BIM技術在某地下室工程中的應用

潘俊武

PAN Junwu

(浙江建設職業技術學院,浙江 杭州 311231)

近年來,建筑行業為了提高行業效率與質量,競相推廣應用國際上新興的BIM技術。BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技術是利用計算機軟硬件技術,通過建筑信息模型的創建和使用,實現建筑信息有效傳遞和共享。它同時也是建筑開發、建筑設計、建筑施工及建筑運維基于建筑信息模型的過程和方法,并且貫穿于建筑的全生命周期[1]。

國家住房和城鄉建設部早在2015年4月14日發布的 《關于推進BIM技術在建筑領域應用的指導意見》中,要求“2016年起政府投資的2萬平方米以上大型公共建筑以及申報綠色建筑項目的設計、施工采用BIM技術；截至2020年,完善BIM技術應用標準、實施指南,形成BIM技術應用標準和政策體系；在有關獎項,如全國優秀工程勘察設計獎、魯班獎(國際優質工程獎)及各行業、各地區勘察設計獎和工程質量最高的評審中,設計應用BIM技術的條件。”在2016年8月發布的《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》中提出,未來五年發展的主要任務之一是“深入研究BIM、物聯網等技術的創新應用。”

但從總體來講,現階段我國的BIM技術發展仍處于初級階段。比起美國等發達國家,我國建筑施工企業員工的整體素質較差,計算機應用水平也較低。在這樣的情況下,施工企業對BIM應用需要一個認識—理解—應用—深入的過程,短期內應用BIM進行精細化管理恐怕難以兌現。因此,以算量技術、碰撞技術為突破口,實實在在地利用BIM解決實際問題,是比較好的切入點。基于此,特對浙江省警衛局后勤保障基地一期工程使用BIM技術,嘗試BIM應用研究,探索具有實際應用價值的施工項目BIM應用方法和途徑。

1　BIM技術在地下室工程中的應用

1.1　工程概況

浙江省警衛局后勤保障基地項目工程,總用地面積約10 700m2,總建筑面積約54 600m2,分為一期和二期兩階段工程；其中一期工程總建筑面積約20 200m2,地上建筑面積約15 800m2,地下建筑面積約4 400m2。地上部隊營房20層,建筑高度為69.7m,裙房4層。地下1層(帶夾層)，該工程的戰時用途為二等人員掩蔽部,平時用途為地下汽車庫；防護等級為甲類六級；位于地下一層。結構層高5.9m、夾層層高3.6 m；地下一層建筑面積為3 482.65m2,地下夾層建筑面積為890.07m2。考慮到地下室機電管線復雜,設備種類多,機房、配電間、電井、管道井等重點部位管道密集,屬于碰撞問題的高發區,因此,選擇一期的人防地下室建立模型。同時,在一期地下室的建模過程中積累的經驗,可以在二期的建造過程中得到應用和改進。

1.2　項目建模

在收集并熟悉項目的設計施工圖后,首先確立建模范圍和各專業的建模標準。本工程的建模范圍為一期地下室建筑構建結構全部建模,參數以結構圖紙為準；機電各系統(水電風)管線、電線等全部建模,參數以機電、動力圖紙為主。其中管線之間連接連續,排水、通風、電路方向正確。后期可制作查看各系統之間運行動畫,保證暢通。

模型的內容及深度參照《上海市建筑信息模型技術應用指南(2015)》中施工圖設計階段,以及《民用建筑信息模型設計標準》(北京市地方標準)深度等級3.0執行。建筑、結構模型及機電模型均采用Revit 軟件。

建模時,需要各專業及專業間分工協作,完成后再將分模型鏈接在一起,因此,確定統一的圖紙基準點是必要的。基準點一般選擇在不易發生設計變更的部位,本工程的基準點為地下室西南角的1/0A與1軸交界處,見圖1。

圖1　圖紙基準點的選擇

1.2.1建筑、結構模型的建立

將CAD平面圖清理后,鏈接進入Revit軟件中,根據圖紙建立標高、軸網后,逐層建立結構柱、剪力墻、梁、板、樓梯、坡道、建筑墻、門、窗等構件和基礎,完成建筑、結構模型的建立,見圖2。

圖2　地下室建筑結構模型

1.2.2通風、給排水、電氣、消防等機電模型的建立

為確保設計團隊進行高效的協同工作,開始機電項目時,先創建空白項目文件,在文件中鏈接已創建完成的建筑、結構模型。使用“復制/監視”工具,復制創建鏈接模型中的軸網與標高,這樣既能保持與建筑結構模型中圖元協調一致，又提高了建模效率。

設備管線按照設備專業施工要求分系統進行,各系統設置不同的顏色以便區分,視圖樣板的設置見圖3。建模順序按照由上到下、從大到小進行,以減小后期調整管線避讓的工作量。

圖3　各系統設置不同的顏色

機電圖紙按專業分為給排水、暖通、電氣三個專業。各專業模型建立時,先繪制設備定位,再繪制管路。先從設備用房入手,繪制房內管路,再繪制房外的。例如,在建立給排水模型時,先布置臺盆、小便器等衛浴裝置,再創建給排水系統的管道,然后在項目中繪制給水管(排水管),再添加閥門等管路附件，完成后的地下室機電模型見圖4。

圖4　地下室機電模型

1.3　圖紙校核

圖紙校核是BIM模型最直接的應用,也是BIM最主要的價值體現之一。通過Revit軟件建模,將二維的施工圖轉換成直觀的三維模型,并將建筑、結構、通風、給排水、電氣、消防等專業整合在一起,可以有效地發現圖紙中的錯誤,從而在施工前夕將問題解決,避免因返工而增加成本。事實上,整個建模的過程就是對圖紙的校核過程,在根據圖紙建立模型的過程中,我們發現了圖紙中存在的多處錯、漏、碰問題,并整理成圖紙問題匯總,提交給設計、施工雙方,由設計院進行第一次更改優化。見圖5。

圖5　建模時發現的圖紙部分問題

1.4　碰撞檢查

模型完成后,導出NWC文件,在Navisworks軟件中,我們將土建與機電及機電與機電模型進行碰撞檢查,共檢測出424處土建與機電管線的碰撞點,31處機電管線與機電管線間的碰撞點。經過整理、編輯后,匯總出圖文并列的土建與機電、機電與機電碰撞報告,提交給設計、施工雙方,由設計院進行再次的更改優化。見圖6、圖7。

圖6　土建與機電碰撞報告導出的問題之一：管道穿梁

圖7　機電與機電碰撞報告導出的問題之一：風管與電纜橋架相撞

圖8　通過模型導出的CAD剖面圖

1.5　工程量統計和CAD出圖

模型生成后,直接用Revit軟件中的明細表工具,生成房間、樓板、梁、柱、基礎、門窗等明細表,統計出數量、體積等詳細的工程量,精確計算出工程成本。Revit軟件可利用模型導出CAD格式的圖紙,極大地減少了模型優化后設計院的圖紙繪制工作。見圖8。

2　經濟和社會效益分析

通過BIM技術的應用,提前發現了施工中可能出現的碰撞,減少了施工中的返工,顯著縮短了工期,節約了成本,在保證質量的同時,也減少了建筑材料、水、電等資源的消耗及其帶來的環境問題。

由于在模型中可以生成任意復雜位置的機電管線綜合剖面圖、三維立體圖,從而為管線設計決策提供了依據。在減少對基礎設施的投資和操作成本的前提下,形成管線、機電安裝工程的施工指導方案，進而提高了項目整體管理水平,為工程建設的順利實施提供有力的技術保障。

3　結　語

BIM是建筑行業未來重要的發展方向,BIM技術的不斷深入應用將對我國建筑施工行業的創新發展帶來巨大的價值。本項目的BIM實踐應用,解決了企業的部分實際工程問題,為后續的BIM技術應用探索提供了更多的思路、方法和技術支持。