BIM技術在超高層項目管線綜合的應用

【摘要】針對傳統二維圖紙對于高低跨、多類型梁、降板和管線交叉等不能全面有效地分析，導致安裝過程中出現管線與管線、管線與結構碰撞的問題，以某大型綜合性建筑的施工及安裝為背景，采用BIM技術進行碰撞檢查和管線優化，在減少材料損耗的同時，加快了工程進度，節約了施工成本，促進了綠色節能建筑的建設，取得了良好的經濟效益與社會效益。

【關鍵詞】BIM技術；管線綜合；碰撞檢查

【中圖分類號】TU

博能金融中心項目雄踞南昌城市中軸線，紅谷灘新區CBD核心，金融大街以東，世貿路以北區域。項目總建筑面積約11.0萬m2，其中地上建筑面積約6.6萬m2，地下建筑面積（含人防）約4.4萬m2，是一座大規模、現代化、高品質的標志性“城市綜合體”。

1、以往工程管線安裝的不足及BIM技術運用的原因

1.1以往工程管線安裝的不足

相對以往安裝工程實踐經驗來說，專業間碰撞不可避免，但在實際解決問題過程中由于難以協調多方會商，效率較低，也不能夠順利、快速調整。因此，在大型綜合性建筑中，傳統管綜安裝存在以下不足：

（1） 圖紙本身的設計（水、電、風）多數也僅是避免功能性原則或規范沖突，在二維的平面進行簡單排布，其自身而言，三者都會出現較多的碰撞，其次也容易忽略管道保溫層、支吊架以及各區域結構的標高差異，未充分考慮各專業間的相互性，連貫性。

（2） 對業主方而言，所考慮的問題多數是凈空和美觀性問題，在不觸碰規范強條的基礎下，容易時刻變化想法導致設計方案調整，往往在協調過程中出現問題交叉、遺漏。

（3） 專業施工單位各自側重點是消化本專業的圖紙，考慮如何方便快捷把管線順利安裝，但對于類似于高低跨、多類型梁、降板、管線交叉等問題在二維圖紙中不能及時、全面有效分析，而現場解決問題時擱置一邊，耽誤工程進度。

（4） 管線系統復雜多變，其本身具有整體性，局部的修改容易導致其他部位的交叉碰撞，在進行管線綜合時，難以避免調整管線標高所帶來的“連鎖反應”[1]。

（5） 對于結構復雜的地下室、夾層、設備層、空調機房等重要區域，多專業管線排布混亂，易與結構相沖突，凈空的控制在二維圖紙表達不清晰，處理難度較大，同時要求管線整體排列有序，保持良好的美觀性。

1.2 BIM在項目應用的原因

為適應BIM技術在工程中的應用、推動信息化標準建設作為行業發展總體目標，加快BIM進一步推廣。與此同時，BIM技術在建筑工程項目中的運用越來越多，逐步地適應社會發展的需求[2]。

博能金融中心項目所涉及專業單位眾多，各專業單位之間難以協調，該工程地下室三層（地下一層含夾層），結構復雜，多處結構降板，標高差異大，地下二層設備層以及地下一層商業區管線復雜多變，其對凈空要求均要達到2.2m，控制難度較大；考慮到工期的緊迫性，業主方資金急切回籠，必須加快施工進度以便提高業主最大利益；同時，提倡綠色建筑，節約材料損耗，避免浪費也是該項目實行BIM的原因之一。

2、BIM在管綜應用的優勢

對復雜大型的綜合性建筑，BIM技術在管綜應用有著舉足輕重的效果，在管線深化設計上也進一步成熟化。不僅能解決多數管線間的錯、漏、碰等問題，亦可發現管線與結構、管線與建筑、建筑與結構的綜合性碰撞，利用其可視化、協調性、模擬性、優化型和可出圖性的特點[3]，達到深化設計過程“零剔鑿”的管理理念[4]。故博能金融中心項目BIM應用解決以下問題：

（1） 碰撞檢查，管線優化。嚴格按照圖紙（含設計變更等）分專業建立起模型，在Revit軟件中運用“碰撞檢查”+剖面/三維觀察法基本可以發現管線、建筑、結構之間的碰撞等問題，并在滿足業主、設計等多方要求下進行優化處理。

（2） 施工模擬，凈空控制。在Navisworks中對建立的模型以三維的效果展示，從第三人稱（1.70m正常高度）視角觀察，以更真實的體驗對所呈現的凈空、美觀性以及管線交叉問題進行快速處理。

（3） 結構洞口預留，減少返工。建筑、結構、機電模型分別建立并鏈接成整體，各專業單位綜合商議確認無誤后，BIM技術人員根據原有的留洞圖進行檢查，及時修正設計所存在的錯、漏等現象，避免結構的返工修補，同時對二結構留洞位置進行預判，避免材料浪費，提高工程質量。

（4） 減少材料浪費，細化出圖標準。創建分專業管線明細表，有關施工主材和管件的規格、大小可以明確顯示，同時導出CAD圖紙前各專業管線的定位、尺寸進行詳細標注，各專業單位根據BIM施工圖對材料進行采購并在現場加工切割，這也為后期預算的復核提供有力的依據。

（5） 節能減排，倡導綠色施工。BIM在博能金融中心項目體現的精細化建模、多專業綜合三維檢查，截止到地下室設計圖紙變更以前，已檢測出管線與管線碰撞約930余處，管線與結構碰撞約360余處，凈空不足問題220余處，避免了返工并減少協商周期，減少材料損耗，加快工程進度，創建綠色節能環保建筑。

3、BIM管線優化控制要點及過程

項目實施過程中，各機電專業設計工程師之間協調不到位，管線碰撞多，甚至同一位置擺放不同專業的設備或管線[5]。為了保證模型的精準性以及管線優化的準確度，故過程控制應達到以下要求：

（1） 項目模型建立前，針對工程進度，對比項目施工總進度計劃，制定BIM實施總進度計劃、季度進度計劃、月進度計劃；組織所有專業單位會議協商，針對各人員對于BIM的疑問及后期達到的效果進行解答，這是一個BIM管線綜合項目是否能順利推進的前提條件。

（2） BIM小組分專業進行建模，確保模型精度，尤其在建筑、結構的模型建立過程中，一旦模型建立出現偏差或遺漏，后期機電的整合過程必會將錯就錯。

（3） 機電管線調整避免根據圖紙“翻模”，不僅要考慮現場實際安裝習慣及方便程度，也要顧及凈空及美觀程度；同時對于管線交叉復雜、重點區域，建立細部小樣模型，利用平面、立面、剖面、三維對節點處全面形象的展示。

（4） 對于管線集中區域，如空調機房、水泵房、核心筒區域走廊等均需采用一剖面圖對應一軸測圖及三維視圖小樣進行精確的效果展示。

（5） 對于設計變更等問題，需要項目工程師確認后統一下發給建模負責人，針對相應的圖紙變動進行模型的變更。

（6） 圖紙確認無誤后，須分專業進行標注定位，以便施工人員順利、快速施工。

結論：

BIM技術在博能金融中心管綜的應用，將整個管綜的優化過程表達的更加形象、具體、直觀。通過BIM技術進行碰撞檢測，共檢測出管線碰撞問題2350余處，凈空不足問題430余處。針對檢測出的問題，總包方協同業主、設計、各專業施工單位對所存在的問題解決的更加迅速，極大提高工作效率，同時，減少了材料消耗，降低了施工成本，取得了不錯的經濟效益。

值得提出的是，對于BIM技術人員來說，必須要有較高的專業知識水平，對反映的圖紙問題能迅速判斷并加以解決，才能保證模型的準確性以及管線優化后施工可行性。總而言之，相對于傳統的二維平面管線解決方案，BIM的應用有著不可替代的作用以及良好的發展前景。

參考文獻：

[1]劉婧，鄭威，秦光.BIM技術在管線綜合排布中的應用[J].建設監理，2015，（3）：22-24.

[2]鄭全強.淺析BIM技術在建筑施工中的發展與應用[J].中國新技術新產品，2016，（12）：126-127.

[3]榮慕寧.張二龍.高麗.等.BIM技術在機電管線綜合中的應用[J].建筑技術，2016，47（2）：142-143.

[4]楊震卿，張莉莉，張曉玲，等.BIM技術在超高層建筑工程深化設計中的應用[J].建筑技術，2014，45（2）：115-118.

[5]廖陽.BIM 技術在醫院機電管綜的應用[J].通訊世界，2015，（6）：198-199.

作者簡介：

楊趙停（1991-），男，本科，助理工程師。