BIM综合管线排布应用张悦

BIM综合管线排布应用张悦

张悦

中建二局第三建筑工程有限公司华南518000

摘要：21世纪是信息时代，这个新时代给我们的生活带来了翻天覆地的变化。信息技术的发展给建筑行业带来了革命性的发展：由手工绘图到CAD二维图纸，再到当前的BIM（建筑信息模型）。建筑工程的各参与方都在追求高效、可行、便捷的方案来实现自己的目的，参数化的理念随之诞生并越来越深入人心，应用也越来越广阔。随着我国工程建设的规模越来越大，行业对模板工程的设计要求也越来越高。近几年，BIM技术为整个建筑行业带来了不可估量的影响，如今，随着技术不断地更新换代，科技也正在改变我们的生产生活方式。BIM技术的出现与运用也改变了传统模板设计施工模式。

关键词：建筑信息模型；深化设计；现场应用

前言

建筑信息模型（BuildingInformationModeling）技术简称为BIM技术，是建筑CAD技术从基于点线面的二维表达向基于对象的三维形体与属性信息表达的转变。BIM技术方面的研究正成为国内外土木建筑工程信息技术研究的最大热点。BIM是从设计、施工到运营协调，项目信息为基础而构建的集成流程，它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。集成土建、机电、精装等各专业模型，并以集成模型为载体，关联施工过程中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息。利用BIM模型的形象直观、可计算分析，模型中含有精确的构件信息的特性，可以从中提取各专业工程量信息统计汇总，用于现场提取材料计划，减少材料损耗，从而节约成本；精确的统计管件数量及大小，向厂家直接定制成品件，减省加工时间、缩短安装工期，减少人工加工成本；通过图纸与模型的对比，提高图纸质量、减少设计变更、提高施工进度、节省成本；对于复杂部位合理排布，保证业主对净高的要求；通过管道综合排布，采用共用支吊架安装管道，减少支吊架材料、加工及安装成本；预留预埋位置、大小精确施工，较少二次开洞及废洞堵洞，较少材料及人工成本；BIM综合管线排布美观、整齐，在建筑使用阶段，便于维修，可减少成本；利用可视化特点进行管线协调（交底），确保施工进度；利用BIM模型加强商务成本管控，加强施工进度、施工质量的管控。

一、工程概况

某多功能住宅楼，位于广州市天河区，总建筑面积15万平方米，最大建筑高度106.5米。地下室及塔楼标准层管线综合采用BIM技术提前布置。包括给排水、暖通、电气专业。其中给排水系统分为：生活给水系统、排水系统、雨水系统、以及消防系统；电气专业分为：强、弱电、防雷、变电所；暖通：采用VRV多联机系统。

地块概况图如下：

二、管线综合排布原则

1、从上至下顺序依次是，风管、桥架、水管，其中桥架距离板面30公分，风管距离板面5公分。

2、采用共用支吊架安装管道，减少支吊架材料，加工及安装成本。

3、净高要求：管底标高在2.4米以上。

4、各管线基准标高：风管管底标高：2.65米，给水管管底标高：2.6米，桥架标高2.7米，消防管管底标高：2.55米。

三、共用支吊架设计

1、采用固定支架，支架材料为钢结构。安装方法：膨胀螺栓法支架安装。

2、施工要求：位置正确，埋设应平整牢固；固定支架与管道接触应紧密，固定应牢固；无热伸长管道的吊架、吊杆应垂直安装；有热伸长管道的吊架、吊杆应向热膨胀的反方向偏移；固定在建筑结构上的支、吊架不得影响结构的安全。

3、管道固定支架间距的确定原则：管道固定支架是用来承受管道因热胀冷缩时所产生的推力，为此，支架和基础需坚固，以承受推力的作用。固定支架间距的大小直接影响管网的经济性，因此，要求固定支架布置合理，使固定支架允许间距加大以减少管架数量。

4、固定支架间距必须满足条件：管道的热伸长量不得超过补偿器的允许补偿量；管段因热膨胀产生的推力不得超过固定支架所能承受的允许推力值；不宜使管道产生纵向弯曲。热力管道直管段允许不装补偿器的最大长度。

5、主要优点：组合式构件、装配式施工，整齐、美观、大方；各专业协调好，提高室内空间标高；受力可靠、稳定；安装速度快，施工工期短；使用寿命长，后期维护方便；材料预算准；过硬的质量保证；良好的通用性。

四、项目BIM工作进度

本工程采用BIM技术进行管线综合排布，公司给予大力支持，委派专业BIM工程师进驻项目，开展BIM驻场服务，BIM驻场与现场结合。7月5日完成地下室和设备机房管线深化设计工作；7月15日完成各栋标准层管线深化；8月6日完成东部、中部地下室机房深化。截至到8月10号，BIM施工前期工作初步完成。其中包括：中、东部地下室，1-7#楼标准层的建模、深化、出图。出图包括：管综平面图、净高分析图、剖面图、局部三维图，工程量明细表，均以CAD、PDF两种格式出图四份。

五、深化设计

1、在工程准备和施工阶段，当建筑、结构模型建模完成确认无误后，水电风各专业根据深化设计后的图纸BIM模型的绘制并进行二次BIM优化排布，确保本专业内的管线排布合理，无交叉，无碰撞。以便后期做综合管线碰撞检测时候，减少碰撞点，节省调整时间，提高工作效率。

2、调整完成后进行报审，并对业主、设计院、监理方等提出的反馈意见进行及时修正，直至报审通过。

3、模型在进行碰撞检测之后，导出的碰撞检测报告会显示处各个碰撞点的位置与专业，各专业负责人根据碰撞检测报告对本专业的模型进行调整优化，逐个调整优化碰撞点并以此基础进行BIM的二次深化设计。针对深化部分，我们做了深化报告（汇总上报业主），类似的为了更加优化我们的模型，我们也是将每一个小问题做到最细致化，同时也常与业主、设计、劳务分包、现场工长，就专业问题及时沟通讨论，争取做到管线的最优化排布。

局部优化前后如下图：

六、BIM现场应用

1、现场应用问题及解决方案

（1）排风风管一分为二的变更

排风风管的路由在柱帽下面，底部高程为2.10m，不满足地下室净高要求，经BIM工程师二次深化及会议商讨，将该排风风管一分为二，两个排风支管分别在两排柱帽的上下两边（见附图6）。

（2）消防水管路由的修改

送风管上面有一根同路由直径200mm的消防水管，该处送风风管底标高为2.07m，不满足地下室净高要求，经BIM工程师二次深化及会议商讨，将直径200mm消防水管移至电梯前室后，该处送风风管底标高为2.22m，满足地下室净高要求（见附图7）。

（3）强、弱电桥架进户位置互换

根据现场实际施工情况，互换地下室强、弱电进户桥架位置，现做出调整（见附图8）。

（4）加压送风管尺寸的变更

加压送风管1000mm*700mm与喷淋管，给水管，消防管出现水平交叉，最下方的加压送风管底标高为2.15m，不满足净高要求，现将加压送风管尺寸更改为1000mm*600mm，风管底标高为2.30m，满足地下室净高要求（见附图9）。

（5）新风管与回风口位置的互换

该区域楼板厚度200mm，风管距离楼板50mm安装支吊架，该处有直径200mm的回风管与直径110mm的新风管橡胶，新风管在下，管底标高为2.58m，不满足精装天花吊顶要求。经BIM工程师二次深化及会议讨论将新风管与回风口位置相互调换，净高均在2.65m以上，满足精装天花吊顶要求（见附图10）。

（6）精装天花边界变更

进户口玄关右侧，160mm直径新风管与D32室内机冲突，将精装天花边界向上移200mm（见附图11）。

（7）新风管的路由的变更

进户入口玄关处，该位置走廊宽1.2m，D56室内机宽1.1m，没有空间在同标高位置安装直径110mm新风管，将新风管放在室内机下方，风管底标高为2.64m，不满足精装天花吊顶要求。经BIM工程师二次深化及会议商讨现将新风管移至墙的另一侧，即满足满足精装天花吊顶要求（见附图12）。

2、进度管理

据现场所提供计划进度安排，通过与BIM模型进行管理，对现场施工进度进行形象模拟，过程中与实际进度进行结合通过模型对实际进度与计划进度进行直观对比。通过这种施工模拟可以很好的控制生产周期，提前准备好人材机，能有效的减少工期及材料，人力等浪费。

3、资料管理

基于BIM技术的业主方档案资料协同管理平台，可将施工管理中、项目竣工和运维阶段需要的资料档案（包括验收单、合格证、检验报告、工作清单、设计变更单等）等列入BIM模型中，实现高效管理与协同。

4、BV应用及管理

采用移动终端（智能手机、平板电脑）采集现场数据，建立现场质量缺陷、安全风险、文明施工等数据资料，与BIM模型即时关联，方便施工中、竣工后的质量缺陷等数据的统计管理。经过严格筛选及确认被授权的管理人员通过BIM浏览器实时得到通知并查看。在安全、质量会议或者每周例会上统一讲解、统一解决，大大提高了工作效率，为班组进行绩效评估提供了重要的依据。有效实现全员参与安全质量管理：多方参与单位的相关人员，如业主方监察人员、监理人员、施工单位施工员、安全员等；缺陷问题的可视化；现场缺陷通过拍照来记录，一目了然；缺陷直接定位于BIM模型上；让管理者在办公室即可随时掌握现场的质量缺陷安全风险因素；有效的协同共享，提高各方的沟通效率；实施周期短，便于维护。

七、实施效果

本工程采用BIM综合管线排布，提高了图纸质量，缩短了工期，减少了设计变更。同时管线排布美观、整齐，在建筑使用阶段，便于维修。

BIM现场应用照片：

八、结语

综上所述，BIM技术在整个建筑工程项目建设全生命周期当中具有重要意义。能够实现对整个过程的监控与管理，体现BIM技术自身的优秀特点。现阶段市场竞争逐渐激烈，有效利用BIM技术对于提升建筑项目建筑水平以及管理水平具有重要作用。同时，在具体实践当中，应当不断完善BIM技术，保证与现代经济发展相一致，促进我国建筑行业可持续发展。

参考文献：

[1]BIM工程技术人员专业技能培训用书编委会编.BIM技术概论.2016

[2]刘爽.建筑信息模型（BIM）技术的运用[J].数据技术，2008

[3]刘广文，牟培超，黄铭丰.BIM应用基础.2013.8