第4章BIM工程應用主講人：陳彥佳BIM工程應用4.1規劃與設計應用本節知識點協同設計1模型應用2協同設計4.1.24右圖為BIM協同設計流程圖，項目開展前需統一制定各專業項目樣板、統一標高軸網，然后各專業進行第一階段單專業建模，達到一定深度后相互提資進行第一階段協同，再根據第一階段協同結果進行第二階段單專業模型調整，調整完成后進行第二階段協同，最后根據第二階段協同結果修改圖紙出圖。協同原理總體流程5如右圖，該處土建凈高為1.5米，不滿足規范及使用要求，出現這種情況，機電沒必要進行協同及管線綜合，土建應迅速配合解決問題，待土建問題解決后機電再進行協同管線綜合。在協同過程中，土建處于上游，一定先行。協同原理土建專業先行6

機電管綜一步到位工作量非常大，并且是毫無意義的。設計階段，項目是一個不斷深入、不斷協同、不斷完善的過程。如圖機電綜合流程所示為機電綜合流程圖，機電管綜應按設計周期的規律分兩個階段實施，一是方案模型創建，二是完整模型創建。

方案階段創建主管線，對主管線進行管線綜合，支管末端這些碰撞不予調整，詳方案階段機電BIM模型圖。該階段迅速找出機電整體不合理的問題、機電與土建不協調的位置、凈高不足的位置，對于不合理的地方進行完善，確保整個機電方案的正確性。

第二階段機電綜合在第一階段方案確定的前提下，可全面進行協同設計，實現機電管線之間、管線與設備之間、機電與土建之間凈距合理、無碰撞，并且機電管線具有可施工性，如第二階段機電BIM模型。機電綜合流程方案階段機電BIM模型第二階段機電BIM模型協同原理機電管綜分階段實施7

BIM工作內容及特性與傳統設計是不一樣的，并且BIM協同設計包含的專業多，需要有專人負責。如圖所示，BIM協同人員全過程負責BIM工作的開展，前期統一項目標準，中期檢查各專業成果質量、負責各專業之間協同。如果不設立BIM協同人員，各專業各自為陣，不能有效協同，BIM協同人員保障了項目實施、保障了協同設計質量。協同原理協同設計管控方法8

如圖所示，設計參與方很多，主體單位內部包含建筑、結構、水、暖、電幾個專業，主體設計外還有園林景觀、幕墻設計等單位，過程中有業主、審查機構參與，整個設計階段參與方眾多，各方做好自己的工作不難，難點在于各方協調。好的建筑產品不是單專業最優的，一定是多專業協調一致、綜合最優。因此BIM正向設計的核心就是協同，目前全國都在積極推動基于BIM的施工設計工作模式，但是效果都不理想，問題就在于沒有成熟的協同設計流程及管控方法，導致協同工作開展不順暢，協同不到位。

設計協同的前提條件是單專業正確，單專業正確是各專業各工程師的本職工作。單專業做不好，就不是合格的工程師，為其他專業提供的協同資料是不準確的，其他專業協同的結果同樣就不準確。因此BIM工程師應分兩個階段走，第一階段，不斷夯實BIM建模能力及BIM相關知識，同時基于BIM做好本專業的事情。當具備了本專業能力后，進入第二階段，協同設計。協同設計是非常復雜的事情，涉及的內容很多，需要很強的綜合能力。下面大致概括一下協同應用的內容。協同應用9

施工圖階段外立面往往與景觀設計外立面有偏差，如圖所示，施工圖外立面的窗戶與景觀設計的外立面窗戶頂部造型不同，導致最后房屋的外觀效果與景觀設計不一致。施工圖外立面協同設計，就是要與景觀外立面協同，外立面線條、細部造型、門窗樣式、材質分布要一致。如果施工圖因為業主需求、成本、施工難度等需要調整外立面，需要與景觀、業主一起商討，最終確定外立面效果。景觀設計外立面施工圖外立面協同應用建筑外立面與景觀一致10

園林與主體建筑總圖設計單位往往不一致，并且園林往往在總圖設計完成之后再完成，這樣往往會導致園林設計與總圖不一致。如圖4-14與4-15所示，該處園林設計在主體建筑總圖設計之后完成，園林與建筑總圖缺少協同，導致結構地下室頂板覆土深度最大處達到3米，造成極大的安全隱患，因此園林與主體應充分協同。用BIM技術搭建的精細場地模型與主體模型協同，協同的主要內容有：建筑總圖園林平面圖協同應用園林與主體一致園林的標高應與總圖一致；園林的單體定位、小品位置應與總圖一致；園林的擋墻設計應與主體結構充分配合；園林高差處應有處理措施；園林植物的覆土深度滿足對應植物的生長需求；園林覆土深度與結構頂板荷載取值相符；市政管線與井道不與植物沖突；市政管線與井道不與主體沖突；市政管線埋深應符合要求。11

建筑結構之間不協調，往往會導致很嚴重的后果。如圖4-16所示，結構柱位于走道內，如果施工單位按圖施工，造成該處通行極為不便并且視覺效果極差，解決方法大致有兩種：修改結構，打掉柱子及相應結構構件，按調整后的結構設計施工；修改建筑功能，并對相應結構進行復核。以上兩種方法都會導致成本上的增加，工期上的延誤。因此建筑結構協同非常重要，協同的主要內容有：建筑與結構標高應吻合；建筑結構平面開洞應協調一致；結構構件應與建筑功能空間協調一致；結構不影響建筑凈高；結構構件不宜在主要的建筑功能區域凸出；建筑的門窗應能正常開啟；建筑門不應跨越結構縫；建筑電梯的轎廂應能正常運行；樓梯凈高應滿足規范要求；建筑結構樓梯應吻合；結構豎向構件上的預留預埋應與建筑一致；電梯沖頂高度應滿足要求。結構柱位于走道內協同應用建筑結構協同一致12

傳統設計院機電三個專業都是各自完成專業內設計，缺少專業間的協同工作，管線之間常常出現相互沖突，如圖所示，設計資料不能直接用于施工，施工單位根據自己的思路進行安裝，在安裝的過程中出現很多問題甚至返工，導致工期滯后、成本增加。采用BIM三維協同設計可避免該類問題發生。首先給排水、暖通及電氣專業按自己專業的要求進行模型創建，然后相互協同，實現各專業管線之間協調一致，最終按照排布好的模型出單專業圖紙。水暖電協同模型協同應用水暖電協同一致13給排水專業進行管線綜合協調時，BIM模型應遵循以下原則：1、管線要盡量少設置彎頭；2、給水管線在上，排水管線在下。保溫管道在上，不保溫管道在下，小口徑管路應盡量支撐在大口徑管路上方或吊掛在大管路下面；3、冷熱水管（垂直）凈距15cm，且水平高度一致偏差不得超過5mm（其中對衛生間淋浴及浴缸龍頭嚴格執行該標準進行檢查，其余部位的可以放寬至1cm）；4、除設計提升泵外，帶坡度的無壓水管絕對不能上翻；5、給水引入管與排水排出管的水平凈距不得小于1.0m。室內給水與排水管道平行敷設時，兩管之間的最小凈間距不得小于0.5m；交叉鋪設時，垂直凈距不得小于0.5m。給水管應鋪設在排水管上面，若給水管必須鋪設在排水管的下方時，給水管應加套管，其長度不得小于排水管徑的3倍；6、各專業水管盡量平行敷設，最多出現兩層上下敷設；7、污排、雨排、廢水排水等自然（即重力）排水管線不應上翻，其他管線避讓重力管線；8、給水P-R管道與其它金屬管道平行數設時，應有一定保護距離，凈距離不宜小于100mm，且PP-R管宜在金屬管道的內側；9、水管與橋架層疊鋪設時，要放在橋架下方；10、管線不應該擋門、窗，應遺免通過電機盤、配電盤、儀盤上方；11、水管與墻（或柱）的間距，如表所示。水管與墻（或柱）的間距序號管徑范圍與墻的凈距（mm）1D≤DN32≥252DN32≤D≤DN50≥353DN75≤D≤DNI00≥504DN125≤D≤DN150≥60協同應用水暖電協同一致14暖通專業進行綜合協調時，BIM模型遵循以下原則：一般情況下，保證無壓管（通常指冷凝管）的重力坡度，無壓管放在最下方；風管和較大的母線橋架，一般安裝在最上方；風管與橋架之間的距離應≥100mm；對于管道的外壁、法蘭邊緣及熱絕緣層外壁等管路最突出的部位，距墻壁或柱邊的凈距應≥100mm；通常風管頂部距離梁底50-100mm的間距；如遇到空間不足的管廊，可與設計師溝通，斷面尺寸改扁，便于提高標高；暖通的風管較多時，一般情況下，排煙管應高于其他風管，大風管應高于小風管，兩個風管如果只是在局部交又，可以安裝在同一標高，交又的位置小風管繞大風管；空調水平干管應高于風機盤管；冷凝水應考坡度，吊頂的實際安裝高度通常由冷凝水的最低點決定。協同應用水暖電協同一致15電氣專業進行綜合協調時，BIM模型遵循以下原則：1、電纜線槽、橋架宜高出地面2.2m以上；線槽和橋架頂部距頂棚或其它障礙物不宜小于0.3m；2、電纜橋架應敷設在易燃易爆氣體管和熱力管道的下方，當設計無要求時，與管道的最小凈距應符合表4-4的要求；3、電纜橋架與用電設備交越時，其間的凈距不小于0.5m；4、兩組電纜橋架在同一高度平行敷設時其間凈距不小于0.6m，橋架距墻壁或柱邊凈距≥100mm；5、電纜橋架內側的彎曲半徑不應小于0.3m；6、電纜橋架多層布置時，控制電纜間不小于0.2m，電力電間不小于0.3m，弱電與電力電纜間不小于0.5m，如有屏蔽蓋可減少到0.3m，橋架上部距頂棚或其它障礙物不小于0.3m；7、電纜橋架不宜敷設在腐蝕性氣體管道和熱力管道的上方及腐蝕性液體管道的下方；8、通信橋架距離其他橋架水平間距至少300mm，垂直距離至少300mm，防止其它橋架磁場干擾；9、橋架上下翻時要放斜坡（即最好不要垂直上下翻），橋架與其他管道平行間距＞100mm；10、橋架不宜穿樓梯間、空調機房、管井、風井等，遇到后盡量繞行；11、強電橋架要靠近配電間的位置安裝，如果強電橋架與弱電橋架上下安裝時，優先考慮強電橋架放在上方。管道類別平行凈距（m）交叉凈距（m）一般工藝管道0.40.3易燃易爆氣體管道0.50.5熱力管道-有保溫0.50.3熱力管道-無保溫1.00.5電纜橋架與管道的最小凈距協同應用水暖電協同一致16序號協同方式凈距要求1大管優先，小管讓大管橋架、風管、壓力水管均在梁底≥100mm位置敷設2有壓管讓無壓管所有干管交叉均在梁窩內翻越3低壓管避讓高壓管管外壁距離墻面不小于100mm，距梁柱不小于50mm4常溫管讓高溫、低溫管管外壁之間最小距離不小于100mm，需考慮檢修空間；凈高需考慮保溫層與支吊架5可彎管線讓不可彎管線、分支管線讓主干管線管道上閥門盡量錯開安裝，若必須并列安裝時，管外壁凈距不小于200mm6附件少的管線避讓附件多的管線電線管和其他管平行凈距不小于100mm7電氣管線避熱避水，在熱水管線、蒸氣管線上方及水管的垂直下方不宜布置電氣線路強弱電橋架左右平行或上下安裝時凈距不小于300mm；上下安裝時強電在上，弱電在下；同類橋架平行安裝時凈距不小于100mm8預留風機盤管等設備的拆裝距離管路與剪力墻、梁構件等不要存在碎數9各防火分區處，卷簾門上方預留管線通過的空間，有安裝大樣按大樣，無大樣時門上方需留出不小于500mm空間，如空間不足，選擇繞行，卷簾盒側水平留空不小于1000mm安裝、維修空間≥500mm10同個位置保持翻彎角度一致，不要同個位置有的45度有的90度，不美觀

各專業模型符合上述要求后，管線之間相互協同需遵守設計規范、滿足施工規