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【摘要】目前国内关于BIM技术的应用研究方兴未艾，我司将BIM技术应用于车库机电管线优化设计上，取得了较好的效果。在此作为案例分析，与有志于BIM研究的同行进行共享，希望对大家有所裨益。
中图分类号： TH-39文献标识码： A
【关键词】BIM技术 、机电管线、优化设计
1、前言
BIM（Building Information Modeling），是建筑信息模型的简称，是目前建筑业正在研究和推广的一项新型技术。
我司利用BIM技术的三维可视、碰撞检查等特点，在机电管线优化设计上进行了有益的应用探索。
2、工程实例概况
约克郡项目位于重庆北部新区及两江新区核心地带，由香港置地公司开发。项目占地38.6万㎡，总建筑面积88万㎡，由别墅、花园洋房、高层及部分配套商业组成。
约克郡地下一层车库面积约30000㎡，包括8个防火分区（如图1），楼层高度3.9m，主要梁高0.9m，呈井字形布置，部分區域最大结构梁高1.3m。业主要求合理紧密进行机电管线排布，使车道上方净空达到2.4m，车位上方达到2.2m。
3、机电管线占用空间分析
地下室机电管线密集，主要机电管线多达7种、数十个系统，机电系统占用空间分析如下：
3.1消防喷淋管：管道成网状布置，最大主管为DN150mm镀锌钢管。喷淋头朝上布置，喷淋头横向间距和纵向间距分别在2.6m和2.7m；
3.2给水主管：采用树枝状布置，最大直径为DN125mm镀锌钢管；
3.3消火栓主管：采用树枝状布置，最大直径为DN150mm镀锌钢管；
3.4照明、动力系统桥架：采用树枝状布置，最大规格为600mm*100mm钢制桥架；
3.5弱电系统桥架：采用树枝状布置，最大规格600mm*100mm钢制桥架；
3.6防排烟风管：每个防火分区均设置有防排烟风管和机械通风系统。风管规格最大达2500mm*400mm，最厚的风管规格达
1600mm*500mm；
3.7线槽灯照明系统：所有车道上方布置两排线槽灯，车位上方布置一排线槽灯，多达52排，线槽灯规格为100mm*50mm。
4、BIM小组建立及工作阶段
由于机电管线密集，我司运用BIM技术，对地下一层车库管线进行了优化排布。针对本工程车库BIM优化排布任务，我司成立了4人BIM小组，具体负责本次BIM工作。由技术负责人任组长，三名组员分别是暖通、给排水、电气专业，均具有五年以上施工经验、熟悉CAD及BIM应用软件，主要采用的BIM软件为REVIT软件。
管线优化设计工作分为三个阶段完成：
2014年1月10日～1月24日为第一阶段，为基础建模阶段，本阶段完成了建筑结构建模；
2014年1月24日～2月25日为第二阶段，管线建模和综合排布阶段，本阶段主要完成机电管线建模，并进行了综合排布；
2014年2月25日～3月5日为第三阶段，管线参数优化阶段，本阶段是在第二阶段综合排布的基础上，对管线规格参数和排布位置进行优化，达到最佳的排布效果和最大的净空高度。（如图2）
5、BIM优化设计的原则及方法
5.1机电管线排布的一般原则：
序号 内容 综合管线布置统一原则
1 管道桥架分层 管线同一平面无法布置则分层布置，电气桥架线槽最上层，给水管道下层，污排水管道最下层，垂直方向最小间距不得小于15cm。
2 管道桥架分区 在同一垂直平面上，管线也可分区分层布置，同一类型的桥架的管线，尽量集中在某一区，区与区之间考虑安装与检修空间。
3 桥架间距 同一类型桥架之间的最小的间隙可考虑为50mm，强弱电桥架之间的间隙可考虑为200mm。桥架与墙之间的最小间隙可考虑为50mm.
4
同一平面管线交叉
桥架与桥架交叉：小桥架避让大桥架，即小桥架做上翻弯。
桥架与管道交叉：如是主电缆大桥架或桥架的数量与体量均占绝对优势，管道做下翻；其余情况桥架均做上翻。
管道与管道交叉：小管避让大管，有压管避让无压管。
管道与风管交叉：如为风管主干管，则管道尽量避让风管；如为风管支管，而管道又为主干管，则风管避让。
风管与桥架交叉：如为风管主干管，则桥架避让风管；如为风管支管，而桥架又为主桥架，则风管避让。
风管与风管交叉：小管避让大管
5 综合布局 综合管线布置强调管线整齐划一，错落有致，空间布局合理，安装检修方便。以最经济、最有效的一种方式进行施工。
5.2本次BIM管线优化原则：
针对本次深化设计任务的具体情况，除满足以上原则外，管线优化时遵循以下原则：
5.2.1.为减少占用标高空间，管线总体分两层排布，最上层为消防喷淋管网，贴梁布置。其它的风管、桥架、给排水管走同一层，管线交叉时，小管让大管，桥架让风管，尽量采用桥架上翻风管方式、充分利用梁内空间解决管线交叉矛盾；
5.2.2.各专业的管线统一进行疏理，保证管线相对集中，同时间隔均匀；
5.2.3.为满足标高要求，部分风管在保证风管截面不变，不影响送风量的情况下，风管厚度减小；
5.2.4.水、电、风系统管线密集交叉的区域，结合现场实际情况，进行位置优化。风管尽量不布置在车道上，在车位上方排布时，风管尽量靠车位尾部布置，提高人视觉舒适性。
5.2.5.确保车道上空管线尽量少交叉，净空不低于2.4m，车位上方净空不低于2.2m。
5.3． 本次BIM工作的主要方法：
5.3.1.充分利用BIM三维综合排布直观可视的优点，进行高效美观的综合排布；
5.3.2.充分利用BIM的碰撞检查功能，发现冲突点，进行位置优化和参数优化。如局部区域的1600mm*500mm风管因高度限制优化为2000mm*400mm风管，在风管截面不变的情况下，减少了100mm的高度；
5.3.3.利用BIM的三维漫游功能，进行效果检查，不断优化。
6. 利用BIM技术管线优化的效果
6.1.有效提高净空，整体净空提高100mm，部分区域提高净空高度20-30mm。确保了所有车道上空2.4m以上，车位上方2.2m以上，部分车道上方达到了2.65m，车位上方达到了2.4m（如图3）；
6.2设备、管线位置更加合理，改变局部区域多专业机电管线交集在一块的情况，增加施工、维修的便利性。例如D区的一根直径400mm机械排风管走向进行合理移动，避免与排烟管的两次交叉（如图4）；
6.3.管线排布更加规范，整齐美观。原设计为多专业分头设计，整体管线排布协调性不强，通过综合分析后，进行整理，相同专业管线进行集中布置，间距均匀处理，极大增加施工的便利性，增加观感的舒适性。例如E区成排水管，通过移位优化，避免在车道上方与风管的45度斜交叉（如图5）；
6.4、减少施工中因位置交叉返工，降低施工返工成本，保障施工质量和施工工期。
利用BIM的碰撞检查功能，共发现935处碰撞点，优化设计阶段进行了合理避让，解决位置冲突。如在实际施工中，935处位置冲突返工，就会浪费大量的人力、物力，增加施工成本，影响工期，施工质量也会受到影响。
7、利用BIM技术管线优化的实际应用
7.1．利用BIM的可视化沟通和三维漫游技术，对现场施工作业人员进行技术交底。由于BIM模型三维可视、直观效果好，对现场水电、消防各专业施工作业人员进行演示交底，取得很好效果。
7.2.利用BIM优化排布图，分专业生成二维施工图，指导施工。通过多次碰撞检查并优化后，最终管线排布位置最优，相互位置无冲突，可直接按给排水、电气、防排烟等专业生成CAD的图纸，返给各专业作为现场深化施工图，直接按图进行施工。
8、结束语
本次利用BIM技术对约克郡地下一层车库进行管线优化设计的尝试，取得了非常好的效果，有力证实了BIM技术应用于机电工程优化设计的广阔前景。相信随着国内BIM技术的普及，一定会推动国内建筑机电行业的设计施工，迈向一个新的高度。
主要作者简介：
姓名：范少兵
性别：男
学历: 大学
职称：高级工程师
职务：总工程师
中图分类号： TH-39文献标识码： A
【关键词】BIM技术 、机电管线、优化设计
1、前言
BIM（Building Information Modeling），是建筑信息模型的简称，是目前建筑业正在研究和推广的一项新型技术。
我司利用BIM技术的三维可视、碰撞检查等特点，在机电管线优化设计上进行了有益的应用探索。
2、工程实例概况
约克郡项目位于重庆北部新区及两江新区核心地带，由香港置地公司开发。项目占地38.6万㎡，总建筑面积88万㎡，由别墅、花园洋房、高层及部分配套商业组成。
约克郡地下一层车库面积约30000㎡，包括8个防火分区（如图1），楼层高度3.9m，主要梁高0.9m，呈井字形布置，部分區域最大结构梁高1.3m。业主要求合理紧密进行机电管线排布，使车道上方净空达到2.4m，车位上方达到2.2m。
3、机电管线占用空间分析
地下室机电管线密集，主要机电管线多达7种、数十个系统，机电系统占用空间分析如下：
3.1消防喷淋管：管道成网状布置，最大主管为DN150mm镀锌钢管。喷淋头朝上布置，喷淋头横向间距和纵向间距分别在2.6m和2.7m；
3.2给水主管：采用树枝状布置，最大直径为DN125mm镀锌钢管；
3.3消火栓主管：采用树枝状布置，最大直径为DN150mm镀锌钢管；
3.4照明、动力系统桥架：采用树枝状布置，最大规格为600mm*100mm钢制桥架；
3.5弱电系统桥架：采用树枝状布置，最大规格600mm*100mm钢制桥架；
3.6防排烟风管：每个防火分区均设置有防排烟风管和机械通风系统。风管规格最大达2500mm*400mm，最厚的风管规格达
1600mm*500mm；
3.7线槽灯照明系统：所有车道上方布置两排线槽灯，车位上方布置一排线槽灯，多达52排，线槽灯规格为100mm*50mm。
4、BIM小组建立及工作阶段
由于机电管线密集，我司运用BIM技术，对地下一层车库管线进行了优化排布。针对本工程车库BIM优化排布任务，我司成立了4人BIM小组，具体负责本次BIM工作。由技术负责人任组长，三名组员分别是暖通、给排水、电气专业，均具有五年以上施工经验、熟悉CAD及BIM应用软件，主要采用的BIM软件为REVIT软件。
管线优化设计工作分为三个阶段完成：
2014年1月10日～1月24日为第一阶段，为基础建模阶段，本阶段完成了建筑结构建模；
2014年1月24日～2月25日为第二阶段，管线建模和综合排布阶段，本阶段主要完成机电管线建模，并进行了综合排布；
2014年2月25日～3月5日为第三阶段，管线参数优化阶段，本阶段是在第二阶段综合排布的基础上，对管线规格参数和排布位置进行优化，达到最佳的排布效果和最大的净空高度。（如图2）
5、BIM优化设计的原则及方法
5.1机电管线排布的一般原则：
序号 内容 综合管线布置统一原则
1 管道桥架分层 管线同一平面无法布置则分层布置，电气桥架线槽最上层，给水管道下层，污排水管道最下层，垂直方向最小间距不得小于15cm。
2 管道桥架分区 在同一垂直平面上，管线也可分区分层布置，同一类型的桥架的管线，尽量集中在某一区，区与区之间考虑安装与检修空间。
3 桥架间距 同一类型桥架之间的最小的间隙可考虑为50mm，强弱电桥架之间的间隙可考虑为200mm。桥架与墙之间的最小间隙可考虑为50mm.
4
同一平面管线交叉
桥架与桥架交叉：小桥架避让大桥架，即小桥架做上翻弯。
桥架与管道交叉：如是主电缆大桥架或桥架的数量与体量均占绝对优势，管道做下翻；其余情况桥架均做上翻。
管道与管道交叉：小管避让大管，有压管避让无压管。
管道与风管交叉：如为风管主干管，则管道尽量避让风管；如为风管支管，而管道又为主干管，则风管避让。
风管与桥架交叉：如为风管主干管，则桥架避让风管；如为风管支管，而桥架又为主桥架，则风管避让。
风管与风管交叉：小管避让大管
5 综合布局 综合管线布置强调管线整齐划一，错落有致，空间布局合理，安装检修方便。以最经济、最有效的一种方式进行施工。
5.2本次BIM管线优化原则：
针对本次深化设计任务的具体情况，除满足以上原则外，管线优化时遵循以下原则：
5.2.1.为减少占用标高空间，管线总体分两层排布，最上层为消防喷淋管网，贴梁布置。其它的风管、桥架、给排水管走同一层，管线交叉时，小管让大管，桥架让风管，尽量采用桥架上翻风管方式、充分利用梁内空间解决管线交叉矛盾；
5.2.2.各专业的管线统一进行疏理，保证管线相对集中，同时间隔均匀；
5.2.3.为满足标高要求，部分风管在保证风管截面不变，不影响送风量的情况下，风管厚度减小；
5.2.4.水、电、风系统管线密集交叉的区域，结合现场实际情况，进行位置优化。风管尽量不布置在车道上，在车位上方排布时，风管尽量靠车位尾部布置，提高人视觉舒适性。
5.2.5.确保车道上空管线尽量少交叉，净空不低于2.4m，车位上方净空不低于2.2m。
5.3． 本次BIM工作的主要方法：
5.3.1.充分利用BIM三维综合排布直观可视的优点，进行高效美观的综合排布；
5.3.2.充分利用BIM的碰撞检查功能，发现冲突点，进行位置优化和参数优化。如局部区域的1600mm*500mm风管因高度限制优化为2000mm*400mm风管，在风管截面不变的情况下，减少了100mm的高度；
5.3.3.利用BIM的三维漫游功能，进行效果检查，不断优化。
6. 利用BIM技术管线优化的效果
6.1.有效提高净空，整体净空提高100mm，部分区域提高净空高度20-30mm。确保了所有车道上空2.4m以上，车位上方2.2m以上，部分车道上方达到了2.65m，车位上方达到了2.4m（如图3）；
6.2设备、管线位置更加合理，改变局部区域多专业机电管线交集在一块的情况，增加施工、维修的便利性。例如D区的一根直径400mm机械排风管走向进行合理移动，避免与排烟管的两次交叉（如图4）；
6.3.管线排布更加规范，整齐美观。原设计为多专业分头设计，整体管线排布协调性不强，通过综合分析后，进行整理，相同专业管线进行集中布置，间距均匀处理，极大增加施工的便利性，增加观感的舒适性。例如E区成排水管，通过移位优化，避免在车道上方与风管的45度斜交叉（如图5）；
6.4、减少施工中因位置交叉返工，降低施工返工成本，保障施工质量和施工工期。
利用BIM的碰撞检查功能，共发现935处碰撞点，优化设计阶段进行了合理避让，解决位置冲突。如在实际施工中，935处位置冲突返工，就会浪费大量的人力、物力，增加施工成本，影响工期，施工质量也会受到影响。
7、利用BIM技术管线优化的实际应用
7.1．利用BIM的可视化沟通和三维漫游技术，对现场施工作业人员进行技术交底。由于BIM模型三维可视、直观效果好，对现场水电、消防各专业施工作业人员进行演示交底，取得很好效果。
7.2.利用BIM优化排布图，分专业生成二维施工图，指导施工。通过多次碰撞检查并优化后，最终管线排布位置最优，相互位置无冲突，可直接按给排水、电气、防排烟等专业生成CAD的图纸，返给各专业作为现场深化施工图，直接按图进行施工。
8、结束语
本次利用BIM技术对约克郡地下一层车库进行管线优化设计的尝试，取得了非常好的效果，有力证实了BIM技术应用于机电工程优化设计的广阔前景。相信随着国内BIM技术的普及，一定会推动国内建筑机电行业的设计施工，迈向一个新的高度。
主要作者简介：
姓名：范少兵
性别：男
学历: 大学
职称：高级工程师
职务：总工程师