基于BIM技術(shù)的機(jī)電安裝工程深化設(shè)計(jì)★

高喜玲 丁運(yùn)斌

(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

在機(jī)電安裝工程設(shè)計(jì)和施工中，BIM技術(shù)的優(yōu)勢日趨明顯，通過三維可視化的方式，既可以將二維圖紙以三維的形式展現(xiàn)，也可以對(duì)機(jī)電安裝工程各類管線、設(shè)備、附件等連接表現(xiàn)出來，因此，在工程施工前對(duì)機(jī)電安裝工程進(jìn)行空間管理，通過管線綜合排布，減少交叉碰撞，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，減少工程成本、縮短工期大有益處。

1 機(jī)電安裝工程概況

該工程為綜合性辦公樓，建筑層數(shù)為架空1層，地上5層，建筑面積20 555 m2，建筑高度22.95 m。給排水工程主要包括室內(nèi)給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)+風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)盤管安裝于房間的吊頂內(nèi)，空調(diào)冷源采用螺桿式水冷冷水機(jī)組，熱源采用熱交換器安裝于機(jī)房，冷凍水系統(tǒng)為異程式。建筑電氣系統(tǒng)包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、插座系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。

2 建筑安裝工程空間管理

機(jī)電安裝工程涉及管線和設(shè)備較多，首先應(yīng)明確空間管理基本原則：

1)需滿足業(yè)主對(duì)設(shè)備的搬進(jìn)、搬出高度要求。

2)需滿足設(shè)備運(yùn)行環(huán)境需求，例如：有動(dòng)力源的管路需繞開有防微震需求的設(shè)備。

3)管道布置基本原則：a.電力橋架與輸送液體管道宜分開布置，或電力橋架布置在輸送液體管道上方。b.各種管線需垂直分層布置時(shí)，一般是橋架布置在水管上面，熱水管布置在冷水管上面，風(fēng)管布置在水管上面。c.各類管道沿墻面排列布置時(shí)應(yīng)注意以下問題：需要保溫的管道靠里，不需要保溫管道靠外；金屬管道靠里，非金屬管道靠外；大管靠里，小管靠外；支管少、檢修少的管道靠里，支管多、檢修多的管道靠外。d.立管管道外壁距離柱子表面大于50 mm時(shí)，與墻面的凈距離參照表1。e.橫干管與墻的凈距離大于100 mm，與梁、柱的凈距離大于50 mm (在無接頭處)。 f.空間有限且系統(tǒng)較多，可將橋架與消火栓主管設(shè)置為同一高度，橋架遇到消火栓主管上翻至梁內(nèi)安裝。

3 碰撞檢查

通過碰撞檢查可以減少模型沖突、減少工程返工、降低施工成本、縮短項(xiàng)目周期。該項(xiàng)目在深化設(shè)計(jì)過程中使用了Revit和Navisworks軟件進(jìn)行碰撞管理，在Revit軟件中主要用來檢查系統(tǒng)內(nèi)的碰撞，確保每個(gè)系統(tǒng)模型完成時(shí)沒有自碰撞；在Navisworks軟件中可以進(jìn)行多個(gè)測試條件、不同規(guī)則、軟硬碰撞、點(diǎn)線面碰撞等復(fù)雜的碰撞。

表1 立管管道外壁與墻面的凈距表

3.1 碰撞檢查修改原則

在碰撞檢查過程中，遇到碰撞問題，可依照管路特性進(jìn)行修改：

1)先大后小原則：先布置管徑大、造價(jià)高的管道，后布置管徑小、造價(jià)低的管道。

2)有壓讓無壓的原則：即壓力流管道(給水、消防、空調(diào)供水等)讓重力流管道(雨水、廢水、污水、空調(diào)冷凝水等)。

3)冷水管道讓熱水管道。熱水管調(diào)整標(biāo)高會(huì)造成積氣，導(dǎo)致水流不暢，需加裝排氣閥，導(dǎo)致施工成本增加。

4)電力橋架與輸送液體管道宜分開布置或電力橋架布置在輸送液體管道上方，避免造成管道滲漏導(dǎo)致線纜損壞的事故發(fā)生。如果受到空間影響必須布置在一起，應(yīng)對(duì)線纜進(jìn)行防水保護(hù)措施。

5)附件、支路少的管道應(yīng)避讓附件、支路多的管道，有利于施工操作、檢修維護(hù)及更換管件。

6)各種管線需垂直分層布置時(shí)，一般是橋架布置在水管上面，熱水管布置在冷水管上面，風(fēng)管布置在水管上面。

7)臨時(shí)使用的管道避讓永久使用的管道，新建管道避讓原有管道，低壓管道避讓高壓管道。

8)在不影響使用功能的前提下，可以適當(dāng)調(diào)整管道和橋架規(guī)格。

9)管線碰撞進(jìn)行上下翻時(shí)盡量利用梁內(nèi)空間，避免與下層管道沖突以滿足層高要求。

10)有冷凝排水考慮的排氣管，在考慮上翻還是下翻時(shí)要考慮到管路的高度,一般來說確實(shí)要上翻時(shí)，可以把最低點(diǎn)設(shè)在管井里，比較有利于排水。

3.2 Revit的碰撞檢查

Revit的碰撞檢查功能對(duì)計(jì)算機(jī)資源的消耗比較大，速度較慢，還存在一些弊端，只能檢查當(dāng)前項(xiàng)目與鏈接項(xiàng)目的碰撞，而且碰撞是不分工作集、不分系統(tǒng)的，只能選擇風(fēng)管、管道進(jìn)行一些簡單的碰撞，在于確保自己系統(tǒng)內(nèi)的管線不打架，自己建的模型不交叉，經(jīng)過Revit的碰撞檢查把內(nèi)部的模型實(shí)時(shí)優(yōu)化完畢，為后面系統(tǒng)整合后進(jìn)行的深化設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

在Revit軟件中選擇“協(xié)作面板—碰撞檢查—運(yùn)行碰撞檢查”的功能進(jìn)行碰撞檢查，再選擇需要檢查的管道、風(fēng)管，點(diǎn)擊確定，生成碰撞沖突報(bào)告，如圖1所示。通過碰撞沖突報(bào)告的結(jié)果，找到每一個(gè)碰撞沖突的位置，進(jìn)行碰撞調(diào)整，使自身系統(tǒng)的碰撞沖突完全解決。

3.3 Navisworks的碰撞檢查

利用Navisworks軟件可以添加多個(gè)測試條件，選擇風(fēng)管與水管、某個(gè)系統(tǒng)與某個(gè)系統(tǒng)、建筑與給水系統(tǒng)等N個(gè)測試條件，進(jìn)行不同的測試。

建立不同的規(guī)則，忽略不必要的碰撞，例如，電氣系統(tǒng)中母線位置還沒確定，不想?yún)⑴c到碰撞檢查中,可以把母線和其他所有東西的碰撞進(jìn)行規(guī)避，然后把母線的選擇集和所有的選擇集定義一個(gè)規(guī)則。

軟硬碰撞，硬碰撞是指直接碰撞，軟碰撞是指有些管道需要保溫，也有些管道可能需要有一定的操作空間，這種情況下就必須要考慮一定的操作空間、保溫等軟碰撞。此時(shí)可以界定一個(gè)值，例如，在管道的外壁以外100 mm之內(nèi),會(huì)在管的外面包裹一層保溫層，就應(yīng)以最外面包裹層去檢查碰撞。

點(diǎn)線面碰撞，點(diǎn)就是一個(gè)點(diǎn)，線就是把水管、風(fēng)管變成一條線進(jìn)行碰撞，就是沒有寬度、沒有高度、只是碰撞。面就是水管以最外圍面去碰撞，忽略內(nèi)部，例如一個(gè)管道穿過另外一個(gè)管道就檢測不出來。

再運(yùn)行Clash Detective功能進(jìn)行碰撞檢測，在此時(shí)添加多個(gè)碰撞檢測，定義檢測規(guī)則，選擇軟硬碰撞、選擇點(diǎn)線面碰撞。運(yùn)行檢測，生成碰撞報(bào)告，在碰撞報(bào)告中會(huì)顯示碰撞點(diǎn)位置、構(gòu)建ID、圖像、軸網(wǎng)位置等信息，如表2所示為暖通與電氣工程的部分碰撞，表3為電氣與給排水工程的部分碰撞。可以通過這些數(shù)據(jù)信息在Revit中快速確定碰撞點(diǎn)的位置，并進(jìn)行調(diào)整修改。

3.4 Fuzor漫游碰撞檢查

利用Fuzor的人物控制模式，放置第三人在模型中，如圖2所示，可以像玩游戲一樣控制人物在模型中漫游行走，讓建筑內(nèi)部實(shí)現(xiàn)可視化，同時(shí)又可以檢查一些直觀的碰撞及一些不合理的布局，在觀察到錯(cuò)誤的同時(shí)也可以利用Fuzor與Revit的實(shí)時(shí)雙向同步功能，快速定位錯(cuò)誤位置，實(shí)時(shí)進(jìn)行更改，避免遺忘遺漏，最終形成完美的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，指導(dǎo)施工。

表2 暖通VS電氣碰撞報(bào)告

表3 電氣VS給排水碰撞報(bào)告

4 碰撞檢查遇到的問題

該項(xiàng)目是在CAD圖紙?jiān)O(shè)計(jì)繪制完成后，進(jìn)行了相關(guān)專業(yè)單獨(dú)的BIM建模，未進(jìn)行套圖處理，導(dǎo)致后期模型繪制完成后，整合模型優(yōu)化設(shè)計(jì)檢查碰撞時(shí)，碰撞沖突較多，后期更改任務(wù)量較大。碰撞更改是一項(xiàng)比較耗時(shí)費(fèi)力的工作，需要耐心仔細(xì)的對(duì)比碰撞檢測結(jié)果，逐一找到碰撞位置，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，還需要有良好的軟件操作技術(shù)與管線綜合知識(shí)，才能做出完美的空間管理、管線綜合優(yōu)化方案。