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摘要：现阶段，建筑机电系统抗震设计主要是在传统的二维图纸模式下依赖设备生产厂家二次深化完成，传统的管线综合设计缺乏综合性考虑，管道的“错漏碰缺”现象严重，不但会造成现场拆改、材料浪费还会延误工期，甚至出现安全隐患。本文提出在BIM机电模型的基础上，运用管线综合与可视化技术，将管线设备的二维图纸进行集成和可视化，减少抗震支架的设计出现管线遗漏、安装空间不足、承重支吊架与抗震支吊架未考虑综合利用等情况，降低机电系统施工阶段可避免的损失和返工的概率，更加方便进行技术交底，节约管理及施工成本。
关键词：BIM技术；建筑机电系统；抗震支吊架
一、引言
中华人民共和国住房和城乡建设部2014年10月9日批准《建筑机电工程抗震设计规范》（GB50981-2014）为国家标准，自2015年8月1日起正式实施，规范1.0.4条明确规定抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计。目前，抗震支吊架设计一般采用二维、三维的通用软件，如AutoCAD、Solidworks等。抗震支吊架的安装依附于建筑机电系统，但机电系统的设备管线平面布置复杂、现场管线安装施工与设计图纸不对应等常见问题，造成传统的抗震支吊架的设计手段存在工作量大、安装施工难度大、设计图纸与施工现场冲突等一系列问题。由于建筑机电抗震行业起步时间较短，技术发展相对滞后，传统的设计院没有明确对应的设计业务部门，均由专业厂家进行深化设计，设计院进行审核，此种模式存在诸多问题。BIM作为一种高效的设计手段，通过预先建立建筑-结构-机电-抗震支吊架三维一体可视化模型，能够有效得实现抗震支吊架设计、生产、施工、维保阶段的信息互通与共享。
二、建筑机电系统抗震设计
（一）建筑机电系统抗震设计范围
（1）锅炉房、制冷机房、热交换站内的管道应有可靠的侧向和纵向抗震支撑。多根管道共用支吊架或管径大于等于300mm的单根管道支吊架，宜采用门型抗震支吊架；
（2）矩形截面面积大于等于0.38m2和圆形直径大于等于0.70m的风道可采用抗震支吊架，风道抗震支吊架的设置和设计应符合本规范第8章的规定。
（3）防排烟风道、事故通风风道及相关设备应采用抗震支吊架。
（4）重力大于1.8kN的空调机组、风机等设备不宜采用吊装安装。当必须采用吊装时，应避免设在人员活动和疏散通道位置的上方，但应设置抗震支吊架；
（5）内径不小于60mm的电气配管及重力不小于150N／m的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽，设在屋顶的共用天线等均应进行抗震设防。
（6）内径大于或等于25mm的燃气管道；在建筑高度>50m的建筑内，燃气管道应设置抗震支撑;
（7）8度、9度地区的高层建筑的给水、排水立管直线长度大于50m时，宜采取抗震动措施；直线长度大于100m时，应采取抗震动措施；
（8）管径大于或等于DN65的室内给水、热水以及消防水平管道，应设置抗震支撑。室内自动喷水灭火系统和气体灭火系统等消防系统还应按相关规范要求设置防晃支架。抗震支架与防晃支架重合处，可只设置抗震支架。
（9）泵房内的管道应有可靠的侧向抗震支撑，沿墙敷设管道应设支架和托架。
（10）管道穿过内墙或楼板时，应设置套管；套管与管道间的缝隙，应采用柔性防火材料封堵。
（二）传统建筑机电系统抗震设计存在的不足
目前，机电工程抗震设计应用正处于起步阶段。设计院设计人员由于对机电工程抗震设计规范研究不足，只是在设计说明中简要概述机电系统需要做抗震设计的管线范围及相关技术要求，设计不规范，完全达不到施工要求。现阶段，机电工程抗震设计主要是在传统的二维图纸模式下依赖设备生产厂家二次深化完成，传统的管线综合设计缺乏综合性考虑，管道的“错漏碰缺”现象严重，又很少根据工程现场实际情况对其进行复核，造成抗震支吊架设计不满足规范要求的连锁反应；同时，规范的不明确也造成设计人员和施工人员对其重视不够。有些设计不合理，致使在发生抗震设防烈度范围之内的地震时，造成设备位移、倾倒、管道扭曲变形、系统漏水、人员伤亡等现象，严重影响人民生命财产安全及建筑给排水系统的正常使用。
（三）基于BIM技术的抗震支吊架设计
随着现代建筑工程的复杂程度越来越高，利用传统的二维图纸进行抗震支吊架的设计局限性日渐显现。三维数字技术凭借对工程项目相关信息能够进行详尽表达的优势，通过建立建筑-结构-机电系统的综合模型，充分发挥BIM技术的三维可视化优势，直观地获取与抗震设防相关的给排水、暖通、电气、自动化等各专业的管线信息。根据管线的综合排布情况及抗震支吊架的安装空间要求，设计单管抗震支吊架或多管综合抗震支吊架，避免抗震支吊架的重复设置；当设计的抗震支吊架点位与承重支吊架重合时，抗震支吊架可兼做承重支吊架，此时抗震支吊架需考虑平时使用时的重力荷载，也要考虑地震时的水平地震力荷载。基于BIM技术的抗震支吊架设计，在设计阶段就能根据BIM模型中机电系统的基本几何信息来初选抗震支吊架类型，然后根据所选类型、管道及建筑设施等条件来确定生根点位置，初步确定抗震支吊架吊杆和斜撑的空间位置及型号规格、斜撑的角度，同时可以节省大量绘制抗震支吊架节点图的时间，能实现真正意义上的与周围空间环境的精确匹配，减少现场不必要的“打架”问题，极大程度地提高建筑净空间和提高抗震支吊架安装的合理性，节约抗震支吊架材料，减少可避免的返工概率及成本浪费，既能满足抗震设防的要求，又具有显著的经济效益；同时，利用BIM模型进行技术交底，能最大程度地提高施工的准确性，大大提高项目管理效率。
三、结语
建筑机电系统抗震设计已迈入快速发展时代，利用BIM辅助技术预先建立建筑-结构-机电-抗震支吊架三维一体可视化模型，可以实现承重支吊架与抗震支吊架的整合优化及预制装配，达到精简预算，提高抗震支吊架安装的合理性和整体美观程度，降低返工概率，是建筑机电工程抗震行业取代传统设计方式的有效技术手段。
参考文献
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