浅谈BIM技术在管线综合布置中的应用

杜庆梅

(安徽三三建设工程有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引 言

随着国内外信息技术的高速发展，BIM(建筑信息模型)技术进入我国建筑行业中，且管线综合布置技术也被列入我国目前建筑业推广应用的10项新技术，是我国近年来大力推广的新技术之一，该技术通过软件三维建模，将设计院给的2D平面图编辑成为3D模型图，通过碰撞检测功能，对各管线系统合理优化，在保证使用功能和使用寿命的前提下，最大限度满足施工单位与设计单位的无缝衔接，在施工前发现设计问题，各管道碰撞点，对应优化处理，既节约了施工成本，又缩短了工期，且在施工前期就能直观地看到整体布局，方便施工单位与监理、业主、设计单位的有效沟通，该技术的使用成为各方关注的焦点。下面以某项目施工实例浅谈BIM技术在管线综合布置中的应用。

1 BIM技术主要特点

1.1 可视化

通过软件将设计出的2D蓝图编辑成3D模型，整个施工阶段都能清晰可见，既可以生产各阶段报表和利用整体模型当效果图进行展示，还可以协助项目设计、施工、运维阶段进行商议、决策。

1.2 协调性

传统设计图纸，经常会出现未标注标高或标高有问题的情况，这种情况普遍且无法得到有效解决，导致后期施工安装时碰撞返修，特别是各种管线碰撞问题较多。像这种碰撞问题前期在平面图中审查困难，审图人员由于水平问题往往无法发现。但是，BIM建筑信息模型通过软件碰撞检查，可迅速发现问题并生成报告，协助设计及施工人员对其进行优化设计，从而在施工前将这些空间布置问题得以有效解决。

1.3 模拟性

BIM技术不仅可以模拟建筑模型，还可以协助模拟虚拟场景。可以进行节能、日照、施工进度模拟，同时还可以进行各种紧急情况疏散和各种处理方式的模拟，如消防疏散、地震逃生等。

2 BIM软件碰撞检查

2.1

当建立了整栋大楼(项目)或单层(单区域)综合模型后，在MagiCAD或Revit软件中运行碰撞检测命令如图1所示，通过设置可以检查各专业碰撞情况，如风管、水管、桥架之间或墙、柱、梁之间碰撞情况。通过可视化的模型，依据规范确定碰撞点调整方案，通过模型确定管线综合排布的三维空间层次分配。调整后按步骤重新检测，直至无任何问题结束。

图1 碰撞检测选项对话框

已某项目为例，在已建好的模型中，选取管线较多且复杂部分作重点碰撞检查(如地下室、公共走道部分)。实操中发现，仅设备机房内就存在大量碰撞问题，不仅是管道之间，甚至整个管道系统标高一致整条重叠，如图2所示，从中可以看出节点中存在着不同情况的碰撞。

图2 管线综合后存在的碰撞点

2.2 对管线系统进行综合布置

管线综合布置就是依据施工图纸“预安装”，在工程施工前图纸交底阶段，先优化设计存问题。通过BIM模型直观的查出问题，再按规范要求重新布置各系统的标高和位置，再通过截面图和断面图显示改后的各系统布置情况，还可以通过剖面图放样某部位具体情况，当业主需要对系统标高或位置进行改动时，同样可以利用模型直观表示，避免业主与施工单位沟通误差。

针对图2所存在的碰撞问题，在结合相关设计、施工规范全面理解设计图纸意图的基础上，针对碰撞点与监理、设计单位共同讨论，按照“有压管让无压管，小管让大管，电管让水管、水管让风管、施工容易的让施工难度大的，压力管让重力自流管，临时性让永久性，非主要让主要，一般性让动力性、同等条件下造价低的让造价高的、可弯曲让不可弯曲，技术要求低的让技术要求高的，检修次数少的和方便的让检修次数多的和不方便的”的原则进行调整和修改。然后将有关问题形成文字报到原设计院，由设计院对照模型进行调整。图3是针对图2存在的碰撞点进行调整和修改后的模型，它既解决了管线的标高和位置问题，又避免了交叉时产生的冲突，同时还能配合并满足结构及装修的位置要求，能有效达到业主满意的效果。

图3 调整后的管线模型

针对动力机房内、管道竖井内、管廊的管线布置，按照管线调整原则依次进行调整，具体管线布置内容如下：

(1)动力机房内：机房内管道规格相对较大，且多与设备相连接。针对各类管线，原则上尽量安排成排布置，并安排管道合理的走向，尽可能避免交叉、返弯等布置。在管线较集中的位置，通过计算设置综合支架，不仅节省空间，同时又节约材料，且各系统布置合理美观整齐。

(2)管道竖井内：竖井内通常是管道较集中处，需提前优化布置。先对竖井内各管路进行计算分析，依据各层的管道出口位置，确定管道在井内的位置，利用竖井出口处大样图，标明各系统的管径、标高、走向、位置。

(3)管廊处(管线布置交复杂部位)：管廊处管道多为主干管，管径较大且走向基本相同，应与设计单位及时沟通，制定管道的综合支架方案，尽可能少用支架的原则，有效减少各系统单独制作管道支吊架，既节省辅材用量，又提高管道整体美观。

此外，针对一般公共部分，本身空间狭窄然而管线与桥架又较集中处，施工时往往此处排布困难，并且由于楼层标高过低，达不到净高要求，依靠简单的一字排开或者并列排布已无法满足实际需求，先在BIM建筑模型中按管线调整原则优化，然后将修改后的模型导入到Navisworks软件中，并使用漫游命令，在模型中可以随心所欲的行走查看，给人身临其境的感受。同时通过漫游可以发现一些在建模过程中未发现的碰撞问题，比如风管穿柱等如图4所示，及时调整使图纸得到进一步优化，并最终达到管线系统的综合优化布置。

图4 漫游检测

2.3 可视化交底及指导施工

通过4D进度模拟能直观反映整个施工周期，三维可视化的平台从而让业主方更直观更方便的介入到施工过程中来；实现了3D参数化模型与Project管理软件数据的完美斜街，保证了现场管理与进度在空间和时间上协调一致，帮助项目管理者直观安排施工进度和合理布置施工场地，并且考虑业主进度要求优化分配各资源。

4D进度模拟不仅能模拟项目的整个施工过程，还可以对复杂单个施工技术过程进行模拟,如图5所示，实现可视化技术交底，避免了由原来语言文字和二维CAD图交底引起的沟通误差错漏等；该技术的使用，方便各参与方之间有效沟通，降低了原来口头交流不便利，整个沟通过程通过模型直观形象表达，提高各方工作效率和管理能力，也能使各方如建设单位很好的介入到施工过程中，为大型建设项目的管理提供有力支持和保障。

图5 风管安装全过程

3 社会效益

通过BIM模型碰撞检测，施工前发现图纸问题并优化解决，较过去施工到问题部位才发现系统碰撞，造成大量返修返工，有效节省资源，缩短工期，更使工厂化预制现场组装“装配式工艺”得到了保证，工程质量优整体布局美观，得到业主的好评。通过BIM三维可视化漫游实现建筑全生命期各方参与，支持各专业协同工作，为项目的虚拟建造和精细化管理提供技术支持。通过主要设备检修及消防演练逃生等动画模拟为业主后期项目运营和维护保养提供可视化管理资料，并依据BIM模型做到后期项目运营全过程信息化管理运营控制，大大提高了物业维护管理的效率，降低物业维修人员的劳动强度，减少了运营成本。

4 结束语

总体来看，BIM技术不仅带来现有技术的更新换代，也会影响建筑业管理模式的变革，随着该技术的推广及发展必将成为我国建筑行业的一次变革，势必会成为未来行业全周期管理的引领者。