第章BIM工程应用BIM工程应用规划与设计应用

第4章BIM工程应用主讲人：陈彦佳BIM工程应用4.1规划与设计应用本节知识点协同设计1模型应用2协同设计4.1.24右图为BIM协同设计流程图，项目开展前需统一制定各专业项目样板、统一标高轴网，然后各专业进行第一阶段单专业建模，达到一定深度后相互提资进行第一阶段协同，再根据第一阶段协同结果进行第二阶段单专业模型调整，调整完成后进行第二阶段协同，最后根据第二阶段协同结果修改图纸出图。协同原理总体流程5如右图，该处土建净高为1.5米，不满足规范及使用要求，出现这种情况，机电没必要进行协同及管线综合，土建应迅速配合解决问题，待土建问题解决后机电再进行协同管线综合。在协同过程中，土建处于上游，一定先行。协同原理土建专业先行6

机电管综一步到位工作量非常大，并且是毫无意义的。设计阶段，项目是一个不断深入、不断协同、不断完善的过程。如图机电综合流程所示为机电综合流程图，机电管综应按设计周期的规律分两个阶段实施，一是方案模型创建，二是完整模型创建。

方案阶段创建主管线，对主管线进行管线综合，支管末端这些碰撞不予调整，详方案阶段机电BIM模型图。该阶段迅速找出机电整体不合理的问题、机电与土建不协调的位置、净高不足的位置，对于不合理的地方进行完善，确保整个机电方案的正确性。

第二阶段机电综合在第一阶段方案确定的前提下，可全面进行协同设计，实现机电管线之间、管线与设备之间、机电与土建之间净距合理、无碰撞，并且机电管线具有可施工性，如第二阶段机电BIM模型。机电综合流程方案阶段机电BIM模型第二阶段机电BIM模型协同原理机电管综分阶段实施7

BIM工作内容及特性与传统设计是不一样的，并且BIM协同设计包含的专业多，需要有专人负责。如图所示，BIM协同人员全过程负责BIM工作的开展，前期统一项目标准，中期检查各专业成果质量、负责各专业之间协同。如果不设立BIM协同人员，各专业各自为阵，不能有效协同，BIM协同人员保障了项目实施、保障了协同设计质量。协同原理协同设计管控方法8

如图所示，设计参与方很多，主体单位内部包含建筑、结构、水、暖、电几个专业，主体设计外还有园林景观、幕墙设计等单位，过程中有业主、审查机构参与，整个设计阶段参与方众多，各方做好自己的工作不难，难点在于各方协调。好的建筑产品不是单专业最优的，一定是多专业协调一致、综合最优。因此BIM正向设计的核心就是协同，目前全国都在积极推动基于BIM的施工设计工作模式，但是效果都不理想，问题就在于没有成熟的协同设计流程及管控方法，导致协同工作开展不顺畅，协同不到位。

设计协同的前提条件是单专业正确，单专业正确是各专业各工程师的本职工作。单专业做不好，就不是合格的工程师，为其他专业提供的协同资料是不准确的，其他专业协同的结果同样就不准确。因此BIM工程师应分两个阶段走，第一阶段，不断夯实BIM建模能力及BIM相关知识，同时基于BIM做好本专业的事情。当具备了本专业能力后，进入第二阶段，协同设计。协同设计是非常复杂的事情，涉及的内容很多，需要很强的综合能力。下面大致概括一下协同应用的内容。协同应用9

施工图阶段外立面往往与景观设计外立面有偏差，如图所示，施工图外立面的窗户与景观设计的外立面窗户顶部造型不同，导致最后房屋的外观效果与景观设计不一致。施工图外立面协同设计，就是要与景观外立面协同，外立面线条、细部造型、门窗样式、材质分布要一致。如果施工图因为业主需求、成本、施工难度等需要调整外立面，需要与景观、业主一起商讨，最终确定外立面效果。景观设计外立面施工图外立面协同应用建筑外立面与景观一致10

园林与主体建筑总图设计单位往往不一致，并且园林往往在总图设计完成之后再完成，这样往往会导致园林设计与总图不一致。如图4-14与4-15所示，该处园林设计在主体建筑总图设计之后完成，园林与建筑总图缺少协同，导致结构地下室顶板覆土深度最大处达到3米，造成极大的安全隐患，因此园林与主体应充分协同。用BIM技术搭建的精细场地模型与主体模型协同，协同的主要内容有：建筑总图园林平面图协同应用园林与主体一致园林的标高应与总图一致；园林的单体定位、小品位置应与总图一致；园林的挡墙设计应与主体结构充分配合；园林高差处应有处理措施；园林植物的覆土深度满足对应植物的生长需求；园林覆土深度与结构顶板荷载取值相符；市政管线与井道不与植物冲突；市政管线与井道不与主体冲突；市政管线埋深应符合要求。11

建筑结构之间不协调，往往会导致很严重的后果。如图4-16所示，结构柱位于走道内，如果施工单位按图施工，造成该处通行极为不便并且视觉效果极差，解决方法大致有两种：修改结构，打掉柱子及相应结构构件，按调整后的结构设计施工；修改建筑功能，并对相应结构进行复核。以上两种方法都会导致成本上的增加，工期上的延误。因此建筑结构协同非常重要，协同的主要内容有：建筑与结构标高应吻合；建筑结构平面开洞应协调一致；结构构件应与建筑功能空间协调一致；结构不影响建筑净高；结构构件不宜在主要的建筑功能区域凸出；建筑的门窗应能正常开启；建筑门不应跨越结构缝；建筑电梯的轿厢应能正常运行；楼梯净高应满足规范要求；建筑结构楼梯应吻合；结构竖向构件上的预留预埋应与建筑一致；电梯冲顶高度应满足要求。结构柱位于走道内协同应用建筑结构协同一致12

传统设计院机电三个专业都是各自完成专业内设计，缺少专业间的协同工作，管线之间常常出现相互冲突，如图所示，设计资料不能直接用于施工，施工单位根据自己的思路进行安装，在安装的过程中出现很多问题甚至返工，导致工期滞后、成本增加。采用BIM三维协同设计可避免该类问题发生。首先给排水、暖通及电气专业按自己专业的要求进行模型创建，然后相互协同，实现各专业管线之间协调一致，最终按照排布好的模型出单专业图纸。水暖电协同模型协同应用水暖电协同一致13给排水专业进行管线综合协调时，BIM模型应遵循以下原则：1、管线要尽量少设置弯头；2、给水管线在上，排水管线在下。保温管道在上，不保温管道在下，小口径管路应尽量支撑在大口径管路上方或吊挂在大管路下面；3、冷热水管（垂直）净距15cm，且水平高度一致偏差不得超过5mm（其中对卫生间淋浴及浴缸龙头严格执行该标准进行检查，其余部位的可以放宽至1cm）；4、除设计提升泵外，带坡度的无压水管绝对不能上翻；5、给水引入管与排水排出管的水平净距不得小于1.0m。室内给水与排水管道平行敷设时，两管之间的最小净间距不得小于0.5m；交叉铺设时，垂直净距不得小于0.5m。给水管应铺设在排水管上面，若给水管必须铺设在排水管的下方时，给水管应加套管，其长度不得小于排水管径的3倍；6、各专业水管尽量平行敷设，最多出现两层上下敷设；7、污排、雨排、废水排水等自然（即重力）排水管线不应上翻，其他管线避让重力管线；8、给水P-R管道与其它金属管道平行數设时，应有一定保护距离，净距离不宜小于100mm，且PP-R管宜在金属管道的内侧；9、水管与桥架层叠铺设时，要放在桥架下方；10、管线不应该挡门、窗，应遗免通过电机盘、配电盘、仪盘上方；11、水管与墙（或柱）的间距，如表所示。水管与墙（或柱）的间距序号管径范围与墙的净距（mm）1D≤DN32≥252DN32≤D≤DN50≥353DN75≤D≤DNI00≥504DN125≤D≤DN150≥60协同应用水暖电协同一致14暖通专业进行综合协调时，BIM模型遵循以下原则：一般情况下，保证无压管（通常指冷凝管）的重力坡度，无压管放在最下方；风管和较大的母线桥架，一般安装在最上方；风管与桥架之间的距离应≥100mm；对于管道的外壁、法兰边缘及热绝缘层外壁等管路最突出的部位，距墙壁或柱边的净距应≥100mm；通常风管顶部距离梁底50-100mm的间距；如遇到空间不足的管廊，可与设计师沟通，断面尺寸改扁，便于提高标高；暖通的风管较多时，一般情况下，排烟管应高于其他风管，大风管应高于小风管，两个风管如果只是在局部交又，可以安装在同一标高，交又的位置小风管绕大风管；空调水平干管应高于风机盘管；冷凝水应考坡度，吊顶的实际安装高度通常由冷凝水的最低点决定。协同应用水暖电协同一致15电气专业进行综合协调时，BIM模型遵循以下原则：1、电缆线槽、桥架宜高出地面2.2m以上；线槽和桥架顶部距顶棚或其它障碍物不宜小于0.3m；2、电缆桥架应敷设在易燃易爆气体管和热力管道的下方，当设计无要求时，与管道的最小净距应符合表4-4的要求；3、电缆桥架与用电设备交越时，其间的净距不小于0.5m；4、两组电缆桥架在同一高度平行敷设时其间净距不小于0.6m，桥架距墙壁或柱边净距≥100mm；5、电缆桥架内侧的弯曲半径不应小于0.3m；6、电缆桥架多层布置时，控制电缆间不小于0.2m，电力电间不小于0.3m，弱电与电力电缆间不小于0.5m，如有屏蔽盖可减少到0.3m，桥架上部距顶棚或其它障碍物不小于0.3m；7、电缆桥架不宜敷设在腐蚀性气体管道和热力管道的上方及腐蚀性液体管道的下方；8、通信桥架距离其他桥架水平间距至少300mm，垂直距离至少300mm，防止其它桥架磁场干扰；9、桥架上下翻时要放斜坡（即最好不要垂直上下翻），桥架与其他管道平行间距＞100mm；10、桥架不宜穿楼梯间、空调机房、管井、风井等，遇到后尽量绕行；11、强电桥架要靠近配电间的位置安装，如果强电桥架与弱电桥架上下安装时，优先考虑强电桥架放在上方。管道类别平行净距（m）交叉净距（m）一般工艺管道0.40.3易燃易爆气体管道0.50.5热力管道-有保温0.50.3热力管道-无保温1.00.5电缆桥架与管道的最小净距协同应用水暖电协同一致16序号协同方式净距要求1大管优先，小管让大管桥架、风管、压力水管均在梁底≥100mm位置敷设2有压管让无压管所有干管交叉均在梁窝内翻越3低压管避让高压管管外壁距离墙面不小于100mm，距梁柱不小于50mm4常温管让高温、低温管管外壁之间最小距离不小于100mm，需考虑检修空间；净高需考虑保温层与支吊架5可弯管线让不可弯管线、分支管线让主干管线管道上阀门尽量错开安装，若必须并列安装时，管外壁净距不小于200mm6附件少的管线避让附件多的管线电线管和其他管平行净距不小于100mm7电气管线避热避水，在热水管线、蒸气管线上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路强弱电桥架左右平行或上下安装时净距不小于300mm；上下安装时强电在上，弱电在下；同类桥架平行安装时净距不小于100mm8预留风机盘管等设备的拆装距离管路与剪力墙、梁构件等不要存在碎数9各防火分区处，卷帘门上方预留管线通过的空间，有安装大样按大样，无大样时门上方需留出不小于500mm空间，如空间不足，选择绕行，卷帘盒侧水平留空不小于1000mm安装、维修空间≥500mm10同个位置保持翻弯角度一致，不要同个位置有的45度有的90度，不美观

各专业模型符合上述要求后，管线之间相互协同需遵守设计规范、满足施工规