浅析bim技术在地下车库综合管线优化设计的应用

浅析BIM技术在地下车库综合管线优化设计的应用

方祺

上海东捷电力设计有限公司，上海 201204

摘要：地下车库综合管线布置复杂，是设计中经常忽略的重要节点，也是现场施工最为困难部分。首先分析了传统电气设计存在的弊端，接着分析引入BIM后对设计的优化作用，最后以福州某住宅地下车库设备管线设计优化案例，来浅析BIM技术的实际应用价值和发展前景。

关键词：电气设计；BIM；管线优化；地下车库地下车库的综合管线通常是整个建筑工程中较多且较为复杂的部分，特别是在设备防火分区内，强电桥架、弱电桥架、消防水管、风管、生活给水和供热管网等各种管线交错并行，成为设计中经常忽略的重要节点，也是现场施工最为困难的部分。传统的设计方法在设备管线综合布置上逐渐出现各种问题和弊端。通过利用BIM技术对地下车库设备管线设计进行优化的具体案例，来浅析BIM技术的实际应用价值和发展前景。

一、项目概况

本案例工程为某大型地下车库，属于政府投资建设项目，位于市属行政事业单位集中统一建设职工住房，总建筑面积77813.42平方米，地上建筑面积1146平方米，地下建筑面积为76667.42平方米。本项目由专业的代建单位负责建设，涉及建设单位市政府投资建设工程管理中心，某城建集团股份有限公司为指挥中心，多家施工单位、监理单位、设计单位、材料供应商和物业单位等。参与方众多，造成协调难度进一步加大。该地下车库主要为停车库和设备房。安装工程管线涉及系统较多，包括给排水、照明桥架、喷淋、空调、弱电桥架、消防、通风等系统。同时，机电安装工程的各专业管线及其支护系统繁杂、空间位置纵横交错，为设计和施工带来巨大的挑战。在设计阶段，各专业的图纸均是分开设计，各专业间也未进行统一协调的综合标高，以至于在施工阶段，各专业管线出现相互碰撞，安放不合理等情况，就会造成返工次数增加、成本超支、工期延误、同时也会带来安全、质量的相关问题。

二、管线综合的应用

（一）管线综合预期目的

该大型地下车库建筑机电专业系统的管线错综复杂，系统包括空调、通风、消防、给水、排水、电气等；地上高层建筑设备机房均位于地下车库，并且设备机房较多，机房内部管线众多，管线密集。该项目管线安装施工对建设各参与方都是一个挑战，前期的系统梳理、沟通、管线综合、设计优化尤为重要[1]。BIM作为建筑信息的共享

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平台，协同各参与方在同一平台进行管线综合，通过可视化和模拟性等特点展现出三维立体实物图形，方便各方的沟通协调，将碰撞检查后的信息反馈给相关参与方，并及时做出调整，以减少施工现场的管线碰撞、质量返工等问题。通过使用BIM技术，在地下车库管线安装施工前形成深化设计。即通过管线综合将各专业（包括电气专业、给排水专业、消防专业、通风空调专业等）的管线进行优化设计、合理布置，解决各专业在设计中存在的问题，以达到各专业间有序的配合。

（二）组织分工

该项目涉及多家施工单位，分别由各施工单位负责组织参与方，形成深化设计小组，会同建设、监理、设计各单位项目负责人和项目技术负责人共同制定深化设计、施工工作计划，确保施工的连续性。为了保证集成化总控管理的控制效率，该地下车库总控负责人由代建办总经理直接担任，并由建设单位项目负责人、施工单位项目负责人共同组成项目总控领导组成员。

（三） BIM技术在管线和机电设备测试中的应用

在机电工程施工的过程中，针对管线设计使用BIM技术来解决碰撞问题，可以提升机电工程设计的科学理念。在对机电设备的降温环节，需要对空调供水排水、进风排风、等功能进行规范的设计，在安装管线的工作中，要按照相关要求的工期，来完成其工作。在机电工程的施工过程中，通过使用BIM技术对施工的流程进行优化，设计人员根据施工的实际情况对施工的流程进行设计，通过对具体数据的了解，制定机电工程施工的设计图纸。BIM技术应用到设计流程上，完成智能化建筑模型来代替传统的设计图纸。从而能够更好的体现出机电安装工程的细节，对管线的设计施工流程中，需要安装管线的工作人员提供具体的施工数据，来完成管线碰撞的测试工作。在管线碰撞的测试工作中，把测试过程中具体要使用的各种材料、工具以及设备等具体数据进行记录，对安装工作人员在后期的预留孔的穿线工作有一定的

帮助。为了保证在安装管线的工作能够达到机电工程的优化效果，在对安装管线工作所使用的材料质量必须加以控制，而且还可以使用科学合理的调配方法来进行分配。

三、引入BIM后的设计优化

在完成建筑、结构专业的建模后，电气设计人员通过Revit软件对族（Family）库的建立和设置，借助BIM技术按照传统设计的二维图纸进行导入和设备、管线的建模，然后依照模型对地下车库综合管线进行碰撞检查分析（精确到每个碰撞点的地址和对应轴线编号），再根据生成的碰撞报告调整各个碰撞点，达到优化地下车库净空的目的。当碰撞点被发现时，一般的优化原则是：当电气、给排水和供暖通风等专业管道之间碰撞时，则根据避让原则进行调整，即有压管避让无压管、单根管避让排管等；当综合管线与建筑、结构专业的门、梁和柱帽等发生碰撞时，则须根据具体情况进行调整，即管线绕行、管线预埋套管穿梁敷设、结构梁高度调整或结构梁整体上翻、削减柱帽等。优化调整后的模型可以在各专业之间实时共享参数化的设计信息，保证设计信息的及时和准确，减少传统设计专业间的资料互提和校核环节，从而帮助整个设计团队进行高效的协同工作。

四、存在的问题

尽管BIM技术近年来发展迅猛，在很多国家以及国内部分城市已经慢慢开始普及。然而在新疆BIM技术的应用却一直没有得到广泛的应用，仅限于个别施工难度大、形体复杂的建筑，且只是局部使用。通过本次案例项目对BIM应用的使用情况，对BIM在目前新疆的发展中存在障碍做以下分析。

（一）参与方对BIM的认知

就新疆目前情况来看，BIM技术已经得到广泛的认可，其价值毋庸置疑。政府投资项目管理模式下，涉及建筑工程参与方众多，协调难度大，各参与方对BIM的认识程度和接受程度不同。面对前期投入大量的资金、人力和物力，还需设立专门的BIM应用机构、对人员进行培训，各参

· 智能电力与应用

与单位对现有模式的改变仍处于比较被动的状态。BIM应用不仅带来技术风险，还需要建立工作新流程，同时又涉及多方利益者，在没有切实的技术保障和配套管理机制的情况下，大力推广BIM也比较困难。政府和业主的需求是推动BIM在建设行业发展的主要动力之一，但各参与方均没有完整的BIM团队，BIM的核心价值在于各参与方之间传递各自的信息成果的过程可以达到有限的衔接，而紧靠某一利益相关单位单独使用BIM是很难实现正真意义上的信息交流。

（二）软件系统问题

BIM是依托于建筑数字信息的共享平台，软件的使用是必不可少的，而我国只是学习欧美的AutodeskRevit系列、ArchiCAD等专业软件，相较于国外，我国BIM技术软件的开发较缓慢。在BIM核心建模软件这个方面，除了在算量软件方面如鲁班、广联达、斯维尔具备一定基础优势外，BIM的核心设计建模软件开发较为匮乏。新疆地处偏远，信息技术的传递相对缓慢，各大软件对BIM的开发在新疆的推广和应用也为之甚少。因此，软件的缺失，造成很多专业技术和应用操作的不方便，使BIM技术的应用受到了一定的限制。

（三）市场环境

中国BIM市场没有形成统一的规范标准，BIM涉及到的标准非常多，从初期的规划决策到后期的运营维护，每个环节都

应有不同的交付标准，所以统一各个环节的标准，是当下确保BIM广泛应用的关键。我国现有的建筑行业体制不统一，法律责任界限不明，缺乏较完善的BIM应用标准，也是制约BIM技术应用与推广的障碍之一。建筑业大力推广BIM的趋势下，人才的的缺失和培养问题也是当下刻不容缓的问题。对BIM技术的应用应培养具有BIM理念和技术的专业人员，要求熟练掌握BIM系列软件是非常有难度的。新疆地区由于资源的相对匮乏，BIM技术的学习资源也不足，不能提供充分的学习培训机会，从而导致新疆地区很多参与人员仍处于很被动的阶段[2]。

区域治理

结构梁整体上翻、削减柱帽等。优化调整后的模型可以在各专业之间实时共享参数化的设计信息，保证设计信息的及时和准确，减少传统设计专业间的资料互提和校核环节，从而帮助整个设计团队进行高效的协同工作。

在施工安装前，工程管理人员不但可以借助BIM技术在各类终端设备上查看精确的可视化建筑系统，而且可以借助BIM导出的三维平面、剖面、节点大样图纸进行设计交底和指导施工，并通过实时的可视化模型改善与设计方进行沟通，及时发现设计上的错漏碰缺，避免不必要的成本增加和工期延长。

五、引入BIM后的设计优化

在完成建筑、结构专业的建模后，电气设计人员通过Revit软件对族（Family）库的建立和设置，借助BIM技术按照传统设计的二维图纸进行导入和设备、管线的建模，然后依照模型对地下车库综合管线进行碰撞检查分析（精确到每个碰撞点的地址和对应轴线编号），再根据生成的碰撞报告调整各个碰撞点，达到优化地下车库净空的目的。当碰撞点被发现时，一般的优化原则是：当电气、给排水和供暖通风等专业管道之间碰撞时，则根据避让原则进行调整，即有压管避让无压管、单根管避让排管等；当综合管线与建筑、结构专业的门、梁和柱帽等发生碰撞时，则须根据具体情况进行调整，即管线绕行、管线预埋套管穿梁敷设、结构梁高度调整或

1-4.

六、结语

BIM技术是一个综合管理的过程，同时，它也是工程项目信息集成管理系统，它贯穿于建筑的全生命周期，关联着项目各阶段的参与方。对于地下车库综合管线这一较为复杂的节点，BIM技术比传统设计更加深入和完善，优化效果更加明显，加之现今新兴的VR技术相佐，可以预测：当BIM技术发展到一定程度后，必定会取代传统设计，将成为整个建筑行业的领先技术。

参考文献：

[1]孔嵩.BIM技术在建筑电气设计中的应用和展望[J].现代建筑电气，2013，4（9）：

[2]滕帅.浅谈建筑工程领域BIM的应用[J].江西建材，2016（11）：261，264．

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技术，把火力发电种传统的控制模式向着创新型的单元控制转变，实现原来的机电一体化控制向机炉电一体化控制转变，转变现有的监控方式，是火力发电过程更加科学合理。统一单元炉机组的设立让火力发电厂原来的分散与集中相结合的控制体系通过新技术的加入创新管理，新的技术条件下可以实现对整个火力发电机组的整体把握，对机器设备运行进行动态监控，对数据信息进行有效汇总，机、炉、电三方面的单元式控制这种方式在每个环节上挖掘发电机组的最大潜能，在发挥作用的同时可以进行系统的自控，在最大程度上减少控制楼面积，有效简化整个系统，对系统运行有一定好处，也降低了系统的造价，降低成本节省费用。同时统一单元炉机组设立也提升了系统工作的效率，保整系统的最佳运行状态。建立统一的单元炉

机组，发挥电气自动化系统的最大功能，让其能在火力发电中更广泛时使用，创新发展促进现实科技工艺的发展进步。

（二）实现电气全通信控制

从当前的电气自动化应用在火力发电中的实际可以看到，目前状态的电气自动化系统还要不能完全适应火力发电厂中分散集中联合控制的系统，纳入DCS中的ECS还不能完全实现全通信控制，与人们实际想要达到的通信速度和系统数据的可靠性还存在一定的差距。创新电器自动化技术使用过程中，加强电气全通信控制的实现，处理好电气自动化系统与集散控制系统之间连锁工艺问题，在保证当前系统基本运营有效监督的基础上，对电气自动化系统各职能进行有限提升。

（三）构建通用网络结构

为了保证未来的发展中电气自动化系统能够保持高状态的经营运行，火力发电

[3]

应用电气自动化系统并且搭建通信网络结构，成为以后发展的目标。创新科技工艺促进电气自动化技术在火力发电中的应用，构建通用网络结构实现火力发电过程每个环节的自动化，充分展示电气自动化技术在火力发电中的实际意义，实现自动化办公，保证管理层对发电厂现场进行实时有效监督，通过搭建网络结构加强数据传递，促进火力发电各方面实现自动化。

参考文献：

[1]赵杨, 丁宝峰, 杜翠女,等. 浅谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J]. 硅谷, 2011(3):93-94.

[2]庞卫仕. 电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J]. 轻工科技, 2011, 27(7):33-34.

[3]袁帅, 丰鹏海, 吴焕清. 电气自动化技术在火力发电中的创新及应用[J]. 科技创新与应用, 2012(34):14.

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