高喜玲 丁运斌
(江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州 221116)
在机电安装工程设计和施工中，BIM技术的优势日趋明显，通过三维可视化的方式，既可以将二维图纸以三维的形式展现，也可以对机电安装工程各类管线、设备、附件等连接表现出来，因此，在工程施工前对机电安装工程进行空间管理，通过管线综合排布，减少交叉碰撞，对项目进行深化设计，减少工程成本、缩短工期大有益处。
1 机电安装工程概况
该工程为综合性办公楼，建筑层数为架空1层，地上5层，建筑面积20 555 m2，建筑高度22.95 m。给排水工程主要包括室内给水系统、排水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统。通风空调系统采用新风+风机盘管系统，风机盘管安装于房间的吊顶内，空调冷源采用螺杆式水冷冷水机组，热源采用热交换器安装于机房，冷冻水系统为异程式。建筑电气系统包括供配电系统、照明系统、插座系统、防雷接地系统、综合布线系统、门禁系统、安防系统、消防自动报警及联动控制系统。
2 建筑安装工程空间管理
机电安装工程涉及管线和设备较多，首先应明确空间管理基本原则：
1)需满足业主对设备的搬进、搬出高度要求。
2)需满足设备运行环境需求，例如：有动力源的管路需绕开有防微震需求的设备。
3)管道布置基本原则：a.电力桥架与输送液体管道宜分开布置，或电力桥架布置在输送液体管道上方。b.各种管线需垂直分层布置时，一般是桥架布置在水管上面，热水管布置在冷水管上面，风管布置在水管上面。c.各类管道沿墙面排列布置时应注意以下问题：需要保温的管道靠里，不需要保温管道靠外；金属管道靠里，非金属管道靠外；大管靠里，小管靠外；支管少、检修少的管道靠里，支管多、检修多的管道靠外。d.立管管道外壁距离柱子表面大于50 mm时，与墙面的净距离参照表1。e.横干管与墙的净距离大于100 mm，与梁、柱的净距离大于50 mm (在无接头处)。 f.空间有限且系统较多，可将桥架与消火栓主管设置为同一高度，桥架遇到消火栓主管上翻至梁内安装。
3 碰撞检查
通过碰撞检查可以减少模型冲突、减少工程返工、降低施工成本、缩短项目周期。该项目在深化设计过程中使用了Revit和Navisworks软件进行碰撞管理，在Revit软件中主要用来检查系统内的碰撞，确保每个系统模型完成时没有自碰撞；在Navisworks软件中可以进行多个测试条件、不同规则、软硬碰撞、点线面碰撞等复杂的碰撞。
表1 立管管道外壁与墙面的净距表
3.1 碰撞检查修改原则
在碰撞检查过程中，遇到碰撞问题，可依照管路特性进行修改：
1)先大后小原则：先布置管径大、造价高的管道，后布置管径小、造价低的管道。
2)有压让无压的原则：即压力流管道(给水、消防、空调供水等)让重力流管道(雨水、废水、污水、空调冷凝水等)。
3)冷水管道让热水管道。热水管调整标高会造成积气，导致水流不畅，需加装排气阀，导致施工成本增加。
4)电力桥架与输送液体管道宜分开布置或电力桥架布置在输送液体管道上方，避免造成管道渗漏导致线缆损坏的事故发生。如果受到空间影响必须布置在一起，应对线缆进行防水保护措施。
5)附件、支路少的管道应避让附件、支路多的管道，有利于施工操作、检修维护及更换管件。
6)各种管线需垂直分层布置时，一般是桥架布置在水管上面，热水管布置在冷水管上面，风管布置在水管上面。
7)临时使用的管道避让永久使用的管道，新建管道避让原有管道，低压管道避让高压管道。
8)在不影响使用功能的前提下，可以适当调整管道和桥架规格。
9)管线碰撞进行上下翻时尽量利用梁内空间，避免与下层管道冲突以满足层高要求。
10)有冷凝排水考虑的排气管，在考虑上翻还是下翻时要考虑到管路的高度,一般来说确实要上翻时，可以把最低点设在管井里，比较有利于排水。
3.2 Revit的碰撞检查
Revit的碰撞检查功能对计算机资源的消耗比较大，速度较慢，还存在一些弊端，只能检查当前项目与链接项目的碰撞，而且碰撞是不分工作集、不分系统的，只能选择风管、管道进行一些简单的碰撞，在于确保自己系统内的管线不打架，自己建的模型不交叉，经过Revit的碰撞检查把内部的模型实时优化完毕，为后面系统整合后进行的深化设计打下基础。
在Revit软件中选择“协作面板—碰撞检查—运行碰撞检查”的功能进行碰撞检查，再选择需要检查的管道、风管，点击确定，生成碰撞冲突报告，如图1所示。通过碰撞冲突报告的结果，找到每一个碰撞冲突的位置，进行碰撞调整，使自身系统的碰撞冲突完全解决。
3.3 Navisworks的碰撞检查
利用Navisworks软件可以添加多个测试条件，选择风管与水管、某个系统与某个系统、建筑与给水系统等N个测试条件，进行不同的测试。
建立不同的规则，忽略不必要的碰撞，例如，电气系统中母线位置还没确定，不想参与到碰撞检查中,可以把母线和其他所有东西的碰撞进行规避，然后把母线的选择集和所有的选择集定义一个规则。
软硬碰撞，硬碰撞是指直接碰撞，软碰撞是指有些管道需要保温，也有些管道可能需要有一定的操作空间，这种情况下就必须要考虑一定的操作空间、保温等软碰撞。此时可以界定一个值，例如，在管道的外壁以外100 mm之内,会在管的外面包裹一层保温层，就应以最外面包裹层去检查碰撞。
点线面碰撞，点就是一个点，线就是把水管、风管变成一条线进行碰撞，就是没有宽度、没有高度、只是碰撞。面就是水管以最外围面去碰撞，忽略内部，例如一个管道穿过另外一个管道就检测不出来。
再运行Clash Detective功能进行碰撞检测，在此时添加多个碰撞检测，定义检测规则，选择软硬碰撞、选择点线面碰撞。运行检测，生成碰撞报告，在碰撞报告中会显示碰撞点位置、构建ID、图像、轴网位置等信息，如表2所示为暖通与电气工程的部分碰撞，表3为电气与给排水工程的部分碰撞。可以通过这些数据信息在Revit中快速确定碰撞点的位置，并进行调整修改。
3.4 Fuzor漫游碰撞检查
利用Fuzor的人物控制模式，放置第三人在模型中，如图2所示，可以像玩游戏一样控制人物在模型中漫游行走，让建筑内部实现可视化，同时又可以检查一些直观的碰撞及一些不合理的布局，在观察到错误的同时也可以利用Fuzor与Revit的实时双向同步功能，快速定位错误位置，实时进行更改，避免遗忘遗漏，最终形成完美的优化设计方案，指导施工。
表2 暖通VS电气碰撞报告
表3 电气VS给排水碰撞报告
4 碰撞检查遇到的问题
该项目是在CAD图纸设计绘制完成后，进行了相关专业单独的BIM建模，未进行套图处理，导致后期模型绘制完成后，整合模型优化设计检查碰撞时，碰撞冲突较多，后期更改任务量较大。碰撞更改是一项比较耗时费力的工作，需要耐心仔细的对比碰撞检测结果，逐一找到碰撞位置，进行深化设计，还需要有良好的软件操作技术与管线综合知识，才能做出完美的空间管理、管线综合优化方案。
