刘红霞 徐明霞 何静

摘要：现代建筑工程的要求越来越严苛，为了更好的满足人们的需求，需不断增加建筑设施的使用性能，改变建筑设施的固化结构，合理的使用建筑空间，及时开展综合管线的设计及布置工作。BIM技术有利于开展综合管线的布置工作，并能显著提高建筑设计质量。基于此，文章首先阐述了BIM技术和综合管线，接着分析了BIM技术在建筑工程综合管线管理过程中的应用，以期对建筑工程施工质量进行管控，促进建筑行业的健康可持续发展。

关键词：BIM技术;综合管线;施工质量;碰撞检测

中图分类号：TP39：TU990.3

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2020）06-0109-04

BIM（Building Information Modeling）又称建筑信息模型，是在快速发展的数字化时代以信息为基础的专用技术，其通过将建筑工程项目的相关信息整合汇总于3D模型中，实现空间立体化模型建立[1-2]，整体把控工程项目，最终为工程管理者提供决策支持。

城市化进程的逐步加快带动了建筑行业及其关联型产业的发展，相应建筑物的数量也越来越多，因此人们对现代建筑设施的性能要求也越来越高，性能变得更加优越与多样化发展，进而建筑工程中处于重要地位的综合管线的集成性也愈发复杂。传统综合管线在设计和施工过程中多处于混乱的管理状态，各部门之间管线埋设资料相互隔绝，综合管线实际可使用的空间范围也越来越小。在进行维护和改建过程中，为确保施工方案的科学性，通常需开展单独的探测工作，对探测设备和技术有着较高的要求。因此在建筑工程管理过程中运用先进的技术手段提升综合管线施工质量势在必行。将BIM三维建模引入综合管线研究中，有助于直观地呈现管线的空间位置关系，解决传统管线纵横交错的问题[3-4]，进而设计出最佳的空间分配与管线布置，减少在施工过程中存在的问题。因此，对于建筑各不同协作单位而言，通过合理应用BIM技术有助于实现施工全周期的信息化和科学化运作，能实现施工的动态化模拟操作，进而从根源上提升各类管线布置的精确度以及施工的效率，为辅助综合管廊建设、保障管线安全提供有效的技术支撑。

1 BIM技术

1.1 BIM技术介绍

BIM技术最早是由美国Autodesk公司提出，是一种借助于计算机设备，利用数字信息技术应用于建筑工程设计建造管理的工具。它使传统的、扁平的实际施工过程，向信息化、三维立体化的方向转变。BIM技术实现了建筑工程数据的传递与共享，通过模拟整个工程的实施流程，实现了对项目各阶段的有效管理[5]。与传统二维施工图设计相比，BIM技术组建的模型可为工程项目的管理人员提供直观的数据信息，有利于设计人员直接获取建筑相关节点、结构信息的数据，具备很多传统管理模式不具备的优点。

1.2 BIM技术优势

1）可视化。BIM技术具有可视化的特征[6]。在建筑工程设计过程中，传统的平面化的施工图纸或者设计方案不仅无法给人以直观的形象，而且难以反映建筑工程的重难点区域。借助BIM技术构建的三维立体实物使平面化的设计方案更加直观，促使项目管理处于可视化状态，因而能较为清晰地观察建筑设计的全生命周期流程，为设计人员提供准确的数据参考，进而确保了整个工程项目设计的合理性和易操作性。

2）协调性。在实际施工过程中遇到突发情况时，可以利用BIM技术来提升数据信息传输能力，提供良好的信息化管理环境。在此基础上减少设计变更，协调业主、设计、施工等多方关系，协调好不同部门的各项矛盾问题，确保建筑工程施工能够顺利展开。

3）模拟性。建筑工程是一项涉及专业较广、规范要求较高的复杂工程，因而所需工程量巨大，仅凭二维图纸进行建设可操作性不大。而BIM技术能够完善这个不足之处，通过模拟三维立体的形式展示整个项目的数据信息，完成实践过程中不容易完成的一系列工作，如对建筑施工的节点布置和建筑外观等进行模拟。除了模拟建筑物模型，还可模拟节能、热传导等，在指导实际施工的同时，显著降低了施工成本。利用BIM系统模拟出的效果，在现场交底环节，也有直观准确的作用，管理相关人员能够预先掌握和了解项目的空间关系，准确进行判断。

4）优化性。建筑工程，特别是复杂形态的建筑工程，在实施过程中会产生较多多元化的信息，但多数时候人们对这类信息的应用度不高，因而难以全面反映建筑工程的施工情况。利用BIM模型，能够全面汇总建筑工程信息的并实现快速运算，优化建筑工程全生命周期过程并给出合理方案。

2 综合管线介绍

综合管线是建筑机电工程中的重要基础设施，因而管道的综合性要求关系到建筑工程的质量效果。因此大型公共建筑在设计和施工中都需考虑管线综合使用功能的完备性和安全可靠性，并且保证各分部管线的施工质量。由于管线种类多，交叉点数量庞大，且管线敷设空间有限等情况[7]，综合管线设计一直是建筑工程的重难点。管线综合协调图的设计，一般需满足以下4个基本要求：①满足管线交叉要求，包括满足各专业本身和其他专业之间交叉敷设的要求，如净距要求，空间排布要求，检修维护要求等;②满足净高要求，尤其是将部分需要装饰的区域纳入考量范畴，如吊顶区域的高度要求;③解决成本的要求，管道自身盡可能地减少翻弯;④满足图纸的整洁、美观。

因而管线综合布置工作是重中之重，主要是为了实现管线布局的科学合理化。对综合管线的高度值进行合理调整，一方面能够减少工作人员在布置管线的过程产生的不当操作所造成的各类违规问题，另一方面可提升其美观程度。根据现场实际情况调整支吊架使用的数量和位置，能够使得组合式管线支吊架的布设更合理和实用，也相应地降低了工程项目的不必要成本，增加了建筑工程不同部门工种之间的协作性和配合性，并且实现了优化综合管线管理的目的。

3 BIM技术在综合管线管理中的价值

3.1 直接价值

早期建筑工程的施工图纸一般是通过整理数据形成的二维平面图纸，难以达到形象、直观的目的，因而难以达到现场施工的需要。这些二维图纸无法对工程中所涉及的环节、专业进行有效的衔接，因而易给各管线施工质量管理工作带来不利的影响。借助BIM技术的三维建模可探明并解决管线综合空间碰撞等问题，确保施工方案的顺利开展。同时由于各专业管线影响因素众多，不可避免出现各专业的交叉、重叠、施工顺序倒置等问题，通过BIM技术的可视化和智能化特征，对施工工序进行模拟，能快速且有效的处理好管线空间的分布瓶颈问题，节约施工成本。

3.2 间接价值

借助BIM技术录入整个项目的数据信息，借此构建综合管线模型，能够实现信息的自动化提取操作，完成数据的传递共享，为工作人员开展各项信息管理工作提供了便捷性。数据管理是建筑工程管理工作开展的重要基础工作，因而其是比较重要的内容。BIM模型可及时且全面的把控项目工程中变化的数据信息。如某专业管线信息改变时，其他管线可根据BIM信息数据库中的内容重新修改各管线的设计方案[8]，极大程度上确保了整个工程数据信息的准确性。

4 BIM技术在综合管线中的具体应用

4.1 综合管线三维信息模型的建模流程

以BIM技术为手段，对工程设计图纸进行数据分析，通过构建的三维可视化模型对建筑工程周边区域内的综合管线状况进行模拟预演，对建筑施工中对综合管线造成不利影响的各项因素进行实时检测，开展合理的数据化分析，以期制定解决方案。通过BIM技术对建筑施工过程中需提前预留的综合线路管道等进行检测与识别，全面且直观地找出并弄清不同专业工种图纸之间的施工难点，以便于管理人员能够根据不同情况提前做好准备，并制定相应的解决方案，提高项目工程的施工质量。BIM技术应用于综合管线三维信息模型时，相关技术人员能够更加迅速的找出综合管线施工症结所在，做好准备工作，根据模型信息对综合管线布置加以优化改进。管线碰撞检测步骤大致如图1所示，主要包含如图l所示。

1）物探。物探的最终目的是为BIM技术应用于三维建模奠定良好的物质基础。该流程主要是根据建筑施工现场的实际情况选用合适的物探设施获取所需工程项目的各项数据信息，以便完成准确且高效的探测工作。同时需格外注意在开展该项工作时要利用好原有的图纸数据。

2）建模。利用相关软件，以不同专业工种施工图纸数据为基础进行3D建模，然后对不同专业工种综合管线部件的各项参数进行调整确认。当对某一参数数值的进行调整时，综合管线构件的信息也会相应发生改变。通过建模能够有效实现现场施工过程中不同部门的差异化要求。3D建模的具体步骤如下：①通过BIM技术对不同专业工种的综合管线设置合适的标高;②根据专业工种的不同，分别构建模型;③对不同专业工种的模型进行汇总，初步形成3D模型并进行综合展示。在建模过程中，工作人员可根据实际情况先行记录综合管线碰撞等各项问题，对所有出现的异常状况进行标记汇总，然后根据汇总分类后各楼层的实际情况同初始施工设计图纸进行比较分析，对各综合管线的实际施工情况进行考察，判别其是否达到各项设计的标准规范。

3）管线的碰撞检测。该流程的实际操作如下：①根据上述采集的各项信息完成建模，并完成建模;②對提交的各项成果进行审核、审核不通过的成果进行初步修改，修改完善后再次提交;③各项准备工作完成后，开始管线的碰撞检测试验，输出此次试验结果并提供相应的检测报告;④发现检测报告中的不足之处，对3D模型进一步优化提升;⑤重复上述4个步骤，直至管线碰撞的检测结果达到要求为止。相关工作人员根据BIM碰撞检测完成后的各项信息开展实际施工现场复测工作。当现场复测后的实际埋设情况与综合管线碰撞检测试验结果不相符合时，需综合对比分析，对错误的部分予以订正，使得管线碰撞检测结果真实、可靠，能够同实际埋设分布地点没有原则性的差异。开展复测工作能够大大降低早期施工方案设计不够完善所造成的破坏，并且减少不必要的返工工序，一定程度上节约了建筑工程施工的各项成本，进而为下一步的施工奠定良好的基础。

4）管线空间的优化处理。该流程可直接运用Navisworks软件中的冲突检测功能。利用该软件可对不同专业工种的管线进行参数调整，以便便捷地完成检查工作。该流程是在复测作业完成之后开始实施，主要是对不同管线碰撞的情况进行分类记录与处理，以期实现综合管线的优化调整。对部分管线较少通过肉眼即可观察记录的简单项目，可通过相关软件直接进行操作修正。对于那些管线数量较多且较为复杂的碰撞点则需要在构建的3D模型基础上，借助于Revit同步之后再完成管线碰撞检测试验。对于那些综合管线布置相对密集的区域，管线之间碰撞的可能性较大，因而需对其进行调整，以充分利用有效空间。管线碰撞的情形有：①主体结构同管线之间的碰撞;②不同专业工种管线之间的碰撞。文章中所说的管线空间优化主要是对管线与主体结构之间的碰撞进行处理，优化调整一般需遵循“电让水、水让风、有压让无压、重力排水管优先”的原则例，合理设置好管道的排列顺序。在这一原则下，设计人员能够保障排水系统管线、暖通系统管线、消防系统管线等的布设符合规范和工程要求。

4.2 BIM技术在综合管线施工质量管理中的具体应用

传统的建筑工程管理模式比较落后，缺少实用性，不能够保证建筑工程的质量，因而难以跟上现代社会人们对建筑设施的更高要求。文章以BIM技术为主要手段对综合管线施工进行控制，一定程度上能够减少影响工程质量的不良因素，提升建筑工程的管理效率。文章中BIM技术在综合管线管理中的应用大致如下：①在充分考虑建筑施工实际情况的基础上，利用BIM技术协助完成编制建筑工程中应当遵循的技术规范等;②通过BIM技术充分掌握和了解建筑工程施工中所用的构建物型号等项目信息，并且及时发现施工过程中的不合理情况，并做出相应举措;③能够根据BIM模型中反馈的各项信息，与实际情况进行对比分析，完成优化调整，减少不必要的返工和材料浪费，及时的实现了对整个施工质量的管理与控制，确保质量管理工作的效率。借助BIM技术可视化优势可实现建筑工程中数据信息的实时传递和共享，因而被广泛应用于建筑设计各环节。

5 BIM技术在综合管线管理中出现的问题

5.1 设计问题

综合管线管理包含通风、供电、人防等多项系统的布置工作，其所涉及的范围较广，因而各项工作比较复杂。BIM技术的应用降低了管线综合的管理难度，但BIM技术的推广使得各单位对建筑施工工作人员的要求也日趋严格。当然也存在一些设计人员自身经验比较欠缺，缺少管线综合规划的理念，同时对BIM技术的了解不够深入，因而可能会在管线初始设计时造成设计不规范的问题，严重影响了管线的布置问题。

5.2 现场施工问题

在开展实际管线布置工作时，首先需调整好各管线的位置，对其进行遮挡以免影响到其他部件。特别需要注意远离电动机、配电盘等位置。其次人防门在设计安装时可能会间接性的影响到管线空间，因而要根据实际调整人防门的安装参数数值等。在安装防火卷帘时，需合理设计防火卷帘安装尺寸，以免对管线综合的布置造成影响。

6 结语

总体来说，建筑工程综合管线管理中借助BIM手段为建筑施工质量管理提供可靠的数据，因而能够更加清晰地判断各管线的实际埋设地点，显著提高了项目工程的管理效率。当进行管线碰撞检测时的精确度也大大提升，减少了建筑项目范围内可能会出现的各类突发问题，实现了建筑信息的实时交流与共享，以便各方能迅速决断，加快了建筑施工的速度。

参考文献

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作者简介：刘红霞（1972-），女，汉族，陕西兴平人，硕士研究生，高级实验师，主要从事土木工程施工、BIM技术教学、科研工作。

基金项目：陕西国防工业职业技术学院科研计划项目（Gfv19-23）