浅谈 技术在管综优化中的应用

强卓轩，李品，张新涛

（中建五局第三建设有限公司，天津 300000）

0 前言

BIM 技术是利用软件技术制作数字模型、设计图纸、规划施工过程。在管综优化设计过程中，需要通过BIM 技术建立完整工程信息体系，优化信息化管理进程，改变工程项目普通规则，确保其在某些住宅工程项目中发挥重要价值。

1 概述

1.1 BIM 技术与管综优化

被称为BIM（Building Information Modeling, BIM）的建筑信息模型是目前建筑行业的技术焦点。基于三维数字技术，构建建筑全寿命周期的主线，实现建筑产业链各部分的有效联动。BIM 技术包括模型设计、综合管理优化、项目管理模块，以三维数字技术为基础，构建建筑业整个生命周期信息数据模型，实现数据资源共享，有效减少设计误差和工程费用。

当前工程项目中利用二维图纸较难进行建筑全局管线碰撞检测，无法直观获得管线综合效果，更难将成本与管线综合深化设计，获得最优方案。建筑项目中地库管线相当复杂，大型项目设备繁多，所以单纯采用二维软件进行管线综合深化设计较难满足全局碰撞检测零碰撞基础，深度分析施工成本因素与运维因素影响。在BIM 建模中，主要希望围绕管综优化设计管道模型分析提出冲突检测算法，建立管道的三维模型碰撞检测机制，满足零碰撞与空间净高要求，形成一套碰撞检测三维管线模型。在复核管线工程中，要重复碰撞检测与成本估算流程，参考二维设计图纸建立管线工程三维模型，提高建筑结构施工管理价值。

1.2 机电BIM 中的管综优化的基本原则

在机电BIM 管线工程中需要做好管综优化工作，其技术设计要点主要有小管避大管、临时管避长管、压力管避无压力管、低压管避高压管、强弱电分开设置等。BIM 管综优化技术可以有效地降低材料成本，保障材料成本，避免材料成本的执行。在某些住宅工程项目中，考虑到地下室电气管线的复杂性，必须通过BIM 管综优化技术提高住宅工程建筑项目中走道净高值，提升空间整体功能价值，简言之，要在管综前后净高可形成鲜明对比。例如建筑内的走道在管综优化前净高有4700mm，在管综优化设计后可达到5000mm 净高。以下分析住宅工程项目BIM 管综优化的基本原则：

（1）对建筑内的给排水管线竖向交叉问题进行分析，遵循上述内容确保大小管施工到位。

（2）给排水管线与风管竖向交叉必须到位，在压力管道上方绕过，且保证重力管道在通风专业协调过程中优化风管上部。

（3）在建立给排水管道与热管的垂直交叉机制过程中，要保证给排水管道在热管上方的弯曲位置。在热水管与通风管垂直交叉的过程中，具体计算热水管与通风管垂直交叉位置的最大边长应该小小于2000mm，保证热力水管上弯到风管上方位置；确保最大边长不超过2000mm，且要求风管上弯到水管上方位置。

（4）要保证电气架桥与风管竖向合理交叉，确保电气桥架上弯到风管上方位置，优化光纤协调统筹布置，确保下方净高合理配置，不影响建筑正常使用功能[1]。

2 机电BIM 中的管综优化的技术要点

机电一体化BIM 综合管理优化技术要点有很多。其主要目标就是建立完整的生命周期项目，结合信息传递和信息管理，优化BIM 项目实施目标，体现参数可视化内容，优化协调、模拟、出图与管理机制，确保BIM 管综优化管理有意义。总结来说，就是要确保现场施工无任何碰撞，同时，增加空间净高度，最大限度减少材料，降低成本，有效提高施工质量与施工效率。

2.1 碰撞冲突问题检查与解决

采用BIM 技术建立碰撞冲突问题检查与解决机制，分析专业机电工程项目、暖通、电气、排水管道等的优化设计和内容，明确施工流程，规避设置冲突问题，高度优化细节调整指导工程方案和效果，明确管道分析，建立机电管道重要部位剖面图和三维图分析，尽量将施工误差最小化。在优化建筑规模和功能的过程中，需要考虑运用CAD 设计建设项目的内容，以动力管道设计为主，以专业设计图为辅助，形成全面的管道系统。考虑二维图纸信息不足，通讯平台建设容易失败，需要全面分析管道内容，利用BIM 技术构建专业的BIM 模型。在构建三维虚拟环境、设计分析过程中，切实有效管理碰撞冲突问题，提高综合设计能力和工作效率的环节，解决可能发生冲突的各种问题，最大限度提高整体效率和降低现场工程成本，同时有效建立碰撞冲突问题检查机制，协调其中的延迟问题。

2.2 BIM 管综图纸与落地成果分析

在对BIM 机电管道进行全面优化后，需要分析最终的设计结果。协助指导现场施工设计内容，确保做到机电工程项目综合规划和专业独立规划到位，使零冲击时的着陆间隙最小化。BIM实施过程中，需要对工程总管、建模、调整、图表分析和考核指导方案，确保BIM 项目进度管理系统的施工、工程质量、成本和安全管理进行分析，确保BIM 全面满足图纸设计要求，确保机电管道布置美观，施工过程正常，检查方便，满足电气特性的技术应用要求。在这个过程中，减少管材用量，降低成本，提高项目的整体效率，对解决项目的实际需求非常有帮助。

2.3 BIM 管综施工指导

在对不同管线进行统一规划排布需要确保一定的净高空间，优化管线排布。在BIM 管综优化过程中，需要指导现场施工有效落地，对管控现场错、漏、碰、缺问题进行分析与控制。在BIM 项目中要发挥技术指导设计优势，提升现场施工价值。在这里，需要利用BIM 技术结合图纸有效建模，保证管综优化出图到位，建立管线统一规划布局。而在BIM 管综优化以后，还需要对管线共架机电进行综合优化，节省大量材料成本，优化设计阶段的管底平齐问题[2]。

3 机电工程项目BIM 管综优化的案例简析

3.1 机电工程项目概况

中建玖棠府项目位于天津市东丽区，主要功能为住宅建筑、配套公共建筑和地下车库。项目总建筑面积约31.7 万m2，其中地上 23.3 万 m2，地下 8.4 万 m2，配套小学 1.1 万 m2。目前，需要重点针对地库、小学及样板间进行BIM 技术相关应用。

3.2 机电工程项目管综优化技术要点

由于项目工程量大，工期相对较短，且地库结构相对复杂，采用膜壳密肋梁设计（如图1 所示），结构梁下空间紧张，留给管线排布空间小，地库管线复杂（如图2 所示），风管尺寸大，在智能化专业技术应用中颇为广泛，可确保管道连接项目中各幢单体建筑。

图1 膜壳密肋梁

图2 地库管线复杂

在正式施工阶段，需要解决不同系统的冲突与碰撞问题。在设计各方图纸会审过程中，要充分考虑该工程项目整体规模较大，所以需要基于专业系统复杂性进行分析，避免出现施工技术疏漏引发工期延长与返工等损失问题。在施工系统管线控制方面，需要保证工期控制到位，保证排线高低排布合理，优化施工配置，减少施工建设投入。对该工程项目中的地下室净高不足问题进行分析，就需要利用BIM 技术平台，配合项目建筑、结构与安装工程系统管线优化三维建模，充分利用BIM 中的可视化技术平台优化三维模型，为工程项目中的给排水、暖通、强电、智能四大专业管线冲突与碰撞检测优化内容进行分析，最后总结施工问题，确认后统一在二维图纸上进行修改调整。

机电工程项目工期相对偏短、任务繁重，所以在施工过程中要利用BIM 技术对二维图纸内容进行分析，根据现场进行施工变动，确保BIM 建模数据与原设计图纸相匹配，而在人防区设计方面则通过BIM 管综优化来了解专业管线对接情况，了解其管线对接大小、方向是否存在错误[3]。在管综优化方案确定之后，进行机电各专业图纸的标注出图，预留建筑及结构洞口，用于指导现场施工，有效减少返工。

4 结语

目前BIM 管综优化技术广泛应用于建筑电气工程，能够有效管理工程项目的质量、费用和安全，一方面实现施工整体布局美观，另一方面降低建筑材料的应用成本，提高工程施工的整体效率。