BIM在地下室和高層住宅的管線綜合應用

鄭楊，石海偉

（中建二局第三建筑工程有限公司，成都610045）

1 工程概況

保利公園三期項目位于貴陽市東北部烏當區奶牛場地塊內，繞城環路外航天路北側，工程建筑面積274763.10㎡，屬于框架剪力墻結構，是一個集高層住宅、商業、幼兒園于一體的綜合性工程。本工程外部臨河，內部緊挨多棟小高層，地形狹長且坡度大，結構復雜，施工難度大。

2 應用模式

3 BIM在機電工程中的應用

地下室系統復雜、管網龐大，運用BIM技術進行綜合排布，本工程中重力排水和管井排布也使用BIM技術進行局部深化設計，并根據最后確定方案出圖，以指導現場施工。

3.1 地下室管線綜合排布

地下室層高3.6m，地下一層主樓層高5.1m，主樓高出的1.5m為地上重力排水管道排布留用，裙樓層高3.6m，與地下室其他層無異。地下室頂板大致按千分之3的坡度，伴有多處降板。應業主要求地下室管網排布最低標高2.3m。

地下室除去影響管網通過的最大結構梁高和2.3m的凈空，負1、2、3、4層最大影響管網通過的結構梁有800mm、900mm、700mm、700mm，完 全可用 空間分 別 為 500mm、400mm、600mm、600mm，無梁處板下空間可上翻，以此空間進行管網綜合排布。

結構復雜規模巨大的地下室，以大型機房、弱電、強電、消防、給排水、防排煙、送風排風等多種系統管網共同組成。我們運用BIM技術將二維設計中離散型管網的不可預見性進行優化改善，將各個系統進行梳理，嚴謹走向、精準定位。

以地下室出機房風管為例。兩根風管從風機房出來，被左右剪力墻和上方梁卡住無法挪動位置。穿過車道與強電、弱電橋架，消火栓、噴淋管道，給水管道相碰撞，將管道翻彎優化后仍無法滿足車道2.3m的使用凈空。將此信息反饋于業主并攜帶模型在討論會上商議，從細節入手，將原1000×400的風管尺寸壓縮為1250×320，當即在模型上修改，量出凈高2.3m，剛好通過但無法為保溫層提供空間，又將此處風管對正改為上平齊，為風管和下部管道保溫層提供空間[1]。

當管道穿越結構構件時，能夠在模型中開洞并據此梳理機電在結構上的預留預埋，為預留預埋階段提供數據，并提前確定好保護結構強度的加固措施。

本工程使用的BIM技術進行綜合排布是基于Revit軟件中與真實產品數據相同的龐大族庫，以真實數據為核心模擬現場，直觀、精準、全面地審視各種問題，將問題可視化，為解決問題提供可行性依據。空間可視化、問題簡單化、數據真實化、以模型實用指導施工是我們運用BIM技術的初衷，希望能夠通過BIM技術進行深化設計，節省材料，為施工管理提供全面而精確的數據支撐。

3.2 重力排水深化設計

由于地上32層樓重力排水全部集中首層下排出戶，設計時為減小管道壓力又將首層重力排水和高層重力排水分開出戶，故管線多而復雜。重力排水主管橫管采用柔性鑄鐵管，具有管徑大、質量大、硬度大等特點，管件尺寸與常用PVC管大不相同，施工難度較大。

應用BIM的目的在于使重力排水鑄鐵管在坡度持續且在多管交錯的情況下保證水流能夠自然流通，保證用戶排水順暢不堵塞。解決的難點在于坡度與交叉點以及延伸后對于結構的沖突。坡度恒定，并且保證出戶高度，經過與專業人員討論制定出兩種可用方案。都使用revit以三維建模的方式放置主管道定出主橫管起止點標高，改變一些支管與立管連接路徑以節省管材、繞行剪力墻和無法通過的結構梁。一種方案是首層與高層管道分層走上下兩層標高，主管與支管同坡度同層次，大量減少穿梁。第二種方案，使首層和高層管道主管同標高，末端支管交叉以上下兩層管道標高，在減少穿梁的同時相對減少管道自身的施工難度。

通過會議討論，考慮施工難度、結構強度保護和排水流暢最優化，選擇了第二種方案。對于主管標高與定位，支管與立管連接路徑，剪力墻與結構梁的繞行定位和必須穿越結構的保護措施等，依托于模型，細化問題點，以可視化、數據化敲定問題的解決方法。

3.3 管井深化設計

本工程地上給水分為低中高三個區域，8～11#樓每層供給四戶，12#樓供給五戶人家，每層設一個管井，管井少，水表多。在給水管道上設減壓設備控制水流壓力和消音以避免水流聲影響住戶。并且管井內設有消防水管和廢水管，每五層設有一個拖布池，空間十分有限。水表排布合理性要求高，如果排布不合理，水表離地太高，讀表與檢修將會十分不方便。為今后用戶能夠更加方便操作和檢修，我們對管井進行深化設計。

根據實際情況，管井內管道太多無法滿足規范要求的間距，故與結構和給排水設計人員溝通將水管井擴大20cm。水壓從下而上遞減，高中低區給水管每區供應11層，每區供應后三層不設減壓管井設備，產生兩種水表排布方式。避開消防水管、廢水管道和拖布池，帶減壓設備的管井排布相對緊湊，避開消防水管、廢水管道和拖布池。

3.4 出圖指導施工

BIM的深化設計和管綜排布不僅僅是各專業圖紙的二維重疊，它將管線系統、尺寸、材質、定位、體量、流量壓力等信息融合于三維可視化模型中，突破傳統橫向疊加和對于空間的局限性，以更清晰、更精準的方式呈現管網走向與空間布置。以三維校審的方式讓施工圖紙更加完善。

本文的深化設計以三維建模二維出圖的方式為現場施工精確定位，讓施工人員對于施工空間和空間施工的理解更加簡潔明了，嚴謹按圖施工，讓現場能夠最大化避免錯誤和誤差。

3.5 為施工管理提供數據支撐

BIM模型是一個數據庫，同時具有可計量的特點。由于BIM建模的過程是一個先建后試的過程，能夠相應避免項目信息的丟失。根據模型信息，可以制定相應的施工方案、進度計劃，有效發現施工進度計劃中的潛在沖突。模型還能夠出具材料的使用量，以量進行成本管控，物資管理。使得進度管理和資源管理協調配合，保障資源合理分配[2]。

經過精確建模、分析問題、及時反饋、嚴謹討論。本工程使用BIM技術進行管線綜合排布，基于Revit軟件中與真實產品數據相同的龐大族庫，以真實數據為核心模擬現場，直觀、精準、全面地審視各種問題，將問題可視化，為解決問題提供可行性依據。空間可視化、問題簡單化、數據真實化、以模型實時指導施工是我們運用BIM技術的初衷，希望能夠通過BIM技術進行深化設計，節時、節人、節材，為施工管理提供全面而精確的數據支撐。

4 結語

從地下室管線綜合排布的整體策劃，到重力排水和管井等深化設計等的難點分析，本工程應用BIM于機電安裝中主要在于空間的合理規劃和利用，既保證使用凈空和規范要求，還達到節省材料、提高施工效率等目的。