基于BIM的机电管线综合排布及预制生产技术应用

基于 BIM的机电管线综合排布及预制生产技术应用

李生金

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摘要：在我国建筑业不断发展的宏观背景下，劳动力紧缺、环境保护等问题变得愈发得严峻，建筑工业化已经成为今后发展的一个重要趋势。BIM技术表现出较为突出的可视化、协调性、模拟性、优化性以及可出图性特点。机电管线综合排布与预制生产均属于建筑工业化的范畴，本文以西咸新区启航馨苑二期项目为例，研究BIM技术在项目机电管线综合排布和预制构件生产中的应用。

关键词：BIM技术，机电管线综合排布，预制构件生产

1 工程项目概况及拟达成的目标

西咸新区启航馨苑二期项目规划用地面积约69.83亩，总建筑面积230638m²，包含1栋3层社区配套，1栋12层公寓式办公，以及5栋32层住宅，项目建设中，机电工程涉及到的工程内容非常多，表现尤为突出的管线密集以及系统庞大的特点。另外，考虑到预制构件工业化生产是本项目实现建筑工业化的一项核心内容，本文将BIM技术应用于项目机电管线综合排布以及预制构件的生产中，希望在优化机电管线安装工艺流程，提高一次合格率的同时实现构件的提前预制，保证进度的可控性，最小化工程化预制现场的损失，有效提升项目经济效益与社会效益。

2 BIM技术在机电管线综合排布中的应用

2.1准备工作与排布过程

1. 领会图纸与设计信息。充分熟悉机电、建筑以及结构等全部专业的设计图纸和招标文件，对项目各个楼层的建筑布局以及主体结构的形式特点加以明确，掌握各个区域的净高要求以及公共走廊的宽度、梁底高度各项指标。

2. 单专业深化与模型构建。针对性地执行对单专业图纸的二维深化设计任务，为系统、路由的完整性和合理性提供切实保证。在获取设计审批以后，执行对各单专业三维模型的绘制任务，模型需要达到LOD400标准。

（3）排布过程。在BIM技术的支持下，对三维可视化功能进行有效协同，通过对时间维度的添加，实现进度模拟施工，对实际进展和施工计划进行直观而又快速的对比，以此有效协同，让项目各相关参与方充分掌握项目实施中的具体情况。基于BIM技术的机电管线综合排布过程如下：第一，合并机电各专业BIM模型，同时对建筑结构模型进行链接处理；第二，进行排布路线的制定，并一一编号；第三，执行对各主干走道的剖面剖切以及管线路由的初步规划任务；第四，与管道的转位情况相结合，进行具体排布方案的制定；第五，组织各个专业针对已经制定好的方案展开讨论；第六，优化剖面的排布方案；第七，借助于局部三维视图对碰撞问题进行查看，并采取有效措施将这些问题解决；第八，添加管道附件和支吊架；第九，基于软件碰撞检测功能的发挥辅助确认零碰撞，保证模型达到LOD400标准；第十，各方确认完毕以后，标注并输出图纸。

2.2应用实例

以项目社区配套B1层走廊为例，此区域各类机房数量有10余个，风管数量非常多，且汇集有给排水进出户管道以及强弱电桥，在水平转位以后经由核心筒内的竖井支持达到向上下楼层发散的目的。另外，本区建筑功能以后勤办公和配套用房为主，有大量、繁杂的机电管线，走廊空间并不大，最低梁底标高与走廊宽度分别为4.850m与2090mm，初步的综合排布发现，最底层位置的管道底标高小于1.800m，且未解决局部的交叉碰撞问题。

对此，先以整体规划为入手点，对各个管道路由进行逐一分析，将两根中型规格的风管与4根给水管路由移出此走廊，通过对业主和设计顾问等各个相关方进行组织，针对变更方案展开对比论证，对相邻楼层的管道排布情况作综合性分析，成功地将原建筑设计中横跨此层走廊的污衣槽水平转位段移至L2层，在很大程度上实现了对走廊空间欠缺主要矛盾的解决。在此之后，进一步对走廊作5段划分，多次开展细节排布优化以及交叉碰撞调整等作业，最终得到了LOD400级精度模型，为使用功能的高效发挥以及施工检修要求的有效满足提供保证。最终，管线定格为9层，各层管线中间分别有1条宽度为350mm的上人通道，最低管道底标高设置为2.200m，走廊防火门净高全部提资降低至2000mm，实现了对消防规范允许的最小高度要求的有效满足，同时，项目顺利施工也得到了可靠保证。

3 BIM技术在预制构件生产中的应用

对多维度可视化信息模型进行结合的预制构件生产管理平台是实现建筑预制构件高效生产及管理的一个非常重要的方式。概括而言，在执行预制构件生产制造作业时，基于预制构件信息管理系统的支持，借助编码对预制构件进行命名，从生产、物流至安装各个环节展开，对预制构件进行全过程协调部署以及跟踪管理。

第一，将深化设计图纸上预制构件的几何尺寸、材料种类以及安装位置等信息录入到预制构件信息管理系统中，系统执行对各预制件唯一编码的自动分配任务。第二，在预制构件信息系统上，预制构件厂进行生产时间的安排，借助于专用的打印机对构件标识进行批量打印，并编码至RFID芯片上。

在执行对预制构件的脱模、质检、入库、发货、卸车以及安装作业时，需要对扫描终端加以运用，查看具体的操作时间与人员。在将具体的执行环节确定下来以后，服务器会接收到相应的确认信息，信息系统实时反映项目全部预制构件的生产、运输以及安装信息，达到整体把控项目的重要目的。

结束扫描作业以后，在BIM软件中导入扫描之后的3D模型，执行智能化分析任务，对预制构件的制作质量进行检查，同时，执行模拟预拼装任务，在第一时间确定潜在问题，以便进一步做优化处理，进而达到全面、精确、智能化验收的目的。

此项目中预制构件数量高达万件，基于BIM技术和预制构件生产管理系统的有效支持，可达到数据化管理预制构件的目的，实际所用模具数量大为减少，在很大程度上实现了对生产成本与周期的节约。

4应用效果

通过对BIM技术加以运用，本次项目中机电管线安装工艺流程得到了极大的改进，管线安装的一次合格率也实现了明显的提升，综合管线的美观性与简洁性得到很好保证，另外，构件的提前预制以及进度可控性等目标也得以实现，在减小工程化预制现场损失的同时达到了提前优化解决误差的目的。整体而言，将BIM技术应用于项目机电管线综合排布以及预制构件的生产中，取得了理想的经济效益以及社会效益（表1）。

表1 BIM技术在项目中的应用效果

参考文献：

[1]张淳. BIM技术在机电管线综合排布中的应用研究[J]. 科学与财富,2019(36):325-326.

[2]徐航,黄联盟,鲍冠男,等. 基于BIM的超高层复杂机电管线综合排布方法[J]. 施工技术,2017,46(23):18-20.

[3]向明. 浅谈BIM技术在预制构件生产管理领域的应用[J]. 四川建材,2020,46(9):201-202.

[4]刘李,汪廷秀,孙飞. BIM技术在预制构件生产管理领域的应用[J]. 建材世界,2019,40(1):87-91.