淺談 技術在管綜優化中的應用

強卓軒，李品，張新濤

（中建五局第三建設有限公司，天津 300000）

0 前言

BIM 技術是利用軟件技術制作數字模型、設計圖紙、規劃施工過程。在管綜優化設計過程中，需要通過BIM 技術建立完整工程信息體系，優化信息化管理進程，改變工程項目普通規則，確保其在某些住宅工程項目中發揮重要價值。

1 概述

1.1 BIM 技術與管綜優化

被稱為BIM（Building Information Modeling, BIM）的建筑信息模型是目前建筑行業的技術焦點。基于三維數字技術，構建建筑全壽命周期的主線，實現建筑產業鏈各部分的有效聯動。BIM 技術包括模型設計、綜合管理優化、項目管理模塊，以三維數字技術為基礎，構建建筑業整個生命周期信息數據模型，實現數據資源共享，有效減少設計誤差和工程費用。

當前工程項目中利用二維圖紙較難進行建筑全局管線碰撞檢測，無法直觀獲得管線綜合效果，更難將成本與管線綜合深化設計，獲得最優方案。建筑項目中地庫管線相當復雜，大型項目設備繁多，所以單純采用二維軟件進行管線綜合深化設計較難滿足全局碰撞檢測零碰撞基礎，深度分析施工成本因素與運維因素影響。在BIM 建模中，主要希望圍繞管綜優化設計管道模型分析提出沖突檢測算法，建立管道的三維模型碰撞檢測機制，滿足零碰撞與空間凈高要求，形成一套碰撞檢測三維管線模型。在復核管線工程中，要重復碰撞檢測與成本估算流程，參考二維設計圖紙建立管線工程三維模型，提高建筑結構施工管理價值。

1.2 機電BIM 中的管綜優化的基本原則

在機電BIM 管線工程中需要做好管綜優化工作，其技術設計要點主要有小管避大管、臨時管避長管、壓力管避無壓力管、低壓管避高壓管、強弱電分開設置等。BIM 管綜優化技術可以有效地降低材料成本，保障材料成本，避免材料成本的執行。在某些住宅工程項目中，考慮到地下室電氣管線的復雜性，必須通過BIM 管綜優化技術提高住宅工程建筑項目中走道凈高值，提升空間整體功能價值，簡言之，要在管綜前后凈高可形成鮮明對比。例如建筑內的走道在管綜優化前凈高有4700mm，在管綜優化設計后可達到5000mm 凈高。以下分析住宅工程項目BIM 管綜優化的基本原則：

（1）對建筑內的給排水管線豎向交叉問題進行分析，遵循上述內容確保大小管施工到位。

（2）給排水管線與風管豎向交叉必須到位，在壓力管道上方繞過，且保證重力管道在通風專業協調過程中優化風管上部。

（3）在建立給排水管道與熱管的垂直交叉機制過程中，要保證給排水管道在熱管上方的彎曲位置。在熱水管與通風管垂直交叉的過程中，具體計算熱水管與通風管垂直交叉位置的最大邊長應該小小于2000mm，保證熱力水管上彎到風管上方位置；確保最大邊長不超過2000mm，且要求風管上彎到水管上方位置。

（4）要保證電氣架橋與風管豎向合理交叉，確保電氣橋架上彎到風管上方位置，優化光纖協調統籌布置，確保下方凈高合理配置，不影響建筑正常使用功能[1]。

2 機電BIM 中的管綜優化的技術要點

機電一體化BIM 綜合管理優化技術要點有很多。其主要目標就是建立完整的生命周期項目，結合信息傳遞和信息管理，優化BIM 項目實施目標，體現參數可視化內容，優化協調、模擬、出圖與管理機制，確保BIM 管綜優化管理有意義。總結來說，就是要確保現場施工無任何碰撞，同時，增加空間凈高度，最大限度減少材料，降低成本，有效提高施工質量與施工效率。

2.1 碰撞沖突問題檢查與解決

采用BIM 技術建立碰撞沖突問題檢查與解決機制，分析專業機電工程項目、暖通、電氣、排水管道等的優化設計和內容，明確施工流程，規避設置沖突問題，高度優化細節調整指導工程方案和效果，明確管道分析，建立機電管道重要部位剖面圖和三維圖分析，盡量將施工誤差最小化。在優化建筑規模和功能的過程中，需要考慮運用CAD 設計建設項目的內容，以動力管道設計為主，以專業設計圖為輔助，形成全面的管道系統。考慮二維圖紙信息不足，通訊平臺建設容易失敗，需要全面分析管道內容，利用BIM 技術構建專業的BIM 模型。在構建三維虛擬環境、設計分析過程中，切實有效管理碰撞沖突問題，提高綜合設計能力和工作效率的環節，解決可能發生沖突的各種問題，最大限度提高整體效率和降低現場工程成本，同時有效建立碰撞沖突問題檢查機制，協調其中的延遲問題。

2.2 BIM 管綜圖紙與落地成果分析

在對BIM 機電管道進行全面優化后，需要分析最終的設計結果。協助指導現場施工設計內容，確保做到機電工程項目綜合規劃和專業獨立規劃到位，使零沖擊時的著陸間隙最小化。BIM實施過程中，需要對工程總管、建模、調整、圖表分析和考核指導方案，確保BIM 項目進度管理系統的施工、工程質量、成本和安全管理進行分析，確保BIM 全面滿足圖紙設計要求，確保機電管道布置美觀，施工過程正常，檢查方便，滿足電氣特性的技術應用要求。在這個過程中，減少管材用量，降低成本，提高項目的整體效率，對解決項目的實際需求非常有幫助。

2.3 BIM 管綜施工指導

在對不同管線進行統一規劃排布需要確保一定的凈高空間，優化管線排布。在BIM 管綜優化過程中，需要指導現場施工有效落地，對管控現場錯、漏、碰、缺問題進行分析與控制。在BIM 項目中要發揮技術指導設計優勢，提升現場施工價值。在這里，需要利用BIM 技術結合圖紙有效建模，保證管綜優化出圖到位，建立管線統一規劃布局。而在BIM 管綜優化以后，還需要對管線共架機電進行綜合優化，節省大量材料成本，優化設計階段的管底平齊問題[2]。

3 機電工程項目BIM 管綜優化的案例簡析

3.1 機電工程項目概況

中建玖棠府項目位于天津市東麗區，主要功能為住宅建筑、配套公共建筑和地下車庫。項目總建筑面積約31.7 萬m2，其中地上 23.3 萬 m2，地下 8.4 萬 m2，配套小學 1.1 萬 m2。目前，需要重點針對地庫、小學及樣板間進行BIM 技術相關應用。

3.2 機電工程項目管綜優化技術要點

由于項目工程量大，工期相對較短，且地庫結構相對復雜，采用膜殼密肋梁設計（如圖1 所示），結構梁下空間緊張，留給管線排布空間小，地庫管線復雜（如圖2 所示），風管尺寸大，在智能化專業技術應用中頗為廣泛，可確保管道連接項目中各幢單體建筑。

圖1 膜殼密肋梁

圖2 地庫管線復雜

在正式施工階段，需要解決不同系統的沖突與碰撞問題。在設計各方圖紙會審過程中，要充分考慮該工程項目整體規模較大，所以需要基于專業系統復雜性進行分析，避免出現施工技術疏漏引發工期延長與返工等損失問題。在施工系統管線控制方面，需要保證工期控制到位，保證排線高低排布合理，優化施工配置，減少施工建設投入。對該工程項目中的地下室凈高不足問題進行分析，就需要利用BIM 技術平臺，配合項目建筑、結構與安裝工程系統管線優化三維建模，充分利用BIM 中的可視化技術平臺優化三維模型，為工程項目中的給排水、暖通、強電、智能四大專業管線沖突與碰撞檢測優化內容進行分析，最后總結施工問題，確認后統一在二維圖紙上進行修改調整。

機電工程項目工期相對偏短、任務繁重，所以在施工過程中要利用BIM 技術對二維圖紙內容進行分析，根據現場進行施工變動，確保BIM 建模數據與原設計圖紙相匹配，而在人防區設計方面則通過BIM 管綜優化來了解專業管線對接情況，了解其管線對接大小、方向是否存在錯誤[3]。在管綜優化方案確定之后，進行機電各專業圖紙的標注出圖，預留建筑及結構洞口，用于指導現場施工，有效減少返工。

4 結語

目前BIM 管綜優化技術廣泛應用于建筑電氣工程，能夠有效管理工程項目的質量、費用和安全，一方面實現施工整體布局美觀，另一方面降低建筑材料的應用成本，提高工程施工的整體效率。