某综合楼通风空调工程BIM建模与深化设计

高喜玲，张奚鑫

(江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州 221116)

BIM（建筑信息模型）技术在工程中的运用越来越多，现在安装工程技术也越来越复杂，通常会受到建筑层高的限制造成安装空间不足，所以利用BIM技术进行管线综合排布，再加之BIM技术可视化的优点，使得施工过程更加简洁明了，节约工期与成本。

1 工程概况

本工程为江苏某综合楼，地下1层，地上6层，1层为商铺，2～6层为办公室，框架结构。总建筑高度为21.4m，总建筑面积为4775.86m2，空调面积约为3562 m2。地下室分为停车区域、配电室、水泵房和设备间，设置防排烟和机械排风系统，风管采用镀锌薄钢板；地上商铺及办公室采用变频多联空调系统，主要包括空调送风管道和冷媒管，送风管采用镀锌薄钢板，冷媒管采用紫铜管，凝结水管采用UPVC塑料管。

因防排烟管道及空调系统的风管尺寸较大，在设计时需要慎重考虑其所占空间，加之空调冷媒管、凝结水管，以及其他专业涉及的给排水、消防、电气管线等，使得我们在进行机电安装工程管道布置时必须综合考虑，统一规划，才能更好的利用建筑空间，减少管道交叉及施工过程中的返工现象。

2 BIM建模过程

2.1 建筑、结构模型的创建

空调通风模型的空间位置基本是以建筑、结构为参照，因此在建立通风空调模型前，应首先建立相应的建筑模型。建筑和结构模型分别是基于Revit中建筑样板和结构样板建立。

以标高、轴网作为中心文件，将CAD文件链接进标高轴网文件中，根据CAD图纸绘制三维模型。建模包括梁、柱、基础等构件。建筑建模的主要内容包括门窗、墙体、楼梯、楼板等构件。因为管道的标高参照于建筑模型的标高，所以建筑、结构模型的正确建立为管道模型提供的空间参照十分重要，尤其是楼板的高度、标高和梁柱尺寸、位置等都有相当精确的要求。某层建筑、结构模型如图1所示。

2.2 水管道模型的创建

本项目的水管路系统主要涉及到空调冷媒管系统、凝结水管系统。其中空调冷媒管系统为压力系统，凝结水管系统为重力系统，那么重力系统管道必须满足设计规范中所要求的坡度，以便水在重力作用下能够顺利地排出管道。在管道综合过程中，有压管道一定要预留出足够的空间，这是为了确保管道最终可以正常的使用，如图2所示。

图1 某层建筑、结构模型

图2 管道系统的建立

同时为了使绘制空调模型更加便捷，所有的管道附件，如接头、阀门、三通、管道等连接件都是必需进行设置，为了最后导出明细表和后续的信息，还需要对管道的类型、管道的材料进行更加细致的设置。如果在项目中并没有找到需要的族的时候，还可以通过载入族的操作，将外部的族载入进项目中来。

2.3 通风管道模型的创建

通风管道模型的创建主要包括管道末端、风机、风道、多联机等构件。在创建风管的过程中需要注意风管变径的连接方式与管道走向等问题，同时也需要注意风管末端的位置定位。虽然Revit中自带很多族，但是有很多族并不完善，在向模型中插入的过程中存在许多问题，这导致在某些管道碰撞的调整中，弯头或者三通的连接会存在各种错误，因此有必要不断地尝试修改连接件的族参数属性，使之达到项目所需要的结果。某层通风空调模型如图3所示，地下一层排风系统模型如图4所示。

图3 某层通风空调模型

图4 地下一层排风建模

2.4 模型自检

模型的建立完成后，需要对模型的整体和一些重要位置进行检查，因为BIM模型在建立时都是基于CAD等二维图纸，会受到平面图纸的约束，而通过三维视图，可以发现图纸中不正确的部位或者有错误有遗漏的部分，及时整改。只有创建精确无误的模型才可以进行下一步深化设计的工作。如下表1为模型自检的主要内容。

表1 模型自检的主要内容

3 管道碰撞检测

建立机电安装工程模型时，要充分利用建筑、结构等梁内空间，风管尽量贴梁底走，当风管与空调管道碰撞时，满足条件的情况下，可以充分的利用梁内的空间，使空调管道向梁内翻弯，避免与风管的冲突，保证了管道畅通，满足设计的要求。

利用NavisWorks软件进行管道碰撞检测，首先选择碰撞检测中涉及的对象并设置碰撞检测的类型，在设置中可以选择是硬碰硬、软碰软还是间隙碰撞，还可以在“规则”中为当前项目创建新的要求，提高检查的效率，以获得检查报告。再依据碰撞报告，确定项目中碰撞点的位置与信息。在NavisWorks软件运行碰撞检查后，软件将会自动生成碰撞检查报告并导出报表。碰撞检查报表中包含有碰撞点、项目ID号码、状态、图像、轴网位置等，这样就可以快速的确定碰撞点的位置，并通过构件ID，返回到Revit软件中找出相应的碰撞点，并在原模型中对发生碰撞的位置及信息进行修改，部分碰撞检查结果如表2所示。

表2 NavisWorks碰撞检查表

4 通风空调工程深化设计

4.1 深化设计方案

通风空调工程设计深化的主要内容以管线综合、空间净高优化为主，与建筑、结构模型相配合的预留洞口，反应在BIM模型中则是通风空调管线碰撞检查，墙体预留洞口。管线的碰撞检查可以利用软件直接导出冲突报告，根据实际情况、管道回避的原则和管网高度的要求，对管道进行逐一调整，以指导实际施工。当空间净高不足，或以现在的方式无法调整时，应积极思考是否需要将管道的位置做出大幅度的调整。管线的综合排布如图5所示。

4.2 问题报告汇总

图5 管线的综合排布

问题报告是深化设计的成果。在各个专业建模的时候因为图纸的质量不同，所以会发现图纸中有表达不清晰或是有缺少标注的地方，这就需要将这些问题汇总起来最终形成报告，及时进行修改，所以深化设计不只是管线综合，更是图纸优化的过程。在利用BIM软件进行碰撞检查的过程中，会因为软件自身的一些问题，在碰撞检查时将2个相邻的图元误认为是碰撞点，在这种情况下就需要人为进行检查判断，减少问题的产生，保证项目的科学性。

4.3 深化设计出图

目前工程项目大多还是利用二维图纸进行施工，设计深化后的三维模型只能作为指导施工的辅助工具,但BIM软件可以以DWG格式输出CAD图纸（如图6），不仅包括管线的布置和剖面图，而且节省了大量人力、财力，避免了人工出图产生的错误，甚至可以使用三维模型来清晰的表达设计的意图，尤其是在一些管线较为复杂的地方，在平面图中的管道走向较为混乱，可以导出剖面图或者是三维轴测图来辅助施工人员对于管道走线的理解。

图6 某层CAD图纸与三维轴测图

5 结语

该综合楼在通风空调工程设计中运用了BIM建模技术，对通风空调工程进行了建模与碰撞检查，生成碰撞报告，并以此为依据进行空调系统的深化设计，进行管线综合排布，优化了设计方案，减少了返工和窝工，保证了施工进度和工程质量，大大提高了施工效率。