应用三维制图技术综合布置机电管线

□文/王惠桐 宗绪堂

□宗绪堂/中国建筑第八工程局有限公司天津分公司。

应用三维制图技术综合布置机电管线

□文/王惠桐 宗绪堂

天津市南开医院扩建工程机电施工中，为有效解决各机电专业管线交叉冲突，合理安排施工顺序，应用三维制图技术绘制了三维仿真模型，直观、清晰地解决了合理布置各大型设备及管线的难题，提高了工作效率，降低了施工成本，总结出一套可靠实用的综合施工技术。

三维制图；综合布置；机电管线

随着现代公共建筑功能的增加，各种高新技术不断应用于建筑中，机电工程所涉及的专业内容逐渐增多，机电安装不再是将设备安装好、管线连接好。如何在有限的空间内合理地布置各种设备和管道，尽最大限度地节约出可用空间，增强建筑物的美感，成为施工中需要解决的关键问题之一。

机电施工中所用的二维图纸反映的实体比较抽象，缺乏直观的实物视觉效果；又因为各设计专业自成系统，独立性较强，所以在设计、施工过程中很难进行有效沟通，以至在施工过程凸显设备和管线布局不合理等问题，浪费大量的人力、物力。采用三维制图技术对建筑物标准层、设备机房等关键部位建立三维仿真模型，多专业管线排布实现可视化、立体化，便于各专业之间的协调和沟通，是解决上述弊端的有效方法。

1 三维制图技术简述

机电工程管线三维制图技术是以二维平面设计图为依据，按照实际比例，通过三维技术建立建筑结构、机电管线和大型设备等模型，利用三维技术的绘图、视检等工具对模型中各专业管线和设备进行综合排布及优化，结合传统施工经验，消除施工过程中不确定因素的影响，最终实现施工全过程的立体化、可视化管理，加强施工过程的预控能力，有效指导施工。

2 工程实例

2.1 工程概况

天津市南开医院扩建工程总占地面积约11500 m2，总建筑面积约 83080m2，分为 A、B、C、D共 4个分区，主楼A、B区地下1层，地上16层，局部17层，高度77.4m，剪框结构；C区裙房地下1层，地上3层；D区裙房地下1层，地上4层。该工程机电各专业管线布置密集且施工环境比较复杂，施工难度大。

2.2 综合管线的设计原则

综合管线主要包括给排水专业管线、空调通风专业管线及电气专业管线。给排水管线主要包括给水管，又分高区、低区、裙房给水管；热水管，又分高区、低区、裙房热水管；排水管、雨水管、消防栓给水管、喷淋管以及中水管等。空调通风管线主要包括空调风管、平时送回风管、消防排烟管、空调冷冻水管、冷凝水管以及冷却水管等。由于电气专业管线占用空间较少，因此在设计综合管线时只是将动力、照明、弱电等配电桥架纳入设计范围。

以各相关专业提供的图纸及国家规范作为机电专业管线综合的设计依据，各种管线的平面排列及标高设计相互发生冲突时，先按以下原则处理。

1）压力管道让无压(自流）管道；

2）可弯管道让不可弯管道；

3）小管径管道让大管径管道；

4）冷水管道让热水管道。

2.3 标准层三维设计与优化

南开医院扩建工程A、B区6层以上是住院部，为标准层。考虑病房的实用性、舒适性，要求房间吊顶标高2.8m，患者走廊吊顶标高2.6m，宽2.75m。根据建筑图和结构图按1∶1绘制标准层三维建筑仿真模型，详细了解走廊中主梁位置、梁底及吊顶标高，以便确定安装各管线所需的实际空间。

标准层中患者走廊机电管线包括空调冷凝水管、新风道、排烟风道、消防喷淋管及强弱电桥架。由于走廊空间小、管线多，为保证走廊高度和工程观感，该区域管线综合布置是三维设计的重点。

根据各专业设计图纸,在三维模型中绘出管线；查看各专业管线之间是否有交叉碰撞等现象；最后综合考虑各专业管线功能，综合支架、施工顺序、桥架穿线、检修等情况确定走廊中各管线标高及间距。表1为走廊内各专业管线构成情况，图1为按原专业设计图纸绘制出三维管线排布出现的管线交叉等影响施工的情况。

表1 患者走廊内各专业主管线构成情况

根据三维模型中反映出管线交叉冲突情况，综合考虑施工顺序及后续检修情况并根据规范对于局部管线复杂、施工空间有限的部位，优化各管线的路由与标高，使各专业管线均得到合理的布置，消除管线交叉冲突的现象，便于后续施工及检修。见图2。

2.4 制冷机房三维设计与优化

制冷机房是本工程的另一项施工难点，机房有4台制冷机组、5台空调冷冻水循环泵、5台冷却水循环泵、15台配电柜等设备与大型管道，其中空调冷冻水、冷却水主管道管径较大（螺旋焊缝钢管，DN300～400 mm）。制冷机房空间有限且结构不规则，布置设备管线难度很大。先依据设备厂家给定的设备型号尺寸、各专业图纸建立机房的三维模型；再综合考虑现场施工条件，通过检视窗口综合考虑管线路由标高及机房的整体感观效果，在原基础上进行调整、优化；最后将修改后的结果反馈回三维模型中，检验其效果，确定各专业设备的相对位置及管线路由标高。图3为制冷机房的三维模型。

由图3可以看出制冷机房空间有限，大型设备与管线相对集中，按照规范要求对制冷机房进行深化设计仅靠二维图纸很难完成。在二维图纸基础上，利用三维制图技术1∶1比例绘制出机房的三维模型，使其内部各专业设备及管线可视化、具体化，便于各专业设计及施工人员协调与沟通，综合考虑各专业施工情况，使机房内的设备和管线得到合理布置，减少了施工过程中的返工次数，节约了材料和人工成本。

3 结论

当前的建筑工程中机电专业日趋复杂，为总承包管理提出了更高要求。三维制图技术应用于机电总包管理过程中，可以使抽象实物具体化，实现可视化管理，使各专业人员之间有效地协调和沟通，便于工程技术人员在施工过程中进行动态控制，提高施工质量。通过实际证明，三维制图技术实用、有效，为综合排布机电管线提出新思路、新方法。

TU85

C

1008-3197（2011）03-18-02

2011-01-06

王惠桐/男，1982年出生，硕士，工程师，中国建筑第八工程局有限公司天津分公司，从事工程技术管理工作。

□宗绪堂/中国建筑第八工程局有限公司天津分公司。