对工程整体进行全面表达，在完成二维设计成果的同时还能呈现更多信息，让传达内容相对更加丰富，形象、具体，使得一线工程师更清晰了解掌握全部信息，实现对项目综合管网施工进度预先可视化管理，合理安排安装工序，实现对项目整体施工进度进行有效把控。
1.2.2 碰撞检查、避免重复返工
BIM软件中碰撞检查功能可对已经建好的模型进行碰撞检测，并可根据检测报告逐一检查及排除碰撞节点。即使其中某一专业节点需要调整数据，BIM也能同步反馈到其他专业，以迅速获取修改信息，然后进行二次碰撞检查，及时反应出调整部位变化情况。利用BIM碰撞检查功能，施工过程中可大量避免因管线碰撞调整造成重复返工，减少因设计变更及返工发生结构破坏等问题，保障施工质量和进度，降低成本。
1.2.3 三维模拟可视化、沟通更直观具体
一线施工操作人员各项能力水平不同，通过BIM虚拟漫游和预演功能进行三维技术交底，可让设计人员、施工技术人员和监理人员能够清晰管线走向，详细了解综合管线系统运转状态。使得一线管理及施工人员能充分领会设计意图，实现充分有效交底，真实模拟施工，提高现场综合管线施工效率。
二、如何运用BIM技术提高综合管线施工质量
2.1遵循管线设计避让原则
（1）先大后小，先重力后压力原则（2）冷水管避让热水管（3）电气桥架布置于液体管道上方或分开布置原则（4）可弯曲管避让不可弯曲管（5）金属管避让非金属管（6）水管自下而上排列为排水管、给水管、热水管、蒸汽管。
各专业管线避让优先级如下：重力排水—风管及空调管—大尺寸电气线槽、桥架—消防主管—压力排水。
2.2 进行碰撞检查及改进方法
综合管线的碰撞检查包括给排水、暖通、电气管路、管与管之间以及管线与建筑结构之间的碰撞。根据碰撞产生的原因和重要性，将问题分为三类：原则性问题、技术性问题、细节性问题。
（1）原则性问题。问题原因：标高、位置错误；缺、漏项。BIM表现：区域内大面积碰撞、局部标高不足。解决方法：对原设计进行优化，调整部分管线走向或局部系统调整。
（2）技术性问题。问题原因：安装空间不够，局部交叉。BIM表现：局部碰撞。解决方法：对原设计进行调整，预留管线交叉空间。
（3）细节性问题。问题原因：原CAD图纸显示受限，为示意性图示。BIM表现：多点碰撞。解决方法：增加CAD大样图，在说明中增加补充，明确避让原则。
图1（泵房一次图）
图2（深化图）
通过BIM碰撞检测，进行综合管线深化设计，优化布局，减少后期设计变更与返工问题，从图纸根源上出发，大幅提高机电安装质量。
2.3三维指导优化管线综合排布，提升美观性
综合考虑管线设计原则、现场安装实际可操作性以及利于后期设备维护性等因素，运用BIM创建三维立体模型，可实现有限空间内进行各系统管线集中布置。利用BIM软件功能，可根据各管线实际色系赋予其不同颜色，进行实态化调整，模拟现场安装成果。完美解决传统施工模式中，各专业、分包互不相让或互挤占空间，先施工不考虑其他管线布置，造成不必要的空间浪费，甚至返工等问题，同时最大限度满足综合管线整体排布的美观性要求。
2.4 模拟施工重难点，管理上控制。
传统施工管理中，图纸需人工审核，确定施工管控要点及难点，过程中易造成人为失误，过程损耗大，工期较长。利用BIM模型的虚拟化与可视化，能够提前捕捉施工难点及关键点，提高管线安装质量及整体成型效果。
图5（管线综合排布优化）
三、BIM技术的实践应用
以南京丁家庄二期保障房地下室消防泵房综合管线设计为例，泵房内部管线种类较多，包含消防喷淋稳压系统，配电及照明系统，通风、空调和消防排烟系统。各类管线系统错综复杂，在施工中发生碰撞情况问题较多。原设计一次图纸如下（图1），BIM建模初期，首先将一次图纸进行初步深化，在满足原设计功能性基础上优化了设备整体布局（图2）；
通过BIM 建立三维模型，将各系统管线连接，进行碰撞检查，显示风管与消防管道冲突，按照综合管线避让原则，重新调整了消防管道走向；
经过对所有碰撞节点完成调整之后，对消防泵房内部综合管线进行排布优化，在留置充裕后期设备管路维修空间基础上，尽量缩小综合管线空间占比，达到极致美观性、高要求、高质量验收标准（图5）。
在本项目南京丁家庄二期保障房地下室消防泵房施工过程中，前期运用BIM技术建模，有效进行各专业间协调管理，通过管线综合碰撞分析，实现了整体优化布局。运用BIM 技术虚拟各种施工条件下的管线布设，将施工现场存在的碰撞及冲突问题，提前发现进行方案优化，并对现场进行有效交底，使得整个施工过程中显著减少了设计变更，无返工现象，大大提高了现场的施工效率。
四、结束语
建筑行业施工技术新型化逐渐占据未来市场，虽然过程中引入了众多新理念，提倡绿色建筑、绿色施工，但是目前阶段的大部分施工项目仍处在粗放式的管理模式，对新技术投入力度不够，离高精水平仍有距离。因此对于诸如BIM这样的技术应进行大力推广和普及，提升智能化建造水平，充分发挥现代高新技术优势。逐步摆脱传统建筑业中落后的管理和生产模式，推动建筑行业整体工作模式调整，不仅可以提高建筑行业的效率，带动行业技术进步，还可以节约社会资源、推动可持续发展。
论文作者:黄春来
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/24
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