一、背景

    随着目前建筑规模的不断扩大，复杂程度不断提升，建筑机电系统也更加错综复杂，这对机电设计深化提出了更高要求。地下室空间大，水电暖等各类管线交叉，而且还有制冷机房、生活水泵房、消防水泵房、配电房等机房，管线复杂，按照以往的施工方法，就算经验丰富的技术员也无法避免大量的现场返工情况，将BIM技术应用在地下室机电管线的安装中，能够减少现场返工，加快施工进度，优化施工方案，降低工程成本。本文将研究阐述BIM技术在地下室机电管线安装应用中的具体实施流程。

    二、机电深化设计方案

    BIM技术在地下室机电管线安装中的应用，具体是指在设计图纸的基础上，进行管线建模，进行管综调整，解决管线之间的碰撞问题，优化管线空间排布，不仅要满足各专业的规范和技术要求，也要做到各专业管线系统的合理布置，创造良好的地下室空间关系。

    在机电施工设计图纸深化前，首先需要确定管线综合的基本原则。需要熟悉设计图纸，领会设计意图。同时也要与业主进行沟通，了解关键设备和材料的该型号规格、安装工艺，都有助于提高建模深化的工作效率。地下室机电管综深化设计的主要原则如下表。

    表1管综深化设计原则

    表2管线排布间距控制表

    一般项目经验，对以上的管综原则补充：

    1）尽量利用梁内空间，当管线交叉碰撞时，在满足弯曲半径的条件下，充分利用梁内的空间，使空调风管和有压水管翻转至梁内空间。避免其他管道冲突。

    2）对重难点位置的把握。管道竖井与机房内管道较为集中的部位，且管道多为大规格管道，应提前进行管道综合，否则会使管道布置凌乱。

    三、创建机电模型

    3.1模型文件命名

    在项目建模前，要建立项目建模标准，项目建模标准包括：文件夹的分布及命名规则、模型文件的命名及存放规则、建模精度、各专业模型颜色。

    常规的地下室机电模型文件命名规则为：项目名称—区域—楼层—专业—（版本）—日期，比如LZ—A1—F1—机电—V1—20190305，表示模型为柳州项目A1区域F1层第一次确定签署版本机电模型，提交（最后编辑）时间为20190305。逻辑规则清晰的文件命名对复杂的机电建模工作非常必要，可使建模系统分类清晰，方便各专业的协同链接。

    3.2文件夹的分布及命名

    在开始BIM机电建模之前，按照以下规则对机电BIM工作文件夹进行组织和命名。对项目的各参与方而言，其所承担的BIM工作职责是不同的，我们讨论的对象是从施工方的角度来规定工作文件夹的命名规则。

    图1机电安装施工方BIM工作文件夹分布规则

    3.3建模精度及模型颜色规定

    模型的精度随项目不同阶段有所不同。在初步设计阶段，设计阶段，施工阶段，竣工验收阶段，模型精度不一样。建模精度的原则是以满足项目进度为主，即做到已建模型的信息能保证目前进度需求，不必再更高精度的建模上消耗人力时间。为了避免做多余工及无用工，规定各阶段的不同的建模精度要求，参考下表。

    机电建模之前需要明确各专业管线的颜色，以作区别。一般是参考设计图纸，在设计图纸的基础上细化。模型颜色需要根据每个具体项目进行规定。

    表3各阶段建模精度规定

    3.4建模过程

    图2BIM机电建模流程

    机电专业的模型建模基本可分为以上五步：

    1）熟悉设计图纸。机电建模的意义就是将水暖电设计的图纸通过软件转化为三维模型。因此，在建模之前，首先必须是熟悉机电专业图纸，对地下室机电管线的工程整体有所把握，对项目的整体规划和设计要有了解。

    2）设置项目样板。在使用Revit软件建模过程中需要各种专业族模型，而系统提供的族无法满足大部分的建模要求，也不能满足国内标准。因此选择好的建模模板，对后期提高建模效率和建模质量非常必要。

    3）图纸分解。在建模之前，在了解了图纸的基础上，还必须对图纸按照专业或者区域进行分解，减小图纸体量，减小软件负担，提高建模速度。对分解后图纸的命名规则，影响到建模的效率。

    4）建立建筑结构模型。BIM机电模型的设计必须是在建筑结构模型的基础上进行设计的，在机电设计之前建立建筑结构模型，才能保证机电管线与建筑结构之间的合理性。

    5）建立机电模型。以上准备工作完成之后，就可以开始进行机电建模了。BIM机电管线设计主要有以下几方面的内容：消防管道的设计、给水排水的设计、供暖通道的设计、通风管道的设计、空调管道的设计等。当系统复杂，工作量较大时，交易采用协同工作的方式进行。

    表4各专业建模控制点

    6）碰撞检查。完成BIM机电管线初始建模工作之后，需要依靠Navisworks软件工具对模型进行碰撞检查，碰撞检查的主要内容包括：各专业管道之间的相互碰撞，管线与结构模型之间的碰撞。

    7）管综优化。对模型进行优化，使模型满足地下室车位和车道的净高要求，检修要求，模型整体上美观大方，分布有序。

    四、BIM机电模型深化设计

    4.1机电模型碰撞检测

    碰撞检测即对建筑模型中的建筑构件、结构构件、机械设备、水暖电管线进行检查，以确定它们之间是否发生交叉、碰撞。深化人员再根据碰撞结构逐一调整，是管线综合中最重要的一部分。一般用Navisworks进行碰撞检查，能进行负责多专业管线的检查，效率高。

    图3碰撞检测报告样板

    4.2主体机电深化内容

    机电深化设计前期主要以管线综合设计、净高优化为主，与建筑、结构专业配合进行墙体预留孔洞设计，反映在BIM中则需要调整机电管线碰撞，创建预留孔洞。

    机电深化设计的中期，主要是对设备机房进行深化。在初始机电模型创建时，机电设备机房中的设备往往是控制或者放置示意性大型设备。在深化设计阶段，深化人员要根据自身的经验及业主方的要求，在设备机房内布设与实际采购设备尺寸规格和类型相似的模型，进行机电管线布设。管线布设还应该考虑到在机房有限空间内进行安装、检修空间的预留。

    在机电模型深化后期，主要是管道支架的设计，反映在BIM模型中则需要建立综合支吊架的模型。由于管道支架比较麻烦，一般采用revit插件鸿业软件辅助完成。

    五、机电深化模型的应用

    5.1深化模型出图

    BIM机电深化到后期后，就能发挥其服务现场的功能了。可以利用BIM软件的可出图性，导出平面图、立面图和节点大样图，指导现场的机电安装。施工单位按照优化过的模型出的是施工图，能够避免各专业间的碰撞，减少返工、误工，提高施工效率。

    BIM深化设计出图包括以下内容：

    管综平面图，用于展示机电全专业管线综合布置情况，辅助用于整体施工进度规划；各专业平面图，包括各专业机电施工图纸，图纸包括各专业管线的定位尺寸，以墙或者柱为定位基准，管线专业名称，尺寸，高度，相对位置定位尺寸等；

    净高分布图，用于满足业主方便查看项目平面各区域净高情况，地下室净高分布图主要考虑车道及车位的净高，还要考虑满足一些动线的净高，这些动线用于业主搬运机电设备入场，或者用于消防通道；结构留洞图，在地下室结构墙浇筑前，通过管线综合，提前确定好结构墙洞的尺寸，位置，便于预留套管和模板安装；砌体墙留洞图，在砌体墙砌筑后，机电管线安装前，由建筑施工单位按照图纸进行开墙洞，方便管线通过，后用于检查墙面封堵情况；复杂区域剖面图或节点图，对于一个项目中管线密集排布的区域，比如说是管廊或电梯前室等位置，需要单独对该区域出平面图和剖面图进行说明，必要时需要补充三维轴测图进行说明。机房放大平面图，对这些复杂重要的区域进行大样详图说明，可以清晰方便的表达设计意图和优化成果。

    图4剖面图

    图5专业平面图

    5.2材料统计

    目前，工程量统计占编制工程预算工作的60%左右，耗费精力和时间，利用深化设计优化后的BIM模型进行工程量统计，可以在短时间内快速准确的完成所需工程量的计算，不仅可以缩短工期，还能够减少物料浪费，节省成本。

    Revit中选择创建明细表的功能，根据需要对明细表的类别及其属性进行设置，例如类型名称、长度、成本等，自动生成明细表。通过此功能，设计人员对项目材料的工程量能有整体的了解。

    六、总结

    通过对BIM技术在地下室机电安装中的应用方法和流程的探讨，明确了BIM模型管线综合的原则，是保证机电深化质量的前提；明确模型文件的命名方式和建模规则，能方便各专业间协同链接；通过对BIM模型进行碰撞检查，能够快速、准确的查找出专业内部，专业与专业之间的碰撞位置，及时进行管线综合调整；利用BIM软件中的明细表，可为工程量统计提供可靠依据。地下室机电管线错综复杂，施工难度大。通过BIM技术运用可使机电管线施工的效率大大的提升，降低工程返修率。

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