基于BIM技術的地下室水泵房設計初探

封聲鳳　馬世斌

(賀州學院　廣西賀州　542899)

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基于BIM技術的地下室水泵房設計初探

封聲鳳馬世斌

(賀州學院廣西賀州542899)

以一高層辦公樓的地下室水泵房為例，介紹BIM技術在建筑給水排水設計中技術革新運用，并指出運用過程中存在的問題，及今后改進的建議。

BIM；水泵房；建筑給水排水

0　引言

2002年，業內人士稱之為BIM紀元年，那時候BIM才剛被行業所接受[1]。“BIM”這樣一個字眼，從原來的懵懂到現如今的炙手可熱，各大設計院、施工方、建設方、高校等視之為香餑餑。業內廣大人士已經意識到，BIM時代已經來臨，搶先運用才是硬道理。

眾所周知，地下室的泵房是設備最多，管線最為復雜的地方，被稱之為給水排水專業的心臟[2]，本文選取一高層辦公樓的地下室消防泵房作為代表，探討BIM技術對地下室泵房的管線、閥門、支吊架等設計的指導意義。

1　工程簡介

目前基于BIM技術的軟件很多，比如Revit、Archicad、MagiCAD等。本工程采用的是Autodesk公司推出的Revit 2014 - 簡體中文 (Simplified Chinese)軟件，該軟件具有設計能力強、界面與傳統CAD類似、兼容性好等優點，但該軟件在給水排水專業中所花心思較少，對于管道的功能還待完善，為此本工程采用了鴻業BIMSpace插件，類似于傳統二維圖紙設計中CAD的天正插件。

本工程為一座高層辦公樓，地下2層，地上22層，總建筑面積3982m2。在該大廈地下2F有一個450m3消防水池和一個193m2的消防泵房。該水泵房內設一個容積為33m3不銹鋼生活水箱及不銹鋼水泵兩臺，水泵型號為ADL(F)20X12(Q=22m3/h，H=133m，N=15kW ,一用一備)，消毒采用SCII-5HB水處理設備，全自動運行。室內消火栓采用臨時高壓系統，加壓采用消防專用泵兩臺，加壓泵型號為XBD16/40-150D/8-W5(Q=40L/s，H=160m，N=110kW，一用一備)；噴淋加壓泵兩臺，型號為XBD15/50-150D/6-W5(Q=40L/s，H=161m，N=110kW，一用一備)。

2　項目應用

BIM技術對于水泵房設計的幫助是顯而可見的，直觀的三維模型對于非專業人士進行立體展示有很好的效果，整個過程虛擬可視，使參與溝通的各方更加順暢。BIM技術所構建的三維模型是由一個個實體構件組成的，這些構件具有各類參數，可直接用于水力計算，同時，某一個視圖上的更改，可以同步反應到其它視圖上，避免了逐個修改的繁瑣。BIM技術還具備碰撞檢測功能，生成的檢測報告能讓設計人員通過各個構件的編號快速定位碰撞位置，及時進行改正?，F將BIM技術運用在該水泵房的成果展示如下：

(1)可視化設計

基于BIM技術的水泵房設計不再是傳統的二維圖紙設計，已把設計師從繁重的平面、立面、剖面的繪制等解脫出來。三維可視化模型是BIM技術的最大特點，如圖1，可以讓設計師在虛擬空間里漫游檢查體驗各個構件及其參數。地下室水泵房設備繁多，管線復雜，同時還需考慮設備安裝和維修空間，但通過三維虛擬，讓設計過程一目了然，利于后期的運營維護。三維可視化模型也能讓參與各方(建設方、施工方、監理方等)很好地理解設計師的意圖，將信息損失降到最小，對提高工作效率意義重大。

(2)管線碰撞

水泵房是集設計、施工、使用、維修4個環節的統一，在這個過程中既可能發生實體碰撞的“硬碰撞”，也可能發生非實體碰撞的“軟碰撞”[3]。管道碰撞與交叉問題是給排水設計過程中最棘手的，尤其在水泵房這樣空間有限而管線錯綜復雜的地方更是難上加難。本工程運用Revit軟件中的“碰撞檢測”功能發現水專業與水專業碰撞3處，水專業與結構專業碰撞11處，水專業與暖通專業碰撞12處，水專業與電氣專業碰撞7處，通過生成的碰撞報告用“按ID號選擇”高亮顯示錯誤處，發現 錯誤及時與相關專業協商，秉持管道碰撞基本避讓原則拿出最佳方案，經修改后再次碰撞檢測直至模型零碰撞，如圖2，有效地預防了施工中返工的問題。本工程的軟碰撞采用虛擬漫游的方法，制作出長寬高相對應的立方體，以立方體漫游行進檢查，發現設備管線與立方體碰撞及時訂正。

(3)安裝工序模擬

傳統項目管理中使用橫道圖或雙代號網絡計劃圖表示施工進度計劃已很難直觀描述復雜施工的動態變化，BIM技術所構建的三維模型可與施工進度相結合模擬施工過程，為施工交底提供指導性意見。本工程中的水泵房三維模型每個構件都被賦予時間信息概念，把描述水泵房安裝進展計劃的MPP項目管理文件導入TimeLiner中，時間信息與構件信息相對接，將水泵房的安裝進展形象地表現，形成動態的水泵房設備管線安裝過程模擬，同時也能結合后期的風險管理、設計變更同步、供應鏈管理等。

將BIM技術運用在地下室水泵房，使其在設計階段更全面地考慮，避免了大量的瑣碎制圖，對施工方和設計方均是有益的，但運用Revit實現水泵房的 三維設計的過程中還存在一些問題，需要以后不斷改進：

(1)對于本工程實際操作中最大的障礙是族的不健全。想要畫出與施工完成后貼近的圖紙，必然圖紙中所選用的每一個設備均是真實可靠的，設計中 雖然用了鴻業BIMspace，但市面上的設備種類繁多且層出不窮，目前軟件公司不可能將其盡納入族庫。比如此項目水泵房的消防泵采用的是XBD16/40-150D/8-W5，而鴻業BIMspace里面就沒有這個族，為此設計師得對照泵的樣本用Revit新建/族/公制常規模型里面的拉伸、融合、放樣、旋轉等各種命令創建出一個泵的族出來，這必將影響畫圖的速度。設想如果族的完善達到理想效果，那把泵畫入三維模型圖中只需點兩下鼠標即可。

(2)異徑三通是普遍存在于給排水設計中的，所謂的異徑三通即支管與另外兩端的直徑不同。如本工程中水泵試驗的水管，該試驗水管是從泵DN200的出水管引出的DN70的管，實際工程中施工人員也定會安裝一個異徑三通，但軟件自帶的所有管線及管線附件中卻忽略了，為此本工程只好用一個等 徑三通加一個變徑來表達，如圖3。

(3)鴻業BIMSpace中的自動升降對于管道出現碰撞之后的修改作用很大，特別是管線聚集的地下室，如很多小管徑的噴淋管需避讓風管，設置好升降高度之后便可自動避讓，但也還需改進。如系統無法識別碰撞的深度不可自動升降，如圖4，該軟件可能有這樣的初衷但使用時卻沒理想的成功過，或者軟件能在局部三維視圖時測量標高方便到每一個點也大可提高升降的工作效率。

(4)BIM技術可實現平面、立面、剖面聯動修改，使工作效率提高。通過所建的模型可做任意剖面。

剖切線可通過線段間隙進行打斷，任意拐折，但剖切范圍卻無法拐折，如圖5，實屬遺憾。因BIM模型的剖切是所見即所得，只要在剖切范圍內均能看到，而給排水的剖面圖有時只需要介紹一個系統即可，這時候剖面圖中會混雜各種不必要的圖元，使剖面圖很雜亂，建議剖切的范圍也可拐彎打折。

3　結語

BIM的出現，讓給排水設計、地下室水泵房設計實現了質的提高，不再僅僅是抽象的二維圖紙，還是三維模型、漫游動畫、施工模擬等等，不但使得水泵房的設計更加形象生動，而且節約了返工變更的成本，降低了施工投入。但同時也應看到在推廣BIM技術的過程中還有大量工作要做，這需要各方的共同努力。相信隨著BIM技術運用的日益廣泛，其存在的不足在各方人士的努力下將得到有效地完善，未來BIM技術的成熟運用將對我國的建筑行業產生積極影響。

[1]何關培.BIM內省[J].建筑技藝,2013,(2):204-209.

[2]羅思楊.關于消防水泵房設計的幾點思考[J].中國新技術新產品,2013,(3):111.

[3]高遠,鄧雪原.基于BIM的建筑MEP設計技術研究[J].土木建筑工程信息技術,2010,02(2):91-96.

封聲鳳(1988.02-)，女，助理工程師，助教，主要從事給排水設計方向的研究。

馬世斌(1988.05-)，男，助理工程師，主要從事給排水設計方向的研究。

The original research based on the application of BIM technology in the pump house of basement

FENGShengfengMAShibin

(Hezhou University,Hezhou 542899)

By taking a example of a pump house in the basement of a high-rise building,paper tells a lot about BIM’s application were introduced in the paper.In addition,it reveals both the achievements and problems in the application,and puts forward its influence on the whole industry.

BIM; Pump house; Water supply and drainage

基于BIM技術的MEP設計研究(2015ZZZK06)

封聲鳳(1988.02- )，女，助理工程師，助教。

E-mail:525579518@qq.com

2015-12-13

TU991.35

A

1004-6135(2016)02-0097-03