BIM设计在住宅项目机电安装综合管线中的应用

BIM设计在住宅项目机电安装综合管线中的应用

高琦 ,张云 ,任佳朋

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司  陕西 西安  710075

摘要：机电安装是建筑工程的重要环节。由于施工部门施工成本的增加，以及业主对施工要求的提高，施工单位在机电设备安装过程中不再只是以实现系统功能为目标，更多的是考虑如何优化建筑外观、提高建筑施工效率等方面，同时尊重相关规范和业主的要求，确保建筑质量并最终实现利润最大化。与之前基于CAD图纸相比，采用三维可视化信息协作BIM技术对机电综合管道进行自动检测，能够保证机电设施建设的质量、成本和进度，提高项目管理水平，是实现管道优化布置的高效方法。

关键词：BIM设计；住宅项目；机电安装；综合管线；应用

引言

通过全面结合BIM技术的有效使用，设计人员可以在项目前期通过现有骨干的基础软件实施全面的碰撞分析管理，寻找出2D环境模式下图纸之中所包含的多种问题以及错误缺点，同时及时地实现相关单位之间的统筹管理，以防止因为各自意见交流不畅导致多种管线排布的混乱现象，从而有效地增进检修余量的统筹，规避返工工作的产生，以此保证管线设计的实际质量，优化工程造价管理。

1BIM技术的基础理念分析

BIM技术手段本身就是一种类似于微型计算机技术工作任务内容，且符合当前工程建设实际需要的建筑工程类的软件操作程序。这项基础软件的主要内容在于软件系统结构之中虚拟的建筑物以及三维模型结构的构建实现，设计人员通过多元化的管理模式以及高质量的数字化控制管理工作方法，对相关的建设管理工作进行梳理分析，同时更好地加快建筑结构的数字模型结构构件以及工程状态环境下的各类参数信息数据的统计分析，也涵盖了当前各种建筑结构零部件之间的特殊数字信息数据，借助此类的相关信息数据，可以有效地满足当前的信息管理工作基础要求，让该建筑工程中的相关信息都能充分地表达呈现，以便工程设计的管理人员以及作业人员都充分掌握相关的工程细节任务内容，继而有效地加快建筑管理工作落实，确保后期各项建筑任务的全面实现。

2机电深化设计的原则

机电管线深化设计中应与建筑、结构、装饰及其他专业分包商紧密配合，互相协同配合，机电管线需遵循的原则如下：（1）机电模型拆分方式：由于软硬件的限制，一般中大型项目的机电模型为方便使用需要进行拆分。常见的模型拆分方式有两种，一是按专业拆分，如给排水、暖通、电气等；二是按楼层或区域拆分。（2）管线综合的基本原则：风管宜布置在顶层；垂直布置时，桥架布置在水管的上方；水平布置时，桥架和水管尽量靠两侧布置；强弱电桥架相邻布置时，注意规范上的最小间距。管道在统一标高上，尽量采用共用支吊架的型式，保证管线整体美观；如各机电管线发生冲突，遵循的避让原则如下：有压力管道让无压力管，小管道让大管道，施工难度小的避让施工难度大。（3）建模图纸台账：从建模初期设定图纸台账，针对全过程的图纸下发更替及时响应，同步修改模型及深化后的平面图、剖面图，避免出现因设计导致的模型不同步而产生的返工。（4）其他关注事项：如各区域地坪的标高，各机房墙体做法，室外墙体做法，屋面防水做法等。本项目塔楼部分均为钢结构，需充分了解防火涂料的厚度对净高的影响，并清楚哪些部位能预留穿梁洞，在标高允许的情况下适当冗余，提供最优的排布方案。

3BIM机电管线综合与安装施工要点

3.1综合管线图纸图层管理

机电专业（供水和排水、电气、空调、供暖和通风等）的各项设计中，要做好本专业的设计管理工作，为深化综合管线设计创造条件。在每个专业的不同系统中，使用不同的管道层，通过打开和关闭管道层的操作来管理每个专业中的管道设计。各专业管道应使用不同的颜色，以便于在全面深化管道设计的过程中识别不同系统的管道，提高工作效率。所有图纸的线性比例、字体和高度应一致，以确保大型管道的一致性和美观性。

3.2管道设计

管道设计过程中，应遵循以下原则：（1）大管优先原则。由于小管道造价低，安装方便，而空调通风管、排水管、排烟管等大截面大口径管道占用空间大，故在平面图中应优先布置。（2）金属管道避让非金属管道。因为金属管道更容易弯曲、切割和连接。由于生活污水、粪便污水排水管、雨水排水管、冷凝水排水管均采用重力排，因此，水平管段必须保持一定的坡度，这是排水顺畅的充分必要条件。（3）低压管避开高压管，因为高压管成本高；电气需要避热、避水，不宜在热水管上方和水管下方垂直布置电线；消防水管避开冷冻水管（管径相同），因为冷冻水管具有隔热性，这有利于工艺和成本造价。

3.3管线空间优化

施工图纸中管线没有细化节点的标高、翻弯等信息，二维平面图虽有表示管线位置，但难以体现管线在空间上的布置情况，无法精准指导施工。基于BIM模型构建的信息管理平台，通过三维可视化图纸可以清晰的看到每根管线的精确定位关系，通过局部索引可以清晰的查看详细尺寸、标高、翻绕关系，更好地指导现场施工。通过复杂区域的空间三维可视化进行碰撞检查可以及时纠正图纸中的错误，其中包括建筑和结构专业协调一致性，坡道出入口、结构升降板区域等标高变化、搭接容易出现问题的部位，机电与土建预留预埋冲突以及既定规则的碰撞检查等方面。通过碰撞检查，统计分类生成问题报告表，采用图文结合的形式直观的描述问题，便于设计单位作出相应的调整修改。可以提早预警实际施工所遇见的问题，及早修改，可以避免返工等二次施工问题，节约施工成本，缩短工期。

3.4管线平面定位

管道表面根据层次和相关性，按照一定的顺序和流程进行定位，以确保每个环节互不冲突，并且能够根据标准生产不同类型的管槽和部件。同一类型的管道必须居中放置，支架必须以标准化方式放置。此外，应充分考虑管道的具体类型、外形尺寸、保温温度和支撑尺寸以及预留管道的位置，进行全面详细分析。

3.5空间净高优化

在建筑施工中，不可避免的出现了不同专业设计管线在同一标高位置的冲突，甚至存在同一专业设计管线之间的标高位置冲突问题。酒店项目机电管线种类多、数量大，不同梁结构高低交错，这就需要各专业管线的相互配合，保证高效安装。所有管线综合排布后，施工图和设计图纸中无法明确净高要求，难以指导精装吊顶设计，也不利于指导机电安装和验收。通过对建筑、结构、及配套设施关于预留洞孔，安装净高等形成图纸上的参数闭环，复核各专业之间叠图所出现的问题。利用BIM模型可以快速便捷地对结构、建筑、机电设备设计尺寸及空间布置的参数进行校核，也可以对测量标高数据进行复核校准并通过净高分析图以不同颜色对应可以达到的净高来动态指导现场施工。

3.6现场复核

在检查管道施工的基本要求和建筑物的路线条件后，应结合现场重新检查管道线路布置图。验证现场安装情况是否符合设计要求、施工进度以及工艺的可行性；特别是主要节点和构件，如穿墙的大口径管道、转角处建筑物的空间和结构是否符合要求；管道施工是否符合泵房、空调房、能量转换和分配室、一般消防等重要设备和管道集中的位置条件。避免在施工过程中与建筑物结构发生冲突或专业管线之间发生碰撞，影响施工周期和施工效率。

结语

目前，BIM技术应用越来越广泛，在机电安装工程中发挥着越来越重要的作用，已成为机电安装工程施工的重要工具。本文分析和介绍了BIM技术在机电设备安装中的应用，认为使用BIM技术能够使机电装置的施工过程更加高效，有助于提高施工质量，减少返。未来，BIM技术将更加广泛地应用于各个方面，进而帮助机电安装工程的精细化施工。

参考文献

[1]郝慧民,陈静茹,周东明,等.基于BIM技术的机电管线排布信息获取方法研究[J/OL].土木建筑工程信息技术:1-6[2021-12-13].https://www.kns.cnki.net/kcms/detail/11.5823.TU.20211015.1732.008.html.

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[3]刘雷,李振宇,王闯.浅谈BIM技术在机电装配式施工中的应用[J].安装,2021(10):54-56.