BIM模型管线深化的重点难点概述

BIM模型管线深化的重点难点概述

王蕊

北京北咨工程项目管理咨询有限公司

摘要：随着现代建筑对机电安装工程的要求不断提高，传统的二维平面图纸已经很难满足对复杂机电安装管线进行深化设计的要求，BIM技术的应用将能有效地解决此问题。通过对管线深化重难点分析，合理对管线排布进行深化设计，有效提高机电管线安装一次合格率，节省工期，减少拆改，取得良好的经济效益。

关键词：BIM模型；管线综合；深化设计

引　　言

BIM理念在建筑行业不断被认知和认可，在施工阶段管理发挥了重要的作用。建筑信息模型的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，不仅包含了建筑师的设计信息，而且可以容纳从设计到建成使用，甚至使用周期中介的全过程信息，并且各种信息始终建立在一个三维模型数据库中。建筑信息模型能够在综合数字环境中保持信息不断更新并提供访问，这些信息在建筑设计、施工和管理过程中能促使加快决策进度、提高决策质量，从而提高质量，增加收益。

1  传统二维深化设计的缺陷

深化设计是指在工程实施过程中对招标图纸或原施工图的补充与完善，使之能够指导现场实施。大型复杂的建筑工程项目设计中，设备管线的布置由于系统繁多、布局复杂，常常出现管线之间或管线与结构构件之间发生碰撞的情况，给施工带来麻烦，影响建筑室内净高，造成返工或浪费，甚至造成安全隐患。传统的施工流程中通过深化设计时的二维管线综合设计来协调各专业的管线布置，只是将各专业的平面管线布置图进行简单叠加，按照一定原则确定各种系统管线的相对位置，进而确定各管线的原则性标高，再针对关键部位绘制局部剖面图。主要有以下缺点：

（1）管线交叉的地方靠人眼观察，碰撞无法完全暴露。尤其大型结构复杂的建筑，梁高变化大的地方，解决管线之间的碰撞却忽略管线与梁的碰撞。

（2）管线交叉处理为局部调整，无法考虑管线的连贯性，会顾此失彼。

（3）管线标高多为原则性确定相对位置，仅局部绘制剖面的位置有精确定位，大量管线没有精确确定标高。

（4）多专业叠加的二维平面图纸复杂繁杂，不够直观。

（5）由于空间、结构的复杂性，无法完全满足设计原则，特别是在净高要求很高的情况下，二维管线综合设计的局限性就显现出来。

2  BIM技术管线深化设计的优势

利用BIM技术进行三维管线综合设计有着明显的优势和意义。与传统二维深化设计对比，BIM技术在深化设计中的优势如下：

（1）三维可视化

传统二维平面设计不够直观，三维可视化BIM技术可使工程在施工前就呈现出来，以真实尺寸建模，传统表达忽略的部分均得以展现，实际存在的深层问题就呈现出来。

（2）碰撞检测、合理排布

在机电管线设计和建模过程中，为了确保各系统管线、设备间无干涉、碰撞，必须对管道各系统间以及管道与梁、柱等土建模型进行碰撞检测。

利用碰撞检测功能，在深化设计阶段尽量减少现场的管线碰撞和返工。这不仅避免了施工过程中的碰撞冲突，减少了变更，又提高了生产效率，节省了工期和造价。

（3）参数复核

管线深化设计，会增加或减少一些管线长度和弯头数量，对原有的系统参数造成影响。利用BIM软件可以自动完成复杂计算，省去人力，从而为设备参数的选型提供正确依据。

3  管线排布原则

管线排布应符合以下原则：

（1）保证使用功能原则：不同专业管线间距离，尽量满足现场施工规范要求，在保证系统安全使用功能的前提下尽可能提高室内外净空高度。

（2）主干管线集中布置原则：系统主干管原则下应布置在公共区域，尽量不布置在户内；（图纸有特殊要求除外）。

（3）方便施工的原则：充分考虑安装工序及条件，机电设备、管线对安装空间的要求，合理性确定管线的位置和距离。

（4）方便检测维修的原则：充分考虑系统操作、调试、检测、维修各方面对空间的要求。

（5）美观的原则：机电综合应充分考虑各明装机电系统安装后外观整齐有序，间距均匀。

（6）结构安全原则：机电管线穿越结构构件，其预留洞口或套管的位置、大小须保证结构安全。

BIM管线综合过程中各个专业管线交叉、繁琐，为避免碰撞需要各个专业协调、合作。在本专业可以接受的范围内予以其他专业便利，可以进行适当的路由缩减及管线翻弯。各专业可利用高度仿真的建筑信息模型，有效提高内部设计人员和施工管理人员，以及与其他专业工程师之间的沟通交流动作，加强对设备管线的合理布置，通过实时的可视化优势，改善客户沟通并更快做出改变，达到最终目标。

4  管线深化重难点

4.1 综合排布注意事项

各专业在同一处水平方向布置时，桥架、水管、风管，若空间可满足水平排开尽量满足水平排布，排布尽量使水管排布在一起，桥架排布在一起，考虑综合支吊架；若水平无法排开，考虑桥架排布在上层，水管视情况排布在桥架下方，尽量与风管齐平，在做水管吊架位置上层管线需留出吊架空间，以满足水管安装。

暖通的风管如果不止一根，一般来说，排烟管宜高于其他风管；大风管宜高于小风管。两个风管如果只是在局部交叉，可以安装在同一标高，交叉的位置小风管绕大风管。

水管方面，有压管绕无压管。冷凝水应考虑坡度，吊顶的实际安装高度通常由冷凝水的最低点决定。

电气桥架安装可以见缝插针，可先将空调、给排水的管道安排好，再考虑桥架的空间。桥架不宜安装在水管的正下方。桥架排布时应该考虑留出放线空间（具体空间大小具体分析）。强电桥架与弱电线槽之间留有一定间距，以免相互干扰，有条件时，可布置在走廊两侧，如无条件，两者间距一般300mm（避免电磁场效应），桥架若需翻弯避让，弱电桥架避让强电。

支吊架空间，一般情况下除考虑支架尺寸外（一般为50mm），应多预留有50mm空间，以方便支吊架的安装。

4.2 管廊管线深化

管廊是安装管线最密集的位置，各个专业的管线都集中在这个区域。管线相对集中的部位，要进行综合考虑。机电管线排布人员需要清楚此处的建筑结构问题，是否有降板区域或者升板区域，管廊宽度局部是否有变化，是否有大梁等。只有多方面考虑周全，遵循合理的设计原则与施工规范，满足各自的工艺要求，管廊区域排布才能达到满意的效果。

桥架的排布。管廊里面管线比较密集，而且桥架排布在水管的上面布置，不注意的话桥架的检修空间会被水管占用，排布时应该考虑给桥架留出至少300*300mm维护检修的空间。

风管的排布。带风口的风管排布时主要考虑风口处不能排布管道，留出风口安装的空间；由于风管连接方式是法兰连接，排布时需要考虑法兰的大小，增加风管与各专业管线间距以及风管与墙的间距。

管道的排布。重力管有坡度，如果排布不合理很容易与其他管线局部位置发生碰撞，而且坡度管向上坡时不能下翻，向下坡时不能上翻。做综合排布时先考虑重力管的位置问题，尽量靠墙排布。

4.3 机房管线深化

常见的机房有消防泵房、空调机房、通信机房、冷热源机房等，机房的管线尺寸较大，而且空间有限。在排布机房管线时，首先要保证系统正确的情况下合理的调整布置管线。另外要了解设备的尺寸，避免由于管线排布较低造成与设备的碰撞。排布管线时还要考虑出入口部的管线，机房内管线应该与机房外管线合理的连接，统筹各方面将机房排布合理美观。

注意机组接口位置。接机组的管线需要考虑阀门、仪表等需要的安装空间。

避让原则。机房中的主干管管径较大，主干管尽量不翻越，遵循小管让大管的基本原则。既节省空间，又达到造价低易安装的效果。

考虑托架、吊架位置。支吊架的作用是承受管道的重量，在管线布置合理的情况下应该考虑安装托架、吊架承重效果比较好的具体位置，并考虑该位置是否安装方便。

安装方便、检修方便、美观原则。由于机房管线管径较大，如果管线之间间距过小的的话安装会比较困难，所以应该在有限的空间内尽量增加管线的间距。其次需要考虑检修空间，排布在高位的管道也需要留出维修人员的维修操作空间，一般考虑至少300*300mm的维修空间。管线成排布置，管线之间的间距相同，上下排管线有层次感。

参　考　文　献

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