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著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代建筑的規(guī)模越來(lái)越龐大，建筑物的功能也逐漸增多，室內(nèi)各專業(yè)的機(jī)電管線也隨之增多，錯(cuò)綜復(fù)雜，占用很大的內(nèi)部空間，與業(yè)主需要更廣闊、更舒適的使用空間背道而馳。而目前建筑業(yè)又普遍存在設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)，機(jī)電安裝各專業(yè)設(shè)計(jì)師協(xié)調(diào)配合不足，機(jī)電管線交叉、相互擠占空間現(xiàn)象層出不窮，造成大量的返工、窩工、浪費(fèi)材料、延誤工期等問題。以上諸多因素促使BIM管線綜合平衡技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
一、BIM管線綜合平衡技術(shù)的概念
BIM管線綜合布置技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)輔助制圖手段（如：BIM），在施工前對(duì)機(jī)電安裝工程進(jìn)行模擬施工完成后的管線排布情況，即在未施工前先根據(jù)施工圖紙?jiān)谟?jì)算機(jī)上進(jìn)行圖紙“預(yù)裝配”。經(jīng)過(guò)“預(yù)組裝”，深化設(shè)計(jì)人員可以直觀地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙上的問題，尤其是發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間設(shè)備管線的位置沖突和標(biāo)高重疊，并進(jìn)行調(diào)整、修改，保證施工可執(zhí)行的技術(shù)。
圖1 某工程空調(diào)機(jī)房BIM模型
二、管線綜合平衡的基本原則
管線綜合平衡，其應(yīng)遵循八大原則：
1
有壓管道讓無(wú)壓管道原則
如生活污水管、雨水排水管、空調(diào)冷凝水管等都是依靠重力進(jìn)行排水，其水平管必須保持一定的坡度，這是排水順暢的充分必要條件；而有壓管道內(nèi)的介質(zhì)是靠前、后端的壓差來(lái)輸送的，因此，有壓管道與無(wú)壓管道交叉時(shí)，有壓管道要避讓無(wú)壓管道。
2
小管道讓大管道原則
越大越優(yōu)先原則，如通風(fēng)管道、防排煙管道、冷凍水主管道等大截面大直徑管道，占據(jù)較大空間，如發(fā)生局部翻彎，施工難度及施工成本大，需要優(yōu)先安排。
3
電氣避讓蒸汽、熱水管道原則
電氣避讓蒸汽、熱水管道原則，在蒸汽和熱水管道附近存在熱輻射，因電纜、電線的絕緣層不宜受熱，故不應(yīng)布置在蒸汽、熱水管道的四周。
4
附件少避讓附件多原則
管道附件較多時(shí)，要注意給管道附件預(yù)留足夠的檢修空間，便于后期的檢修、更換。
5
造價(jià)低避讓造價(jià)高的原則
對(duì)于不屬于上述條件的管線，如發(fā)生碰撞沖突，應(yīng)以改造管道成本低的作為避讓的依據(jù)。
6
盡量少改動(dòng)原則
管線綜合平衡是在空間準(zhǔn)許的范圍內(nèi)對(duì)所有管線進(jìn)行合理布局，應(yīng)盡可能的尊重原設(shè)計(jì)，管線綜合只對(duì)非動(dòng)不可的管線進(jìn)行調(diào)整，凡不動(dòng)可以施工者一律不動(dòng)，當(dāng)然業(yè)主要求的另當(dāng)別論。
7
保持原設(shè)計(jì)功能原則
管線綜合平衡必須保證原設(shè)計(jì)功能不變，否則，再美好的優(yōu)化都是徒勞無(wú)用的。
8
方便使用原則
綜合平衡后的管線布局要方便日后的使用、管理和維修。
三、管線綜合平衡的流程
很多初入職場(chǎng)的BIMer們?cè)跊]有掌握正確的管綜方法之前，可能感覺管綜就是一項(xiàng)苦力活而不是一項(xiàng)技術(shù)活，建模時(shí)間往往只占30%，70%的時(shí)間用在模型調(diào)整及管線碰撞處理上，加班熬夜是常有的事。筆者近20年的機(jī)電管理及BIM應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套簡(jiǎn)單、高效的管綜方法及流程，如下：
1
清圖
⑴清圖是管線綜合平衡的第一步，其主要目的是清理掉圖面上對(duì)管綜無(wú)用的冗余信息，一是為了縮小圖紙文件的大小，便于導(dǎo)入BIM軟件，二是為了方便初步方案的確定，為后期的綜合排布奠定基礎(chǔ)。正確的清圖步驟如下：
⑴ 用CAD快捷鍵“PU”命令對(duì)所有多余圖層進(jìn)行清理；
⑵ 復(fù)制要選擇的CAD目標(biāo)圖紙，新建一個(gè)圖紙，將圖紙復(fù)制到新建的圖紙內(nèi)；
⑶ 三維旋轉(zhuǎn)新建的CAD圖紙，看是否有多余無(wú)用內(nèi)容進(jìn)行清除；
⑷ 再次用CAD快捷鍵“PU”命令所有多余圖層進(jìn)行清理，并保留復(fù)制的圖紙備用。
2
合圖“合圖”是管綜非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是提高BIM建模一次成功的捷徑。很多初學(xué)者或非機(jī)電專業(yè)的BIMer們根本不知道做這一步，導(dǎo)致后期管綜調(diào)整效率低下，常年處于苦B加班狀態(tài)。實(shí)際項(xiàng)目中，留給機(jī)電設(shè)備管線的安裝空間一般在400mm~800mm之間，非常有限。在這有限的空間里，暖通、強(qiáng)弱電、消防、給排水等眾多管線必將分層排布，安排哪些專業(yè)管線排布在同一標(biāo)高就很能體現(xiàn)管綜人員的技術(shù)水平，一方面要考慮滿足規(guī)范要求，另一方面要考慮同層標(biāo)高管線盡量少碰撞、管線布局盡量美觀、盡量方便施工和日后維修。
根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，90%的項(xiàng)目管線一般排布2~3層，合圖的目的就是將不同專業(yè)的管線進(jìn)行“排列組合”，根據(jù)“合成圖”初步確定不同專業(yè)的管線合理分層布置。示意如圖3所示。
圖3 機(jī)電管線分層排布示意圖
確定了管線的科學(xué)分層后，根據(jù)每層的初步“合成圖”，來(lái)分析每層管線的平面交叉點(diǎn)，各專業(yè)建模之前，盡量解決掉同層管線平面碰撞問題，這樣后期一個(gè)剖面一個(gè)剖面調(diào)整時(shí)，才不會(huì)出現(xiàn)調(diào)整后一剖面時(shí)前一剖面又跟著變動(dòng)的惡性循環(huán)狀態(tài)，我想只要做過(guò)管綜調(diào)整的BIMer們會(huì)有深刻的體會(huì)。
⑴專業(yè)協(xié)同建模
初步排布方案確定后，各專業(yè)就可以協(xié)同建模了，建模團(tuán)隊(duì)一定要在同一個(gè)樣板文件中建模，保證團(tuán)隊(duì)建模標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一、成果的一致性。
⑵合模、管線調(diào)整
各專業(yè)建模完成后，就要對(duì)各專業(yè)模型進(jìn)行合成，并對(duì)每層管線的縱向碰撞進(jìn)行翻彎調(diào)整、避讓，也就是解決同層管線的碰撞，對(duì)于非同層管道，基本不用考慮交叉碰撞問題。
這里需要提醒管綜的初學(xué)者及非機(jī)電專業(yè)的BIMer們，液體管道上翻或者下翻都可以使管線不交叉，但盡量采用上翻，不能大面積出現(xiàn)管道下翻現(xiàn)象，主要是因?yàn)橄路艿廊菀自斐晒艿赖摹芭K堵”，對(duì)于蒸汽管道或熱水管道，還很容易造成“氣堵”。示意如下：
圖4 機(jī)電管線正確避讓示意
3
模型審核、出圖、交底
管綜完成之后，要組織相關(guān)專業(yè)人員對(duì)模型進(jìn)行審核，重點(diǎn)關(guān)注是否滿足裝飾標(biāo)高要求并對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，保證模型落地實(shí)施。
四、管線調(diào)整的“五步法”
對(duì)于管線交叉碰撞，該如何下手調(diào)整呢？筆者總結(jié)了“五步法”，如圖5所示。
圖5 管線碰撞調(diào)整的“五步法”
1
管線綜合時(shí)，遇到局部滿足不了標(biāo)高要求，首先想到的是部分管線是否可以移位，比如標(biāo)準(zhǔn)層的走道，沒必要將所有的管線都集中在走道，兩邊的功能房完全可以布置部分管線，這是最有效的調(diào)整方法。
2
當(dāng)管線無(wú)法移位時(shí)，就要想到風(fēng)管是否可以變截面，原則是不改變風(fēng)管的截面積，管綜的朋友深知這個(gè)是很有效的管綜調(diào)整武器之一。
3
前兩種方法解決不了，這個(gè)時(shí)候就要與結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行跨專業(yè)的溝通了，看看是否可以安排部分管線穿梁安裝。安排管線穿梁的原則是盡量安排有壓管、小管道穿梁，一是有壓管穿梁套管預(yù)留無(wú)需考慮管道坡度，二是小管道穿梁不會(huì)出現(xiàn)破壞梁的主筋，確保結(jié)構(gòu)的安全。
4
穿梁也行不通怎么辦？這個(gè)時(shí)候就要與設(shè)計(jì)師進(jìn)行溝通，看看設(shè)計(jì)師預(yù)留的設(shè)計(jì)余量是多少，可否更改設(shè)計(jì)、將管線的規(guī)格適當(dāng)縮小，當(dāng)然縮小的程度必須確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
5
當(dāng)上述的方法都無(wú)法解決，那只有與業(yè)主協(xié)商，適當(dāng)?shù)慕档蜆?biāo)高、犧牲一定的使用空間效果，畢竟工程要繼續(xù)下去的嘛。
掌握了上述的五種解決問題的辦法，管線綜合就沒有啥問題解決不了的啦。
五、管線綜合重點(diǎn)、難點(diǎn)部位
現(xiàn)在的項(xiàng)目越來(lái)越龐大、系統(tǒng)管線越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)于大多數(shù)年輕的BIMer們來(lái)說(shuō)，往往感覺無(wú)從下手，其實(shí)，只要抓住關(guān)鍵部位，解決關(guān)鍵問題，再大的項(xiàng)目，都是可以輕松解決的。
1
機(jī)房進(jìn)出口
根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目管線最集中的地方往往是機(jī)房的進(jìn)出口部位，比如消防泵房、空調(diào)制冷采暖機(jī)房等，管綜者首先要重點(diǎn)考慮這個(gè)部位，管線最集中的部位解決了，其它部位就迎刃而解。
2
最不利標(biāo)高點(diǎn)
所謂最不利標(biāo)高點(diǎn)，就是梁最大，預(yù)留的吊裝空間最小的部位，這個(gè)地方不多解釋，最小的吊頂空間都解決了，其它部位一路順過(guò)去，90%的項(xiàng)目碰撞問題都可以解決了。
其它部位不在一一闡述，重點(diǎn)部位詳見圖6所示。
圖6 管線綜合的重點(diǎn)部位示意圖
六、管綜容易忽略的其它問題
1
防火卷簾門箱體空間預(yù)留
管綜者們一定要關(guān)注防火卷簾門的安裝高度和安裝空間尺寸，是否有穿越卷簾門的管道，核查標(biāo)高是否滿足要求，核查機(jī)電管線是否影響卷簾門電機(jī)及卷軸的安裝空間。
圖7 防火卷簾門箱體空間預(yù)留
2
機(jī)電末端設(shè)備安裝空間
很多機(jī)電末端設(shè)備，比如燈具也是需要一定的安裝空間的，在做模型優(yōu)化時(shí)，一定要為末端設(shè)備預(yù)留足夠的安裝空間。
圖8機(jī)電末端設(shè)備BIM模型
以上是筆者近15年機(jī)電項(xiàng)目經(jīng)理及10多年BIM管線綜合技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，希望對(duì)年輕的BIM從業(yè)者們有所幫助，想了解更多的BIM知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注慧遠(yuǎn)BIM微信公眾號(hào)，里面有你需要的BIM干貨哦！
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