BIM管线综合在地下室机电安装工程中的深度优化.pdf

32doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2023.08.007应用能源技术2023年第8 期（总第3 0 8 期）BIM管线综合在地下室机电安装工程中的深度优化王桂文（福州市万科发展有限公司，福建福州3 50 0 0 7）摘要：在地下室机电安装工程中，传统的管线二维图纸存在一定的局限性，空间碰撞问题难以暴露。因此,文中通过分析地下机电工程安装的的常见问题,运用BIM技术优化了管线综合的流程，采用BIM技术的三维可视化功能，可以更加直观、准确地展现各个管线的信息，从而在施工图设计阶段解决管线碰撞和困难点管线布置等问题。经过实际应用，结果表明：利用BIM技术辅助管线综合可以合理调整地库中各个困难点管道的排布，提前规避多处施工过程中的返工问题，减少后期施工中管道碰撞的概率，同时，在保证地库净高要求的前提下，还提高了地库管线排布的美观性。关键词：地下室；管综调整；管段划分；综合支架中图分类号：TU17Deep Optimization of BIM Pipeline Integration in UndergroundMechanical and Electrical Installation Projects(Fuzhou Vanke Development Co.Ltd.,Fuzhou 350007,China)Abstract:In underground mechanical and electrical installation projects,traditional two-dimensional drawings of pipelines have certain limitations,making it challenging to identify spatialcollision problems.Therefore,this paper analyzes common problems in the installation of undergroundmechanical and electrical engineering and optimizes the pipeline integration process using BuildingInformation Modeling（BIM)t e c h n o l o g y.T h e t h r e e -d i me n s i o n a l v i s u a l i z a t i o n f u n c t i o n o f BIMtechnology allows for a more intuitive and accurate representation of information for each pipeline.This approach addresses pipeline collision and layout difficulties during the construction drawingdesign phase.Through practical application,the results show that using BIM technology to assistpipeline integration can strategically adjust the layout of challenging pipes in the undergroundstructure,proactively avoid rework issues during various construction processes,reduce theprobability of pipeline collisions in later construction stages,and,simultaneously,enhance theaesthetic layout of underground pipelines while ensuring the required net height of the undergroundspace.Key words:underground;pipeline integration adjustment;pipeline segment division;comprehen-sive support0引言BIM作为建筑行业的信息革命之一，其核心收稿日期：2 0 2 3-0 6-0 8修订日期：2 0 2 3-0 7-1 5作者简介：王桂文（1 9 8 2），男，本科，工程师，研究方向为机电现场管理。文献标志码：AWANG Guiwen是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，并利用数字化技术为该模型提供完整且与实际情况一致的建筑工程信息库1-2 。借助包含建筑工程信息的三维模型，设计人员、施工方、设施运营部门和业主等相关人员可以进行协同工作。由于BIM技文章编号：1 0 0 9-3 2 3 0(2 0 2 3)0 8-0 0 3 2-0 52023年第8 期（总第3 0 8 期）术具有可视化、便于协调、可模拟、可出图和参数信息化等优势，受到建筑行业人员的广泛认可和应用推广3 。将BIM 技术应用于管线综合能够充分发挥其可视化的优势，通过模型的三维可视化分析困难点管道排布，优化空间的布局4-1 。通过碰撞检查，可以快速排查各专业之间的碰撞点，提前优化管线的布局。BIM技术将各专业整合到一个模型中,能够有效提高管线综合的效率和准确性,在施工图设计阶段辅助设计,有效优化管线的路径规划,降低成本,减少施工返工,更加高效可靠地保证工程质量和工期。1常见问题分析1.1预留预埋问题主体结构的预留预埋涉及套管、线盒、管线等的预埋和洞口的预留,与结构安全也息息相关，一旦混凝土成型,后期很难再进行调整,返工的成本也较高。烟（温）感、灯具、广播等的线盒预埋位置决定了后期这些器具的安装位置，若它们与喷头、风管、成排管道之间的位置关系没有处理好，就会产生冲突碰撞和间距不足等问题。手动报警按钮、疏散指示、声光报警等在结构柱、剪力墙上的点位也是同样，后期要调整很可能就会“伤筋动骨”。1.2标高走向不合理现有的图纸由各专业设计师独立设计，缺乏综合性考虑，导致各专业施工缺乏协调配合，图纸未经深度整合与优化，施工中出现标高和走向不合理、管线碰撞翻弯过多、水管与桥架位置关系不合理、风管位置压低车道净空、管道走向零散、桥架翻弯过多导致电线电缆布线困难等问题。1.3综合支吊架及支吊架布置问题综合支吊架的问题主要在于由谁来做以及费用如何计算,这可能涉及利益问题,因此有时候难以落地。从总成本上考虑，综合支吊架的方式较分开单独打支吊架更加节省，也更为美观。关键在于解决费用问题，而支架的工程量需要清楚计算,这是一个技术性问题。此外,支吊架布置的难应用能源技术点主要集中在安全性和规范性上，包括支吊架及膨胀螺栓的受力计算与选型、支吊架布置间距的问题、固定支架及防晃支架的设置原则等。1.4净高问题现在一般的地下室排烟主风管再小也有400mm高,有的甚至要50 0 mm以上,地下室框架柱的跨度如果是8 9 m的，一般主梁也是8 0 0 900mm高,有些项目为了节约成本,将地下室的层高设计的非常紧凑，一方面增加了安装施工的难度和成本,另一方面也对地下室日常的使用带来了隐患。另外一种是因标高走向不合理而导致的净高问题，往往是没有充分利用上部空间,既浪费了材料、又很不美观。其他还有公共走道内管线过于密集导致净空不满足2.2 m的红线，防火卷帘位置因上部管线穿越而压低卷帘高度，人防门开启范围内与管线高度过低产生碰撞、风管穿楼梯间前室设置夹层影响净高等。1.5喷淋支管安装问题在地下室机电安装工程中，喷淋支管的安装问题常常涉及管线布局的合理性和安全性。需要考虑喷淋支管与其他管线的位置关系，以及与建筑结构的协调性。同时,喷淋支管的安装位置也需要符合消防安全的要求，确保在发生火灾时能够有效地进行喷水灭火。1.6设备末端接线问题在BIM管线综合优化流程中，需要对设备末端接线进行深入分析和优化，包括接线位置的合理性、接线方式的规范性、接线材料的选择等方面进行综合考虑和调整。通过对设备末端接线问题的优化，可以有效提高安装质量和施工效率，确保地下室机电设备的正常运行和安全使用。2地下室BIM管线综合优化重点区域2.1地地下车库的车道和停车位根据住宅设计规范，停车位净高要求不低于2 m,行车道净高不低于2.2 m。在实际项目中,甲方对车库的要求更高，一般车位的净高不得低于2.2 m,车道净高不得低于2.4 m。如果车库3334行车道有吊顶，除了考虑管线，还需要考虑支吊架、吊顶空间以及行车指示牌的占位。对于机械车位的车库，设备装置高度也需要符合规范要求。因此，在地下车库的BIM管线综合优化中，需要充分考虑净高要求，管线排布和支吊架布置,以确保施工质量和满足甲方的要求。2.2设备机房进出口区域由于一般进出设备机房的管道都为大管径管道，且管道数量众多，进出口位置的横向管道会与走道或车道纵向管线交汇在一起，所以当管线路由内出现设备机房进出口时，在做BIM管线综合优化时，需优先考虑设备机房进出口位置。在此区域我们需要先做好管线的分层和走管的优先等级,在条件允许的情况下,能够避开此区域的管线尽量从其他地方走，以保证管线下净高满足要求。2.3公共走道在地下室机电安装项目中，公共走道成了管线为数不多的路线,因此管线会集中于此,造成走道内管线复杂繁多。在做公共走道BIM管线综合优化时,需要充分利用梁下与吊顶之间的距离进行空间分层排布，充分利用梁窝和管线上下层的间隙进行翻弯和走重力管道。由于管线层数多且拥挤,尽量考虑使用综合支架布置，需要预留维修空间及后期放置电缆的施工空间。项目实施各专业班组的分工需确定施工工序,尽量使同一班组的管线布置在同层，减少各班组在施工中的协调工作，确保深化方案的实施。2.4设备机房区域设备机房是地下室机电安装工程中重要的区域之一，其管线排布错综复杂，需要考虑管线间距、管线与土建结构的间距以及支架安装等问题。在BIM管线综合优化过程中，需要充分考虑设备机房的管线排布对系统的影响、业主对观感的要求以及施工过程中的可操作性。此外,还需要考虑设备基础的设置，满足设备放置的美观和合理性，以及阀门高度和整体管线排布的美观性。在管线排布上，除了满足安装需求外，还需要考虑预留维修空间和后期放置电缆的施工空间。综合支应用能源技术架的布置也需要充分考虑，确保施工工序的顺利进行,同时减少各班组在施工中的协调工作,保证深化方案的实施。3地下室BIM管线综合优化流程3.1模型建立(1)工程设置工程设置包括确定项目的基本信息，如建筑结构形式、功能区划、高低跨位置等；确定模型的基准点,满足合模要求；按图纸设置标高、轴网,确保每个楼层平面上都能显示轴网；设置风管、管道的颜色、材质，桥架过滤器及材质；设置项目浏览器的平面、立面、剖面、三维等视图及相应的模型类别的显隐设置。(2）模型细度要求模型细度要求包括确保模型无错漏，反映图纸信息，考虑实际安装尺寸和现场工艺做法，如连接形式及其尺寸大小、管材、壁厚、外径、保温厚度、各种阀门、附件等的实际尺寸大小等。选择合适的、标准化的项目样板,统一模型的族类型保证建模质量和建模效率。整个项目在分专业建模前要统一定位,确定平面基准点，满足合模要求。（3）模型整合及综合分析建模完成后，需要对各专业的模型进行梳理，形成图纸问题报告，并整合各专业模型，检查模型中的冲突碰撞问题。找出管线密集、调整难度大、净高不足等部位，作为主管道调整和问题解决的重要项,并形成相应的问题报告,及时进行沟通汇报。3.2管综优化调整(1)建筑功能与结构布局建筑功能与结构布局对地下室机电安装工程的施工存在影响。包括整体功能区划分、防火分区、结构形式、高低跨位置、主次梁布置、斜梁位置、人防口部等因素，需要充分了解并考虑,对机电安装工程的系统性理解也有很大帮助。在进行主管道深化前，必须先充分了解建筑与结构的功能与布局,以确保施工的顺利进行。2023年第8 期（总第3 0 8 期）2023年第8 期（总第3 0 8 期）(2)重难点问题的解决在前期就发现的重难点问题、净高问题等都要高度重视,并将解决这些问题作为当前工作的重点,因为它们往往能影响某一块区域的管综布局,甚至会涉及主体施工阶段的预留预埋。而解决上述问题的方法：及时提交相关报告，并做好汇报工作；召开现场会议，当面解决。(3）整体管综调整原则的确立整体管综调整原则的确立包括：充分了解建筑与结构的功能与布局，梳理形成各专业的图纸问题报告，整合模型并检查冲突碰撞问题，找出管线密集、调整难度大、净高不足等部位,形成相应的问题报告，及时进行沟通汇报。(4)管线路由深化管线路由深化是指在BIM模型中对管线的布局、走向、连接方式等进行进一步的优化和调整。这包括对管线的细节设计、布置方式、与其他设备的协调等方面的深入考虑，以确保管线的合理性、美观性和安全性。通过管线路由深化，可以有效解决管线碰撞、翻弯过多、位置不合理等问题，为地下室机电安装工程提供更加完善的方案和设计。(5)净空高度的控制地下室的净空高度主要由结构层高及主梁高度决定,其次是排烟风管的高度。若真的存在大面积净高不足的问题，安装上能调整的空间其实是比较有限。解决思路有：风管等截面变径，但是高宽比一般不超1:4,最大不应超1:1 0,调整完成后也要设计复核确认；机房出来后主风管分成两路，同时对两路风管进行等截面压扁，需要设计确认;询问设计时考虑的富余系数,要求设计直接缩小风管,但会增大风速和风噪，需设计出联系单；建议结构设计上进行梁上翻处理，但需复核室外管线走向及覆土高度等。3.3点位器具排布（1）烟（温）感、喷头、灯具等点位的排布地下室区域的烟感保护半径一般为5.8 m,喷应用能源技术头的覆盖范围为3.6 m。安装要求探测器至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5m,其周围0.5m内不应有遮挡物，探测器边缘至灯具及喷头边缘水平距离均不应小于0.3 m，喷头具墙边一般不大于1.5m。灯具主要以不影响光照效果为原则，吸顶灯、吊灯和桥架灯的布置要考虑与其他预埋点位的影响，吊顶可以通过吊链或吊杆的形式挂下来,最灵活的是桥架灯,即使后期也可以进行一定程度的优化调整。采用平面综合排布的方式对地下室点位器具进行深化，解决了点位之间、点位与综合管线之间、点位与建筑结构间的碰撞及间距问题。(2）消火栓箱优化地下室中消火栓箱存在的问题主要包括：开启空间不足、影响停车位和通道宽度。解决建议包括改变消火栓朝向、调整尺寸、安装方式和位置。在项目预埋前期应确定消防箱方案如图所示，对位置进行复核确认，避免后期因消火栓箱的影响而造成返工。3.4预留预埋问题(1)主体结构预留预埋主体结构的预留预埋如图1 所示,其主要是为了提高后期的利用率。首先要保证设计图纸的完整性充分考虑管件及阀门附件的尺寸、管线路由走向、标高以及综合支吊架的应用等。然后确定管综调整方案,通过BIM模型进行预留预埋定位出图,指导安装施工。这样可以有效地避免后期的返工和浪费，提高工程的效率和质量。图1 预留预埋模型图3536(2）二次结构预留洞二次结构正式施工前要组织二次结构预留洞协调会议,BIM根据设计图纸及BIM管综方案形成二次结构预留洞图纸，会议中应重点讨论二次结构留洞方案的合理性,是否遗漏或者错误,安装分包应针对大型设备机房、风管井、补风百叶口、排风口、暗装消火栓箱配电箱等位置提出具体的留洞尺寸，会议结束后形成会议纪要及调整意见，BIM根据会议要求进行调整出图，各方签字确认并组织施工。3.5综合支吊架（1）成排管线的综合支吊架设计在地下室通道内，成排管线的综合支吊架设计需要合理划分层次，如图2 所示，严禁桥架上方有成排的水管,尽量使支吊架在梁侧生根,确保支吊架安装的可靠性、安全性。支吊架的横担宽度由管道、管件的尺寸及排布要求所决定，但尽量控制整个支吊架的总长在6 m范围内,以确保水平度和垂直度，避免影响美观。阀门附件可以适当调整并靠近综合支吊架，避免阀门两侧分别补支架。图2 成排管线的综合支吊架布置（2）公共走道内的综合支吊架设计公共走道内的综合支吊架设计需要考虑通道的安全性和规范性,如图3 所示，包括支吊架及膨胀螺栓的受力计算与选型、支吊架布置间距的问题、固定支架及防晃支架的设置原则等。在设计过程中,需要充分考虑通道的结构特点和使用需应用能源技术求，确保支吊架的安装可靠、安全，并符合相关规范要求。图3 通道内的综合支吊架布置4结束语文中通过对地下室机电安装工程中BIM管线综合的深度优化研究，针对预留预埋、综合支吊架、净高等方面存在的问题提出了相应的解决方案。在实际工程中需要充分重视这些问题,并采取相应的措施进行优化和调整，以确保地下室机电安装工程的顺利进行。通过BIM管线综合优化流程的应用，可以更好地解决地下室机电安装工程中的常见问题，提高工程质量，实现安全、高效、美观的施工目标。参考文献1 李峰.BIM技术在大型工业厂房深化设计中的综合应用J.城市建筑,2 0 2 3,2 0(1 2）：1 6 4-1 6 7.2张涛.基于BIM技术的机电安装工程深化设计J.住宅与房地产,2 0 2 1,(3 1):1 1 7-1 1 8.3高喜玲，丁运斌，基于BIM技术的机电安装工程深化设计J.山西建筑,2 0 2 0,4 6(5)：8 3-8 5.4陈婧.基于非线性状态观测器的直线伺服电机机电系统设计J.应用能源技术,2 0 2 1(1 0):1-4.5赵洪海，马梦琪，孟文芳，等.基于BIM技术大型机电安装工程研究J.粉煤灰综合利用，2 0 2 2,3 6(3):125-131.6 贾淑明，刘君.BIM技术在机电安装工程中的优化应用J.兰州工业学院学报,2 0 2 2,2 9（2)：4 2-45.2023年第8 期（总第3 0 8 期）