韋 良，甘佩仙※

（1.廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，南寧 530004；2.廣西大學(xué)建筑與土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，南寧 530004）

0 引言

隨著建筑業(yè)發(fā)展，商業(yè)綜合體在近5 年進(jìn)入井噴式發(fā)展，在不同的城市中，商業(yè)綜合體已經(jīng)逐漸成為一個(gè)城市的標(biāo)志建筑。另一方面隨著BIM 技術(shù)日益發(fā)展與推廣，在商業(yè)綜合體中應(yīng)用BIM 技術(shù)已經(jīng)越來越普遍。而就目前的BIM 應(yīng)用過程，宋文強(qiáng)等[1]經(jīng)過系統(tǒng)分析，認(rèn)為BIM 應(yīng)用中，機(jī)電管線綜合的價(jià)值最高，達(dá)85%以上。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，機(jī)電工程在進(jìn)行深化方面是也是最能體現(xiàn)BIM 的直接價(jià)值，所以是最受歡迎的。其中主要是因?yàn)锽IM 技術(shù)突破了原來的二維設(shè)計(jì)局限，進(jìn)行三維深化，同時(shí)解決了機(jī)電工程本身多專業(yè)、多功能的復(fù)雜特性，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電工程綜合深化、優(yōu)化的目標(biāo)，減少施工階段的設(shè)計(jì)變更與返工。但是想要管線綜合的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)真正的可落地，特別是在商業(yè)綜合體這樣的大型、復(fù)雜的機(jī)電工程中，管線綜合的優(yōu)化落地是值得研究的。

國內(nèi)對管線綜合優(yōu)化方案的策略做了大量研究。Kalasapudi V S[2]提出基于關(guān)系的新型框架，基于自動空間的變化分析，利用3D 激光技術(shù)對MEP 組件與空間關(guān)系的提取，從而識別大型建筑模型的許多變化，并且能夠揭示這些變化在整個(gè)大型建筑設(shè)施中的級聯(lián)效應(yīng)。文獻(xiàn)[3-6]從分析中總結(jié)了一般性管線綜合優(yōu)化研究，總結(jié)結(jié)合出管線綜合排布的一般原則。文獻(xiàn)[7-12]以實(shí)際項(xiàng)目探索了BIM 技術(shù)在商業(yè)綜合體中管線綜合的應(yīng)用。龍丹鳳[13]利用Matlab 工具箱進(jìn)行變成，基于成本最優(yōu)進(jìn)行管綜排布，同時(shí)用模糊效益評價(jià)專家打等方法計(jì)算投資收益率，得出結(jié)論：管線綜合的排布方案改善可以直接提升管線綜合的質(zhì)量，有利于BIM 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。上述文獻(xiàn)中，各方研究一方面總結(jié)了應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行管線綜合排布的一般原則及策略，另一方面從實(shí)際項(xiàng)目中對商業(yè)綜合體進(jìn)項(xiàng)管線綜合進(jìn)行嘗試總結(jié)，但是均沒有涉及到針對商業(yè)綜合體特性，對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的管線綜合優(yōu)化方案的策略及思路進(jìn)行研究，因而商業(yè)綜合體的管線綜合方案的優(yōu)化目前是存在較大問題的。

本文基于BIM 技術(shù)，以現(xiàn)在使用較多的REVIT 軟件為工具，從商業(yè)綜合體的特性研究出發(fā)，總結(jié)商業(yè)綜合體的管線綜合優(yōu)化主要方向，以及商業(yè)綜合體的管線綜合優(yōu)化的一般原則。最后根據(jù)商業(yè)綜合體常見特殊管線需要做的特殊處理，進(jìn)行歸納總結(jié)。最終得出一套可直接用于商業(yè)綜合體的管線綜合方案的優(yōu)化策略，旨在方案可實(shí)際指導(dǎo)施工、節(jié)省成本，為相關(guān)人員提高工作效率。

1 商業(yè)綜合體的一般特性

李靜波[14]將商業(yè)綜合體定義為：城市經(jīng)濟(jì)集約化增長的重要物質(zhì)載體，功能構(gòu)成上以商務(wù)、商業(yè)為核心職能，輔以居住、文娛、游憩、會展等相關(guān)職能，并形成各功能互為價(jià)值鏈的有機(jī)整體。由此可知，商業(yè)綜合體主要以商業(yè)為主要功能目標(biāo)，同時(shí)兼顧居住、文娛等其他目標(biāo)。而商業(yè)綜合體由于本身體量較大，綜合摻雜不同功能的建筑，如辦公樓、酒店、影院、住宅、商業(yè)等。故相應(yīng)的配套機(jī)電工程也會相對常規(guī)機(jī)電項(xiàng)目更復(fù)雜。具體體現(xiàn)在專業(yè)系統(tǒng)多、特殊管道多、管線密集等方面。

2 管線綜合優(yōu)化一般原則

除了滿足凈高目標(biāo)外，值得強(qiáng)調(diào)的是，管線綜合優(yōu)化方案的基本目標(biāo)是可指導(dǎo)施工，否則管線綜合優(yōu)化方案則是紙上談兵，實(shí)現(xiàn)不了其原始價(jià)值。但是由于BIM技術(shù)用于管線綜合方案中的時(shí)間不久，目前的研究中的管線綜合優(yōu)化的方案及技術(shù)，考慮到最后施工極少，這也是許多使用BIM 進(jìn)行優(yōu)化后無法落地的主要原因。故本研究在考慮可施工下，甚至實(shí)現(xiàn)可運(yùn)營維護(hù)，總結(jié)出管線綜合優(yōu)化的一般原則。

排布總體原則：（1）堅(jiān)持小管讓大管、有壓讓無壓、冷水水管讓橋架、排水管優(yōu)先；（2）優(yōu)先考慮各專業(yè)管線綜合考慮支架共用，節(jié)省成本；（3）走道預(yù)留不少于0.35 m 的維修空間；（4）管線距墻預(yù)留至少150 mm操作空間；（5） 上下層管線垂直間距不少200 mm；（6） 優(yōu)先考慮單層排布，空間不足時(shí)考慮多層排布；（7）應(yīng)安裝專業(yè)分組，同層管線中，盡量少或沒有專業(yè)間的穿插，以專業(yè)分組明確為優(yōu)。間距指管線間管外壁（包含保溫棉）間距。

基于此原則上，還有一些施工性原則、規(guī)范性原則以及功能實(shí)現(xiàn)的基本底線，還需要特別注意，主要涉及到管線間的間距、使用的管件是否常見等方面。

首先，對于管線間的間距，本文在綜合考慮規(guī)范性及實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)后，總結(jié)出各專業(yè)間的建議最小間距，如表1所示。

表1 管線間水平間距mm

其次，在管件上，由于Revit 軟件上各類的族均有，但是市場上常用管件是有限的，如果管線綜合方案中的模型大量使用了預(yù)制類管件，將導(dǎo)致最后管線綜合方案無法實(shí)施。所以在管線方案中，水管的管件一般只有90°彎頭，特別是鐵類管件，同時(shí)水管翻彎時(shí)應(yīng)只考慮90°翻彎。橋架翻彎上，特別是強(qiáng)電橋架，考慮電纜較大，難以敷設(shè)，首先應(yīng)考慮少翻彎，必須翻彎時(shí)應(yīng)只考慮30°、45°翻彎。

再者，暖通風(fēng)管必須保證風(fēng)口附近有足夠空間，保證風(fēng)管可以使用，一般風(fēng)口附近300 mm無障礙物。同時(shí)暖通風(fēng)管在安裝防火閥附近必須預(yù)留200 mm以上的安裝空間，否則防火無法正常安裝，風(fēng)管無法正常使用。另外，風(fēng)管若從風(fēng)井接出，應(yīng)該關(guān)注風(fēng)井預(yù)留洞口是否滿足風(fēng)管尺寸。

最后，管線綜合優(yōu)化方案中，涉及大量優(yōu)化，會發(fā)生管線路由的修改，在此過程中，應(yīng)注意規(guī)范原則。本研究在綜合規(guī)范要求下，將項(xiàng)目中常見的優(yōu)化原則總結(jié)在如表2所示。

表2 管線優(yōu)化的基本原則

3 商業(yè)綜合體管線綜合優(yōu)化策略

3.1 商業(yè)綜合體的管線綜合優(yōu)化的重點(diǎn)區(qū)域

在管線綜合方案中，直接與商業(yè)綜合體的功能目標(biāo)聯(lián)系的是：管線占用的機(jī)電安裝空間，即建筑安裝完機(jī)電管線后，天花板下能給予建筑直接使用的凈高，以下均用凈高表示。因?yàn)榛谏虡I(yè)功能目標(biāo)下，在目前為節(jié)省成本而極致的壓縮層高的大環(huán)境中，管線安裝使用的空間會直接影響凈高。在同等條件下，凈高高的地方比凈高低的地方要顯得更高級、更大氣是眾所周知的。所以商業(yè)綜合體的管線優(yōu)化方案的直接目標(biāo)是提高凈高。在此目標(biāo)下，商業(yè)綜合體管線綜合優(yōu)化的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域在于：地下室及其車輛出入口、電梯廳及其出入口、大廳及其主出入口、客人主過道、商鋪。

地下室及其車輛出入口：由于地下空間開發(fā)成本極高，故地下室的層高一般都往極限壓縮，在此前提下，地下室在安裝完設(shè)備管線直線，還應(yīng)該滿足《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》中停車位凈高要求不應(yīng)低于2 m，行車道凈高不應(yīng)低于2.2 m。在預(yù)留20 mm 的支吊架空間下，停車位凈高要求不應(yīng)低于2.2 m，行車道凈高不應(yīng)低于2.4 m[15]。車輛出入口，應(yīng)滿足《汽車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，一般小型車坡道最小凈高應(yīng)不低于2.2 m，中、大型貨車通道及坡道最小凈高不小于4.2 m[16]。由于地下室的車位比車道凈高要求低，所以在做管線優(yōu)化時(shí)，可以優(yōu)先盡量將除噴淋管線外的其他管線往車位排布，盡量保證車道空間，同時(shí)車道空間大，也給予人員較大的舒適感。

電梯廳及其出入口：由于電梯廳及其出入口是人員流動性最大的地方，客人流量最大，所以此處應(yīng)盡量提高凈高，按照現(xiàn)行建筑經(jīng)驗(yàn)，大部分凈高在3 m以上。

大廳及其主出入口：大廳及其主出入口是商業(yè)綜合體給人的第一印象，主要舒適感都來源于此。所以此位置應(yīng)該盡量提高凈高，目前像萬達(dá)等大廳及其主出入口，凈高在4 m以上。

客人主過道與商鋪應(yīng)該一起考慮，考慮運(yùn)營及日后維護(hù)，不影響商鋪的正常運(yùn)營，同時(shí)在建筑舒適性下，由于商鋪的客人的常駐空間，過道是流動空間。所以在保證客人主過道的凈高下，應(yīng)首先考慮商鋪不排布非必要管線，管線排布主要放置在過道上，不占用商鋪凈高空間[17]。

3.2 商業(yè)綜合體的特殊管線

除前文所述的基本原則外，商業(yè)綜合體中常常包含酒店、辦公樓等多類建筑，而此類建筑一般都含有一些特殊管線，這些特殊管線在管線綜合優(yōu)化方案中，應(yīng)針對其特性特殊處理，以達(dá)到可施工、功能實(shí)現(xiàn)、節(jié)省空間的目的。經(jīng)總結(jié)，商業(yè)綜合體常見的主要特殊管線有：大管徑空調(diào)管道、廚房排油煙管、虹吸雨水管、熱水管。

大管徑空調(diào)管道在商業(yè)綜合體是常見的，因?yàn)樯虡I(yè)綜合體常常擁有配置大型的中央空調(diào)系統(tǒng)。對于管徑大于或等于250 mm 的管道，管徑間間距不僅要考慮保溫棉，更要考慮此類管道支吊架較大，更重要的是因其彎曲半徑的限制，其相互間的管道水平間距如表3所示。

熱水管管線一般以排至上方為優(yōu)，因?yàn)闊崴芤桩a(chǎn)生水蒸氣，若其他比其低溫的管線在其上方，水蒸氣會遇冷從而在其他管線上產(chǎn)生水珠，影響其他管線的使用壽命及功能性。因?yàn)闃蚣軆?nèi)部放置大量電纜或者光纖，導(dǎo)致橋架對水及高溫極為敏感。一方面水對電纜或光纖本身就有腐蝕作用，但更重要的是水極易引起電路短路等重大問題，會造成建筑功能實(shí)現(xiàn)受阻及設(shè)備短路燒毀等經(jīng)濟(jì)損失問題。另一方面，電纜在高溫的環(huán)境下，也會造成電路短路等問題。所以橋架的排布優(yōu)化，應(yīng)該注意與高溫管線或水管之間關(guān)系，保證橋架內(nèi)電纜或者光纖的長久正常使用。

虹吸雨水管是一類依靠虹吸壓力實(shí)現(xiàn)雨水排放的管道，這是一類無壓管，所以不允許翻彎，其次虹吸雨水管安裝時(shí)有單獨(dú)的支吊桁架在其管道上方，所以必須保證虹吸雨水管其上方無阻礙，最重要的是虹吸雨水管的集水器安裝對于立管有高度要求，所以排布虹吸雨水管時(shí)，其管道外壁距離板至少0.6～1 m 以上，方可實(shí)現(xiàn)虹吸雨水管正常使用與安裝。

母線槽由于其彎頭需要定制，成本代價(jià)高，同時(shí)翻彎施工難度極大，所以母線槽盡量不翻彎。

在暖通系統(tǒng)中，高溫高油煙管是一類特殊的風(fēng)管，主要用于廚房系統(tǒng)，將廚房的油煙通過管道排向油煙井。因?yàn)槠浔旧砀邷氐奶匦裕紫葢?yīng)盡量往上排，與其他管線特別是橋架保持盡量大間距，同時(shí)大部分排油煙管是無壓管。所以應(yīng)考慮其坡度及不翻彎。

最終本研究總結(jié)關(guān)于商業(yè)綜合體的特殊管線處理方案，如表3所示。

表3 特殊管線

4 結(jié)束語

綜上所述，可以得知目前商業(yè)綜合體的管線綜合優(yōu)化方案研究存在研究的不足，主要是無可適用于商業(yè)綜合體的管線綜合優(yōu)化策略。本文在總結(jié)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的前提下，通過規(guī)范要求校正，進(jìn)一步分析商業(yè)綜合體的特性，對商業(yè)綜合體管線優(yōu)化的主要關(guān)注區(qū)域?yàn)榈叵率壹捌滠囕v出入口、電梯廳及其出入口、大廳及其主出入口、客人主過道、商鋪。明確管線綜合方案的基本目標(biāo)及方向。綜合考慮可施工性及規(guī)范要求的前提下，進(jìn)行管線綜合優(yōu)化的一般原則進(jìn)行總結(jié)闡述，特別分析商業(yè)綜合體的常見特殊機(jī)電管線的特性，強(qiáng)調(diào)特殊管線需要進(jìn)行非常規(guī)的處理，全方位地為商業(yè)綜合體的管線綜合優(yōu)化方案提出明確的思路及方法。