BIM在地下室和高层住宅的管线综合应用

郑杨 石海伟

【摘 要】随着近年数字技术的发展，BIM技术在工程领域不断应用与发展，根据施工图纸进行BIM三维建模，进行碰撞检测，发现并有效优化机电与机电、土建与机电管线的碰撞，提高机电安装的合理化和使用率，减少后期的返工，以数据指导现场施工，以实现节人、节材、节时的目的。

【Abstract】With the development of digital technology in recent years， BIM technology is constantly applying and developing in industry area. We can build BIM 3D modeling according to the construction drawings， so as to carry out collision detection， find and optimize the collision between electromechanical and electromechanical， civil engineering and electromechanical pipeline， improve the rationalization and utilization rate of mechanical and electrical installation， reduce the rework in the later period， and guide the field construction with data， in order to save people， materials and time.

【关键词】BIM；地下室；深化设计

【Keywords】BIM； basement； deepening design

【中图分类号】TU990.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）04-0169-02

1 工程概况

保利公园三期项目位于贵阳市东北部乌当区奶牛场地块内，绕城环路外航天路北侧，工程建筑面积274763.10㎡，属于框架剪力墙结构，是一个集高层住宅、商业、幼儿园于一体的综合性工程。本工程外部临河，内部紧挨多栋小高层，地形狭长且坡度大，结构复杂，施工难度大。

2 应用模式

3 BIM在机电工程中的应用

地下室系统复杂、管网庞大，运用BIM技术进行综合排布，本工程中重力排水和管井排布也使用BIM技术进行局部深化设计，并根据最后确定方案出图，以指导现场施工。

3.1 地下室管线综合排布

地下室层高3.6m，地下一层主楼层高5.1m，主楼高出的1.5m为地上重力排水管道排布留用，裙楼层高3.6m，与地下室其他层无异。地下室顶板大致按千分之3的坡度，伴有多处降板。应业主要求地下室管网排布最低标高2.3m。

地下室除去影响管网通过的最大结构梁高和2.3m的净空，负1、2、3、4层最大影响管网通过的结构梁有800mm、900mm、700mm、700mm，完全可用空间分别为500mm、400mm、600mm、600mm，无梁处板下空间可上翻，以此空间进行管网综合排布。

结构复杂规模巨大的地下室，以大型机房、弱电、强电、消防、给排水、防排烟、送风排风等多种系统管网共同组成。我们运用BIM技术将二维设计中离散型管网的不可预见性进行优化改善，将各个系统进行梳理，严谨走向、精准定位。

以地下室出机房风管为例。两根风管从风机房出来，被左右剪力墙和上方梁卡住无法挪动位置。穿过车道与强电、弱电桥架，消火栓、喷淋管道，给水管道相碰撞，将管道翻弯优化后仍无法满足车道2.3m的使用净空。将此信息反馈于业主并携带模型在讨论会上商议，从细节入手，将原1000×400的风管尺寸壓缩为1250×320，当即在模型上修改，量出净高2.3m，刚好通过但无法为保温层提供空间，又将此处风管对正改为上平齐，为风管和下部管道保温层提供空间[1]。

当管道穿越结构构件时，能够在模型中开洞并据此梳理机电在结构上的预留预埋，为预留预埋阶段提供数据，并提前确定好保护结构强度的加固措施。

本工程使用的BIM技术进行综合排布是基于Revit软件中与真实产品数据相同的庞大族库，以真实数据为核心模拟现场，直观、精准、全面地审视各种问题，将问题可视化，为解决问题提供可行性依据。空间可视化、问题简单化、数据真实化、以模型实用指导施工是我们运用BIM技术的初衷，希望能够通过BIM技术进行深化设计，节省材料，为施工管理提供全面而精确的数据支撑。

3.2 重力排水深化设计

由于地上32层楼重力排水全部集中首层下排出户，设计时为减小管道压力又将首层重力排水和高层重力排水分开出户，故管线多而复杂。重力排水主管横管采用柔性铸铁管，具有管径大、质量大、硬度大等特点，管件尺寸与常用PVC管大不相同，施工难度较大。

应用BIM的目的在于使重力排水铸铁管在坡度持续且在多管交错的情况下保证水流能够自然流通，保证用户排水顺畅不堵塞。解决的难点在于坡度与交叉点以及延伸后对于结构的冲突。坡度恒定，并且保证出户高度，经过与专业人员讨论制定出两种可用方案。都使用revit以三维建模的方式放置主管道定出主横管起止点标高，改变一些支管与立管连接路径以节省管材、绕行剪力墙和无法通过的结构梁。一种方案是首层与高层管道分层走上下两层标高，主管与支管同坡度同层次，大量减少穿梁。第二种方案，使首层和高层管道主管同标高，末端支管交叉以上下两层管道标高，在减少穿梁的同时相对减少管道自身的施工难度。

通过会议讨论，考虑施工难度、结构强度保护和排水流畅最优化，选择了第二种方案。对于主管标高与定位，支管与立管连接路径，剪力墙与结构梁的绕行定位和必须穿越结构的保护措施等，依托于模型，细化问题点，以可视化、数据化敲定问题的解决方法。

3.3 管井深化设计

本工程地上给水分为低中高三个区域，8～11#楼每层供给四户，12#楼供给五户人家，每层设一个管井，管井少，水表多。在给水管道上设减压设备控制水流压力和消音以避免水流声影响住户。并且管井内设有消防水管和废水管，每五层设有一个拖布池，空间十分有限。水表排布合理性要求高， 如果排布不合理，水表离地太高，读表与检修将会十分不方便。为今后用户能够更加方便操作和检修，我们对管井进行深化设计。

根据实际情况，管井内管道太多无法满足规范要求的间距，故与结构和给排水设计人员沟通将水管井扩大20cm。水压从下而上递减，高中低区给水管每区供应11层，每区供应后三层不设减压管井设备，产生两种水表排布方式。避开消防水管、废水管道和拖布池，带减压设备的管井排布相对紧凑，避开消防水管、废水管道和拖布池。

3.4 出图指导施工

BIM的深化设计和管综排布不仅仅是各专业图纸的二维重叠，它将管线系统、尺寸、材质、定位、体量、流量压力等信息融合于三维可视化模型中，突破传统横向叠加和对于空间的局限性，以更清晰、更精准的方式呈现管网走向与空间布置。以三维校审的方式让施工图纸更加完善。

本文的深化设计以三维建模二维出图的方式为现场施工精确定位，让施工人员对于施工空间和空间施工的理解更加简洁明了，严谨按图施工，让现场能够最大化避免错误和误差。

3.5 为施工管理提供数据支撑

BIM模型是一个数据库，同时具有可计量的特点。由于BIM建模的过程是一个先建后试的过程，能够相应避免项目信息的丢失。根据模型信息，可以制定相应的施工方案、进度计划，有效发现施工进度计划中的潜在冲突。模型还能够出具材料的使用量，以量进行成本管控，物资管理。使得进度管理和资源管理协调配合，保障资源合理分配[2]。

经过精确建模、分析問题、及时反馈、严谨讨论。本工程使用BIM技术进行管线综合排布，基于Revit软件中与真实产品数据相同的庞大族库，以真实数据为核心模拟现场，直观、精准、全面地审视各种问题，将问题可视化，为解决问题提供可行性依据。空间可视化、问题简单化、数据真实化、以模型实时指导施工是我们运用BIM技术的初衷，希望能够通过BIM技术进行深化设计，节时、节人、节材，为施工管理提供全面而精确的数据支撑。

4 结语

从地下室管线综合排布的整体策划，到重力排水和管井等深化设计等的难点分析，本工程应用BIM于机电安装中主要在于空间的合理规划和利用，既保证使用净空和规范要求，还达到节省材料、提高施工效率等目的。

【参考文献】

【1】刘爽.建筑信息模型（BIM）技术的应用[J].数字技术，2008（2）：65-66.

【2】李玉娟.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D].重庆：重庆大学，2008.