基于BIM技术在地下车库综合管线中的应用

尧 宁

(晋城合为规划设计集团有限公司，山西 晋城 048000)

0 引言

伴随住宅地下车库管网复杂化程度的提升，传统二维综合管线设计的局限性也日益凸显，并已难以满足建设单位、施工单位的实际需求。怎样借助BIM技术实现对传统排布模式的优化及管理是不可回避的问题，本文将详细阐述如何在某建设项目地下车库工程中实现BIM技术的综合应用，并取得良好成果。

1 项目简介

某项目地下车库总建筑面积10 160.21 m2，共分为单层停车位车库、双层机械停车库、人防区域机械停车库三大区域。其中单层停车区域层高为3.9 m，梁高1.0 m，设备管线区域预留0.7 m，施工图设计净高要求满足2.2 m；双层机械停车区域层高为5.4 m，梁高1.0 m，设备管线区域预留0.8 m，施工图设计净高要求满足3.6 m，车库结构顶板为大板形式；工程涉及防排烟风管、热力二次管网、生活给水管网、强弱电桥架、消火栓管网、喷淋管网、污废水管网等系统，结构形式复杂、柱距紧凑，管网布置密集、对空间要求高。为深化设计及有效进行施工协调，本项目在施工开始前实行全专业的BIM技术应用。

2 基于BIM技术的协同设计

2.1 综合管线优化

传统二维CAD施工图设计成果中，综合管线排布一般交付成果的精度较差，导致各专业管线交叉严重、后期安装及使用维修困难等问题。本项目利用REVIT+BIMSPACE软件，模拟施工过程常见的两种综合管线布置方案(“一”字形、“三”字形)；并在借助BIM模型的基础上，通过局部修改建筑结构、依据常见综合管线避让原则，合理利用喷淋系统主干管管径差异，优化出更具备综合优势的综合管线布置方案(“品”字形)，确保施工中不再受困于管线调整问题。三种综合管线布置方案剖面图如图1～图3所示。

综合管线布置有很多原则，常见的比如：大管优先，小管让大管；有压管让无压管；低压管避让高压管；常温管让高温、低温管；可弯管线让不可弯管线、分支管线让主干管线；附件少的管线避让附件多的管线，安装、维修空间尽量不小于500 mm；电气管线避热避水，在热水管线、蒸气管线上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路等等[1]；但是真正决定综合管线的原则却是在适当的条件，以更低的空间高度保证系统的可靠性及实用性。结合常见综合管线布置原则，现就以上三种综合管线布置方案简要对比，比较内容如表1所示。

通过以上3种管线布置原则的对比，最终确定本项目综合管线布置原则采用“品”字形布置，综合管线所占用层高空间绝大多数由原来的70 cm缩减至50 cm，极大的满足了建设方对于车库净高的使用要求。试想如在方案前期将层高降低20 cm设计，减少的土方开挖工程量、混凝土及钢筋用量将会给建设单位带来明显的投资节约，并且也符合当前国家政策所倡导的节材节能的要求。

2.2 精准优化土建预埋

本项目依托Revit软件复原了各专业BIM的模型，通过模型整合与碰撞检查，主要发现两处土建预埋问题：

1)在图4中所示红色区域(穿越人防界面)碰撞最为严重，由于车库人防区域与非人防区域衔接处过于狭窄，按照原设计二维剖面图排布，其净高不满足双层车库3.6 m的停车需求且会导致人防口部管道阀门因为安装间距不足而无法安装等问题。项目实施过程中，通过BIM模型中重新优化排布管线位置，消除以上实施隐患。

优化前后剖面图对比如图5，图6所示。

2)在图4中所示蓝色区域(单双层车库交接处)，按照原设计二维剖面图排布，将会导致防火卷帘的卷帘盒(50 cm高)位置与管线冲突。项目BIM技术应用过程中，积极与原设计人员沟通，通过变更防火卷帘门高度(降低50 cm的洞口高度)，达到消除以上实施隐患的目的。

以上两处也是车库项目中较容易出问题的区域，同样也是传统二维设计过程中难以把握好的环节，通过本次BIM技术应用，很好的解决了这一难题。

3 基于BIM技术的协同施工

3.1 施工工序模拟优化

传统二维平面中，很难清晰的表示出施工次序与交叉翻弯关系，给施工造成了很大的困难。本项目中，通过对BIM模型的反复调整，明确了各专业管线的布置原则，同时应用Navisworks软件对综合管线碰撞测试、施工工序合理化进行模拟、优化，基本达到各专业的管线可以较大程度的同时施工。真正的做到施工管理前置，优化施工工序，有效规避施工过程中拆改返工等各种问题。

3.2 可视化交底

施工作业人员在对照二维图纸施工的同时，可借助移动设备，通过轻量化平台，直观的查询复杂节点的管线排布情况，以及管道标高、管径、翻弯位置、高度等具体信息，增加作业人员的交互感及作业精准度。轻量化平台查看模型视角如图7，图8所示。

3.3 材料采购控制

传统二维平面图纸交付标准一般仅包括主要的设备型号、数量，对于综合管线中大量的弯头、三通、四通等管件无法准确提供，施工单位采购人员往往仅凭经验得出采购数据，过程中无法做到采购成本的精确控制。依托于BIM模型的参数化特性，可以实现分区分系统的准确材料表。给排水专业部分详细材料统计示意图如图9所示。

4 结语

通过BIM技术的应用，该项目车库综合管线取得了较好的预期效果，并且在后期施工过程中极大的辅助了现场施工，相信通过以后更为深入的学习应用，BIM技术将会更多更全的应用于项目各参建方。

基于BIM管理平台进行材料、进度、质量、安全的统一管理，是对传统施工管理模式、工作方式的一种变革[2]。其中质量、安全的信息化管理，可视化模拟，为实现标准化施工提供强有力的保证；通过设计优化、设计深化、碰撞检查等减少工程返工，提升工程质量，缩短工期，降低工程造价；运营阶段还将为业主提升运维效率，大幅降低运维成本。将BIM技术与施工现场结合，通过合理进行场地布置，光线模拟等措施配合项目实现标准化工地的实施，同时通过对施工工艺、施工方法进行动画模拟和对比，为施工单位选择先进、合理的施工方法提供帮助。