BIM技术在大型商业项目管线综合排布中的应用

刘文超 孙梦晗 李玉涛 吴 健 刘 丽

中建一局集团第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概况

宣城万达广场项目为综合性商业购物中心，位于安徽省宣城市水阳江大道与景德路交口东北角，地下1层，地上4层、局部5层，包括室内步行街、运动集合店、影院、地下超市及设备用房等。建筑高度31.4 m，总建筑面积为106 195 m2。

2 施工难点

本工程为大商业建筑，对环境要求较高，各种机械设备较多，造成机电管线系统繁多，管线错综复杂，对空间净高要求非常严格。由于机电管线施工前需考虑各专业管线走向、安装空间以及管道间距等，从而需要大量的协调工作，合理安排各专业的安装顺序、预留操作空间等，故施工前即需对机电管线做综合排布，但地下室公共走道内与室内步行街公共区域的管道交叉严重，传统的二维图纸无法满足现场施工要求。

3 BIM技术在机电管线综合排布中的应用

BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点[1-2]。在传统的工程项目建设过程中，常需花费大量的人力、物力和费用来弥补由于管线碰撞引起的拆改、返工。利用BIM技术进行管线深化设计，可以在很大程度上避免这些不必要的浪费，且在碰撞检查的基础上，为满足工程的净高要求、检修带预留、施工操作空间、支吊架的架设及管线的实际具体位置，还可在建立完成的BIM模型中进行合理的排布，减少在施工过程中存在的管线交叉和返工现象，达到优化空间、方便施工的目的。

3.1 地下室功能房间走廊及货运通道管线综合排布

宣城万达广场安装工程机电设计包括消防系统、给排水系统、电气及弱电系统、空调风系统、空调水系统、空调新风系统、通风与防排烟系统等，几乎包含了常用的全部机电系统，其中，又以地下室最为突出。

3.1.1 施工难点

该工程地下室功能房间走廊处空间狭小，且所有专业的主管线均需从此位置通过；地下室货运通道入口处净高3.6 m。设计院出具的施工图仅为各专业施工图，并无标高标注，若各专业施工人员按专业图纸施工，在施工过程中必然会发生碰撞，甚至造成拆改返工现象，从而导致浪费材料、拖延工期[3-4]。

3.1.2 采取的措施

在用BIM建立完模型后，专业人员根据基本的管线综合设计原则对各专业管线进行综合排布，对管道的路由、标高、翻弯，以及空间狭小处是否应用公共支吊架，均在调整好的BIM模型中得到体现。

在对各专业施工人员进行交底时，我们分别进行各专业的交底，把调整好的模型导出CAD图纸，下发给施工班组。在复杂的区域，我们还会导出剖面图并制作成二维码，张贴在现场以便工人随时查看。

3.1.3 施工效果

尽管地下室公共走廊区域空间狭小，但由于有了BIM指引，各专业工作得以开展。且在管线施工完成后，因有BIM模型作为依据，故在后期维护维修工作中利用BIM模型可以轻松便捷地确定各专业管道的位置，方便了后期维修、维护工作（图1）。地下室货运通道净高要求3.6 m，经过BIM优化，完美地解决了净高的指标要求（图2）。

图1 地下室功能房间走廊施工完成

图2 地下室货运通道施工完成

3.2 机电管线施工模拟

施工模拟是在BIM模型的基础上附加时间维度，将机电管线的施工顺序以4D动态的方式展现出来。由于该工程功能用房和地下室走道管线密集，管线需要垂直排布，集中位置可达4～5层管线，此种情况下对于施工顺序的统筹规划尤为重要。在进行施工模拟时，先根据管线从上到下的原则进行计划排布，然后将模型构件与进度计划挂钩，形成施工模拟视频。

3.3 室内步行街公区的机电管线综合

3.3.1 施工难点

室内步行街公共区域机电管线繁多，且有空调吊柜等设备，业主要求在靠近商铺玻璃隔断一侧留宽600mm的通长检修带，在吊柜机安装后仅剩宽1 000mm可安装水管及桥架，这就使仅有的空间变得更加紧张，突现以下难题：

1）通长检修带将被管道挡住，无法上人。

2）吊柜机无空间来接驳水管及阀门。

3）后期电缆也无法敷设。

4）层高5.1 m，而精装吊顶净高3.3 m（以2、3、4层为例），梁高0.75 m；使吊顶内机电安装高度极为有限，施工难度极大。

3.3.2 采取的措施

根据施工难题，我们利用BIM进行管线综合排布（图3），制订不同方案，采取了以下措施：

1）控制风管尺寸。在风管截面积不变的情况下适当调整风管宽高比例，吊柜机处桥架上翻梁窝（桥架上翻梁窝后可提升吊顶处检修空间净高，利用可拆卸的矿棉板检修带进行吊柜、阀门等调试及检修）。

2）将消防主管、空调主管移至商铺内安装，以最大程度地增加步行街吊顶内检修空间。

图3 步行街管道综合排布

3.3.3 施工效果

经过多次方案的分析与修改，前述难题终得顺利解决，不仅拓展了检修空间，也取得了不错的视觉效果（图4、图5）。

图4 空调吊柜处管线安装完成

图5 空调主管移位后管线安装完成

3.4 屋面人员通行路线优化

该项目屋面管线与风机设备繁多，包括油烟净化机组、新风风机、排烟风机、冷却塔、燃气管道、电器桥架、空调冷却水水管等，应建设方业主要求，需对屋面设备进行排布优化，并预留维修、维护人员通行路线[5-6]。

同样，我们通过BIM技术对屋面的设备及管线进行建模，并建立了适合本项目的各种设备族，管线与设备间互相影响都以三维方式清楚地展现。优化过程中，在主要通行路线中，有一些管线不可避免的需要通过，遂采用设置过桥梯的方式来实现（图6）。

其后，我们利用BIM技术的三维可视化特性，对屋面主通道进行虚拟漫游，确保主通道人员通行通畅，确保检修人员行走路线无障碍，可以顺利到达每个检修点（图7）。

图6 屋面过桥设置

图7 屋面主通道漫游

4 结语

在宣城万达广场项目工程中，我们采用了较为完整的BIM全专业技术，以及多方参与的协同工作，取得了一定的成果。在此过程中，也总结了一些经验与教训，希望与大家共勉：

1）在建立模型前要制订统一标准，否则在后期整合模型时会很混乱。

2）利用Revit出图交底时，标注要详细，不要漏标，Revit图纸与CAD图纸有一定的差异，现场施工人员对这种图纸不一定适应。在交底时要尽可能的详细，必要时可利用三维视图和虚拟漫游让现场施工人员理解管线的立体空间排布。

3）BIM管线经综合优化后，现场施工需严格按照调整好的模型进行施工，即使与蓝图有差异，也要以调整后的模型为准。