【摘 要】 机电安装工程中，为避免机电管线与邻近建筑相互干扰，有效解决各机电专业管线交叉冲突，合理安排施工顺序，应用三维制图技术，利用MagiCAD软件在建模阶段清晰、直观、明确地解决了设备安装及碰撞问题，提高了工作效率，降低了施工成本，总结出一套可靠实用的综合施工技术。
【关键词】 三维制图；机电安装；综合管线
【中图分类号】 TU721.1 【文献标识码】 D 【文章编号】 1727-5123（2012）06-084-02
随着现代公共建筑功能的增加，各种高新技术不断应用于建筑中，机电工程所涉及的专业内容逐渐增多，机电安装不再是将设备安装好、管线连接好。如何在有限的空间内合理地布置各种设备和管道，尽最大限度地节约出可用空间，增强建筑物的美感，成为施工中需要解决的关键问题之一。
机电施工中所用的二维图纸反映的实体比较抽象，缺乏直观的实物视觉效果；又因为各设计专业自成系统，独立性较强，所以在设计、施工过程中很难进行有效沟通，以至于在施工过程凸显设备和管线布局不合理等问题，浪费大量的人力、物力。采用三维制图技术对建筑物标准层、设备机房等关键部位建立三维仿真模型，多专业管线排布实现可视化、立体化，便于各专业之间的协调和沟通，是解决上述弊端的有效方法。
1 综合管线三维制图
借助二维施工图纸和MagiCAD软件制作建筑内部工程管线信息应用平台，为达到预期效果，各专业的管线均须根据设计图纸执行制图，以清楚了解交叉、碰撞位置，更系统地展示平面图纸与实际施工之间的问题。
1.1 三维制图形象直观。如图1所示。三维CAD软件在设计过程中能清晰直观的关注到设计中的每一个细节，快速的解决了二维CAD软件中难以发现的管路干涉、管路死角以及阀门等在空间位置上的干涉，提前解决了不合理或错误的设计。不但提高了设计效率有效地避免了设计失误，而且可以与客户确定工程安装效果锁定工程成本。也为外判工程时提供了比用文字说明工程要求更为直观的依据。
二维CAD软件在设计过程中不但难以解决上诉所说的问题，而且由于管道设计工程在平面图上看，管线是纵横交错，这不仅给设计人员带来读图的困难，更别说根据二维工程图纸指导工程安装，以至现在不少企业取消了管道系统的设计，直接用工艺图指导工程安装，这不仅是企业无法统计工程安装时间以及安装成本，而且造成了管道走向以及阀门等装置的随意性，最终导致了在工程后期大量的修改管道。
1.2 快速生成物料清单。在管道工程安装阶段，由于管道工程安装大部分都是在生产现场进行工程安装。如果在安装的过程中缺料可能会导致整个工程停工；剩余太多的物料也势必会增加工程成本。因此一份准确的工程物料清单是必不可少的。在传统二维CAD软件设计中物料清单的编制长期困扰着设计人员，因为二维CAD软件在完成管道工程图设计时，设计人员还要根据工程图纸上的零件进行工程物料清单的编制，把设计人员大量的时间和精力耗费在这种毫无创新的工作中。三维CAD软件使用的是单一数据库，因此设计人员在完成管道设计时，只需要调用预先做好的模板，三维CAD软件就会准确无误的自动生成工程物料清单，有效地解决了企业以下几个问题：①为企业精确的核算工程成本提供了依据；②消除了缺料或剩料带来的成本上涨；③解放了设计人员的时间，使其把时间更多的投放到管道设计及管道改进等有创造性的工作当中。
1.3 修改方便。在管道设计完成后，由于客户更改产能或设计人员事前考虑不周需要修改管径大小。在二维CAD软件里设计人员一般的做法是更改管径、阀门、管件等的注释，而不会去修改管径以及依附在这段管路上的阀门、管件等的实际大小。因为这样会耗费大量的时间和精力，并且毫无效益可言，使用修改注释的方式无疑是为设计人员赢得了时间却为下一步的设计埋下了管道与配件不匹配的祸根。而在三维CAD软件里只需更改管径大小的控制参数，依附在此管路上的管件、阀门等配件会根据管径的参数自动更新，并且与之关联的物料清单也会自动更新，这是二维CAD软件无法实现的。
1.4 对工程安装人员提出了更低的要求。二维CAD软件设计的图纸对工程安装人员的水平有一定的要求。现实往往是本，雇佣的安装人员无法看懂二维图纸。导致企业在工程安装现场需要配备多名技术员指导工程安装工作。而用三维CAD软件设计的管道系统，只需打印几张不同视角的工程图纸，把其粘贴在现场的信息栏，就能解决人员配置低的问题，这样不但直接减小了现场技术员的数量减小工人成本，而且提高了安装效率。
1.5 建筑虚拟现实。该软件展示了建筑内工程管线机机房内设备的三维信息，可在场景中进行手动、自动漫游。可查看管线具有的部件特性，在三维中双击选中1根管道后，其信息就会列在属性表中，如规格、保温、标高、所属系统及管道内流动介质等。
2 工程实例
2.1 工程概况。某新建工程总用地面积30257m2，总建筑面积294854.18m2。地下室4层，地上裙房4层，公寓28层，办公楼34层，裙房建筑高度22.4m，酒店塔楼高99.9m，办公塔楼高157.8m（第六、二十、屋顶设避难层），地上建筑面积为196598.18m2，地下室建筑面积为98256m2，首层建筑面积为16789.15m2。机电工程包含通风空调、给排水、建筑电气专业，其中包括了空调新风系统、空调送回风系统、空调通风系统、消防通风系统、空调水系统、生活给水系统、生活热水系统、生活污水系统、变配电及应急电源系统、动力布线系统、广播电视布线系统、楼宇自控系统、有线电视系统等多个系统的施工。系统管线十分复杂，对综合管线布置的合理性要求很高。
2.2 三维制图在地下室的运用。地下一层有3个冷冻机房，11个空调机房，9台大型冷水机组，消防水池，生活水箱等设备种类繁多，管道错综复杂，工程管线的合理布置成为一大难题。利用MagiCAD软件建立模拟施工现场，发现有碰撞问题后，对管道位置进行调整。实际安装过程中，节约了大量时间，人力和材料。
2.2.1 冷冻机房。冷冻机房是整个暖通空调系统的核心，其管线布置是否美观合理，不仅体现了施工单位的安装施工水平，同时也体现出技术人员合理布局的水平。
冷冻机房中有水冷螺杆机组1台，水冷离心式冷水机组5台，蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组1台，冷却水泵7台，冷冻水泵14台，凝结水回收泵7台，水处理设备5套、自动补水排气定压装置8套、汽——水换热器台、风冷热泵机组2台。按设计施工图完成三维图像后，发现水管间存在碰撞交叉. 将冷凝水管向右平移30cm，成功解决了碰撞交叉问题（图2），整体效果图如图3所示。
2.2.2 空调机房。地下一层共有11个空调机房，空调机组及新风机组共57台。根据厂家提供的机组实际尺寸，发现机组间空间狭小，对工程管线布置的合理性要求很高，其中空调机房平面及三维效果图如4，5所示。
2.2.3 在样板段中的应用。地下一层走道作为机电安装综合管道布置的样板段。样板段各专业管道大致分为3层：①最上层为强弱电线槽和给排水管道；②中间层为空调水管和排烟管；③最底层为空调新风管、补风管和喷淋水管。样板段剖面图及局部图如图6所示。
3 结语
该项目工程量大，系统管线错综复杂，综合管线施工设计中运用三维制图技术，在提高工作效率的同时保证了工期，降低了成本，获得了良好的社会经济效益。
综上所述，三维CAD软件在管道设计及安装中的优势是显而易见的，随着三维CAD软件技术的不断发展以及企业对三维CAD软件的认识不断加深，三维CAD软件取代二维CAD软件时无法改变的事实。但这不是一蹴而就的，它需要在整个行业里成熟、发展到了一定的水平，才会成为顺其自然的潮流。
参考文献
1 钟建强.三维CAD软件在管道设计中的运用.中国高新技术企业出版社，2009