基于PKPM-BIM技术的地下室管线综合设计应用研究

郑晏芝，张梅香，刘博，吴彦，扶嘉

（中机国际工程设计研究院有限责任公司，长沙 410000）

1 引言

PKPM是一套集建筑、结构、设备（给排水、采暖通风空调、电气）设计于一体的集成化CAD及BIM系统，提供二维、三维图形平台的支持[1]。现阶段，紧跟政府大力推广装配式建筑的大潮，装配式建筑越来越多，常规的拆分工具是利用二维软件进行，不仅费时且不可观。PKPM-BIM提供了正向的三维装配式建筑设计，有利于推进装配式建筑的发展。

目前，装配式建筑拆分针对的均是地上部分建筑，PKPMBIM是行业里面走在技术前例的装配式软件。现有市场上软件的开发均以建筑结构为主，机电专业为辅的模式进行，整个行业的现状是机电专业的应用效果不佳，导致整个项目的三维正向设计难度加大。

本文的目的是考虑整个项目不进行拆分的地下室部分的管线综合是否能够利用同一软件进行三维的正向设计，以期摒除不同软件之间对接存在的问题。

2 项目环境

2.1 项目概况

本文示例为1、2层地下室，包括车库与设备用房，负2层平战结合，设置3个防护单元，地下室建筑信息见表1。

表1 地下室建筑信息

本项目的应用以完成地下室的管线综合为主，三维模型建立时以机电为主，建筑结构为辅，建筑结构配合管综完善梁、柱、楼板、砖墙即可。

2.2 项目周期

项目的启动时间为2019年3月中旬，由于参与人员均为初次采用PKPM-BIM进行管线综合协同项目，与各方配合的工作较多，管线综合调整过程中软件的应用以及轻量化成果的制作过程花费时间较多，2019年5月底完成成果交付。

2.3 项目环境

本文将项目环境分为以下5大类。

1）图纸环境：是指项目进行三维管线综合时需要具备完善的二维施工图纸。本项目除具有常规的二维单专业施工图纸外，还具备二维管线综合图纸。图纸环境的优劣对三维管线综合的进行有很大的影响。

2）电脑配置环境：是指项目进行时设计人员所采用的电脑配置情况。本项目统一采用云桌面的形式，所有数据保存在云端服务器上。

3）软件平台环境：是指项目进行时设计人员所采用的软件以及版本信息。本项目采用的软件平台为PKPM-PC V1.2.3。

4）模型环境：是指机电专业进行模型建立之前的前置专业需要提供的模型信息。

PKPM-BIM的软件操作过程中，机电专业需要读取建筑专业的楼层信息后，才能在楼层平面中进行模型的绘制。楼层标高的更改，出现最大的问题是全专业无法合模与跑模的情况。因此，模型环境一定要保证准确，前置专业在发布楼层信息时，一定按照实际项目的标高信息进行定义，后期模型建立过程中不再删除标高信息，以免造成不必要的麻烦。

5）人员环境：是指项目参与人员对软件使用的熟练程度。本项目参与人员对三维软件均有一定的项目基础，但以往项目所采用的软件基本是二维或者Revit相关软件。

3 项目原则

本项目管综以设计提供的二维管综施工图纸为参考底图，采用三维协同项目的方式进行全专业的协调配合。模型建立初期确定优化原则用以约定各专业建模规则，确定净高要求，为三维软件中管线碰撞的调整确定原则。

3.1 项目流程

利用PKPM-BIM进行管线综合的项目应用分为以下9大步骤。

第一步：创建联机项目。建筑专业发布楼层标高信息，机电专业协商建模原则。

第二步：导入CAD底图，设备专业按照协商的建模原则进行模型建立。

第三步：模型绘制完成后，上传至服务器并下载其他所有专业的模型，进行管线综合流程。

第四步：根据整合模型，确定复杂管线区域，进行碰撞检查，机电专业相互协商确定优化调整方案。

第五步：设备专业按照优化方案，进行模型的调整，控制最小净高的原则下，尽量少翻弯，并争取通过优化布置提高管线布置后的净高。

第六步：管综调整完成后，机电专业进行预留预埋的设置，生成预留预埋图，提资土建专业。

第七步：土建专业接收提资后，进行洞口的一键开洞，并反馈机电专业进行检查，确定无误。

第八步：模型完成，全专业导出FBX文件，利用Naviswork软件进行漫游模型的制作。

第九步：成果汇总，交付甲方。

3.2 建模原则

本项目管线综合单层体量较大，模型绘制原则如下：

1）暖通模型绘制的内容包括：风管、风机、阀件。实际设计中风口采用上翻支管侧接的方式，三维绘制中工作量较大，且根据项目的要求深度，本项目中不进行风口的绘制。在管综调整时，车库风管两侧均考虑400～500mm的距离不进行其他管道的走管，用于施工过程中风口的安装。

2）电气模型绘制的内容包括：桥架、母线槽。电气专业电线以及布置在电井及墙上的指示灯、灯具等绘制工作量较大，对本项目管综影响不大。

3）给排水模型绘制的内容包括：水管、水泵、阀门。给排水管道系统较多，模型建立工作量较大。本项目中为了保证系统的完整性，对管径较小的给水系统进行了绘制。喷淋管道体量较大，模型绘制中进行了处理，完整绘出某一防火分区的喷淋系统，其余只绘制DN50mm以上的管道。

3.3 优化原则

进行管线调整时，在综合考虑梁柱情况、管线复杂情况，以及车库区净高≥2.2m要求的前提下，优化布置管线。针对本项目的具体情况，车库管线综合优化原则有3条。

1）负1层层高：3.6m，最大梁高：0.9m，梁下最低净高：2.7m。

布管原则：（1）0.4m高风管贴梁底布置，风管底标高2.3m；（2）0.2m高桥架贴梁底布置，桥架底标高2.5m，0.1m高桥架贴梁底布置，桥架底标高2.6m；（3）水管贴梁底布置，管中心标高2.6m。

2）负2层层高：3.8m，非人防区域最大梁高：0.7mm，梁下最低净高：3m。

布管原则：（1）0.4m高风管梁底布置，风管底标高2.5m；（2）0.1m高桥架贴梁底布置，桥架底标高2.9m（办公楼局部最大梁高1.050m处，桥架底标高2.55m布置）；（3）水管贴梁底布置，管中心标高2.9m。

3）负2层人防区域最大梁高：0.9m，梁下最低净高：2.8m。

布管原则：（1）0.4m高风管贴梁底布置，风管底标高2.4m；（2）0.1m 高桥架贴梁底布置，桥架底标高 2.7m；（3）水管贴梁底布置，管中心标高2.7m。

4 项目应用

本文重点讲述PKPM-PC V1.2.3中机电专业软件使用情况，整理使用过程遇到的问题及采取的解决措施[2]，为后述项目的应用提供技术支撑。

根据项目情况对各功能模块进行应用分析，机电专业的功能模块均能满足一定的设计需求，同时亦具有该版本软件无法解决的问题。

1）建模顺序。在项目初期建筑专业须提供完整的标高轴网信息，机电专业才可进行楼层读取，在楼层平面中进行模型的建立。

2）构件权限。协同项目中机电专业各设计人员需要明确权限范围。目前最佳的权限分配方式是机电专业均只具有单专业设计权限，安排管线综合设计人员具有机电专业所有权限，本措施的采取是为了避免构件“互锁”等问题。

3）功能不完善。应用过程中存在功能不符合设计需求的情况。设备库的不完善，导致项目进行中设备无法建立或建立的尺寸不符合设计需求。

4）捕捉功能。同时开启几种捕捉方式时，导致构件布置出错。如阀门布置时，只能开启“最近点捕捉”模式，否则会导致阀门布置出错问题。

5 结语

本文通过实际项目的应用，经过项目参与人员的共同努力，形成了管综优化报告、净高分析报告、碰撞报告、管线综合平面示意图、全专业设计模型以及用于展示的漫游模型的成果文件。得出可利用PKPM-BIM软件进行管线综合，并总结出以下几项应用经验，以供参考。

1）项目周期。从时间上讲，接近5×104m2的地下室管线综合项目，历时一个半月，时间上比较充裕。若使用人员对软件熟练，可节省解决软件问题多出的时间。

2）人员配置情况。使用PKPM-BIM软件进行管线综合协同项目，对参与人员有一定的要求。协同项目软件应用过程中出现的“权限”以及“互锁”问题，限制了各专业参与人员的配置。

3）软硬件配备。利用PKPM-BIM进行协同项目，需要配备专门的电脑作为服务器，项目参与成员的电脑配置应比常规的二维设计人员的电脑高级。软件使用过程中较Revit来讲，不会明显拖慢电脑速度无需大体量的运行内存，但安装该软件时需要安装盘较多的内存空间，因此，软硬件配备应适当提高。

4）成果文件。PKPM-BIM模型成果导出有2种格式：IModle与 FBX。

本项目出具的I-Modle模型目前BIMBOX无法进行读取，出具的FBX文件只能用于模型漫游展示，不能进行具体的属性查询。PKPM-BIM软件的研发应注重成果文件的对接软件，交付成果应轻量化，直接模型交付，并对被交付方的软硬件配备具有一定的要求，以利于对交付方成果的保护。