MEP在蕪湖市LNG應急氣源調峰項目中的應用

姜天凌 蘇 杰 趙 航 李志超 劉百韜 潘艷艷

(中國市政工程華北設計研究總院，天津300074)

2008年北京奧運會，“鳥巢”以其獨特造型蜚聲海外，該場館采用三維設計軟件CATIA搭建計算鋼結構模型，其復雜程度令人驚嘆，給很多第一次近距離接觸BIM(建筑信息模型)的國人留下深刻印象。幾年過去，BIM技術逐漸成熟，其應用從概念階段邁向實施，國內在這方面尚處起步，但先進的技術和廣闊前景讓人們意識到，應用三維設計提升競爭力，是設計公司必須經歷的轉型。

為應對技術革新與挑戰，中國市政工程華北設計研究總院于2012年成立BIM設計研究中心，服務院內拓展院外，涉及內容包括方案設計、初設、施工圖等各階段，以及總承包項目的施工組織設計BIM等。本次蕪湖市LNG應急氣源調峰工程(圖1)的施工圖設計過程中，以ArchiCAD為平臺，實踐三維設計軟件在市政燃氣項目設計和施工指導方面的應用，同時著重對MEP工具的應用表現進行了實踐。

1 項目概況

蕪湖市地處長江中下游低區，不具備城市供暖設施，近兩年天然氣取暖用戶激增，加上工業生產用戶增加，對冬季供氣形成巨大壓力。為保證全市天然氣安全供應的需求，蕪湖中燃確定，建設補充及應急氣源來保證冬季充足儲量，并在氣源緊張時投入使用，此舉對蕪湖中燃的經營與發展、蕪湖市天然氣安全穩定供應都具有十分重要的意義。

圖1 廠區模型渲染圖

該項目應用BIM設計，期望最大限度減少設計中管線碰撞及對接錯誤，同時提供工程量統計以及用于現場施工與管線設備安裝的指導工作。

2 模型建立

ArchiCAD是一款專業的建筑三維設計軟件，設計人員可以根據自己在二維設計中積累的經驗和習慣快速地建立三維建筑模型并自動生成平立剖面圖，相比二維設計能夠提高效率，減少工作量，對于復雜項目優勢尤為明顯。燃氣市政項目中，建筑類單體較為簡單，多為低層建筑，少有復雜樣式，使用ArchiCAD建模及出圖完全可以應對，甚至有些大材小用。燃氣市政項目重點在于管線綜合，這方面需要用到ArchiCAD水暖電插件MEPModeller進行管線的布設，同時通過MEP系統的設置將管線進行分類，以方便后期的材料統計，項目中所需設備通過自定義MEP部件的方式進行創建。

圖2 自動生成的剖面圖

3 施工圖表達

ArchiCAD的特點是可以從模型中自動生成平面圖及任意位置剖面圖，設計人員只需在相應的圖紙上添加尺寸標注和文字標注(圖2)，非常方便，在充分的前期工作前提下，后期的出圖變得簡單快捷。

該項目軟件自動生成的平面施工圖，絕大部分都能滿足工程圖紙表達要求，不滿足的情況包括分層的管線，當其水平投影相重疊時，其平面圖顯示亦重疊，無法像二維設計中一樣添加打斷線，解決方法之一是使用工作圖工具，斷開圖紙和模型間的關聯來進行自由編輯，缺點是一旦模型發生更改，圖紙無法聯動更新，故不推薦。該項目中采用的解決方法是在相應節點添加3D文檔(圖3)，用于輔助平面圖表達。

4 材料統計

圖3 3D文檔實例

圖4 材料統計EXCEL表單

ArchiCAD的清單功能可以自動生成模型元素統計表，通過對清單方案的設置，可以自定義顯示模型元素的相關參數。具體到MEP部件，由于是分類建模，在統計時也需分類篩選統計，即直管段、彎頭、三通、閥門等各生成相應統計表。還可以將軟件生成的統計表導入EXCEL，配合篩選和分段求和等函數命令，可以方便的實現依區域和設備的組合式統計，不同類別、規格管線的分類統計(圖4)等。

5 管線綜合

燃氣市政項目工藝管線繁多、排布緊湊、交錯頻繁，二維施工圖設計中極易出現管線碰撞，通過使用MEP插件構建全工藝管線，可以對管線之間的關系做到全面清晰地把握。三維模型對于復雜的管線綜合協調及解決局部空間的碰撞沖突方面起到很大的輔助作用。如圖5所示，狹窄空間內處理好各專業管線的空間布置關系以及轉彎處標高的相互協調，如果沒有三維模型的直觀性的幫助，將是一件十分頭疼的事情。

6 設計展示

ArchiCAD強大的三維展示功能，除了表現在設計階段可以實時查看三維模型外，軟件還可以通過虛擬建筑漫游(VBE)插件，生成一個exe文件，通過郵件發送給甲方和施工單位，這樣客戶無需安裝軟件，就可以在終端設備上自由漫游瀏覽項目3D模型，還可以操作相關圖層的打開和關閉，甚至可以讀取管道、設備信息及平面測量等操作。

7 施工配合

三維輔助設計的應用，在設計階段杜絕了可能在施工過程中發生的碰撞問題，有效提高工作效率，降低變更成本，同時，三維模型生動的圖紙表達方式，使得施工人員在遇到復雜的空間結構時，不必再糾結于傳統的二維圖紙，通過三維視圖的任意抽取，可以直觀地進行溝通。圖6中所示，為蕪湖項目三維建筑信息模型與項目施工現場的對比，“真實”的模型使得與施工的配合變得容易，用于施工指導工作，得到了業主和施工單位的稱贊。

8 結語

圖6 信息模型(左)與施工現場(右)對比

將三維設計手段引入燃氣市政項目是一項嶄新的嘗試，一方面，BIM技術出色的展示效果，全新的出圖、統計方式，以及能夠在設計階段杜絕錯漏碰缺，是其不可被否認的優勢;另一方面，缺少相應行業設備圖庫，自行創建設備較為耗時，影響設計效率，同時由于圖紙自動生成，在表達上與常規二維設計也存在差異，但目前尚無統一標準。

無規矩不成方圓，要推進燃氣市政行業的三維設計應用，下一步需要完善的，是行業三維圖庫的建立，以及行業三維制圖標準的建立。

[1]范重，劉先明，范學偉等.國家體育場大跨度鋼結構設計與研究[J].建筑結構學報，2007，28(2):1-16.

[2]樊宏欽，郭紅領，金志剛，李恒.BIM技術應用的機遇和挑戰:香港建筑業實踐情況[J].土木工程建筑信息技術，2010，2(3):58-65.

[3]GRAPHISOFT中國區.GRAPHISOFT ArchiCAD基礎應用指南.同濟大學出版社，2013

[4]GRAPHISOFT中國區.GRAPHISOFT ArchiCAD高級應用指南.同濟大學出版社，2013

[5]楊遠豐.ArchiCAD施工圖技術.中國建筑工業出版社，2012