淺析BIM技術在消防泵房機電工程中的應用

溫 東 洋

(通號建設集團有限公司，湖南 長沙 410006)

1 工程概況

巴馬科技創新中心項目位于廣西自治區巴馬瑤族自治縣壽鄉大道同賀新區段。結構形式為框架剪力墻結構，建筑立面為曲面，裙房呈“S”型布局，裙房上為南、北兩棟塔樓，地下2層，地上14層，總建筑面積28 659 m2。機電安裝工程包含給排水系統、消火栓系統、噴淋系統、10/0.4 kV變配電系統、照明系統、接地系統、火災自動報警系統、防排煙系統等二十余種系統。

消防泵房內涉及系統較多，空間局促，若采用傳統的平面管綜排布方法，難以清晰地表示出各類管線之間的位置關系，故我公司決定在該項目部設立BIM工作站，采用BIM技術優化施工方案，提高工程質量，降低項目成本。同時該項目也是廣西自治區的“建筑信息模型(BIM)技術應用試點項目”，并最終獲得了廣西自治區第二屆“八桂杯”BIM技術應用大賽三等獎、湖南省第二屆BIM技術應用大賽二等獎。

2 BIM技術在機電安裝工程中應用優勢

2.1 模型屬性信息全面

BIM機電三維模型幾乎囊括了與管段、橋架、設備等相關的所有屬性信息。除了能夠反映傳統平面圖紙標識的材質和規格型號外，還可以反映任意管段(橋架、設備)的標高，管段的生產廠家、進場時間、加工時間、安裝時間、安裝責任人、驗收時間、驗收責任人、所屬系統類型等所有屬性信息。通過屬性信息的高度集合，為建設和施工單位提供了全面的施工信息，方便管理和查詢，也有利于后期維保單位的維修運營。

2.2 可視化

BIM技術近年來之所以能夠蓬勃發展，其很大一個優勢就是可視化，在精準的模型基礎之上，能夠直觀的反映出各類管線的空間位置和走向。而根據傳統平面機電安裝圖紙需要專業程度較高的工程技術人員再輔以較好的空間思維能力，才能夠想象出來管線的走向。借助BIM技術可以極大的方便工程技術人員識圖讀圖。可視化不僅表現在三維模型層面，還可以渲染出漫游視頻。通過漫游視頻更加直觀地展現出管線密集部位和復雜節點處，使工程技術人員在讀圖時重點關注該區域的布管情況。同時也可以通過漫游檢查室內凈高。

3 BIM技術在本機房中的具體應用

3.1 創建模型及管綜優化

1)創建模型。

創建模型之前應先熟悉圖紙，明白設計意圖和原理，才能夠提高建模效率。重點應關注管道的材質、標高、系統類型、連接方式等，避免創建模型之后再進行修改。創建模型的工作量一般比較大，可以根據實際情況對風水電三個專業進行分工繪制。要注意模型不僅應包含材質、規格型號、連接方式等基本屬性，還需要加入業主方或者自身施工需要的屬性參數，如：生產廠商、安裝日期等。模型是開展后續一切工作的基礎，所以務必要保證模型的正確性，精確性使應用程度的深淺而略有不同。

2)碰撞檢測。

把創建完成的土建和機電模型鏈接成一個模型后即可進行碰撞檢測。根據初步模型進行碰撞檢測往往檢測到的碰撞點很多，但要注意區分不同類型的碰撞點，如水管和風管的碰撞、橋架和土建的碰撞等。

3)管綜優化。

在進行管綜優化之前仍需要注意兩點：一是再次核對土建和機電模型是否正確，二是熟知管線排布的優先順序及設計凈高的要求。在進行管綜優化時要遵從有壓管讓無壓管、水管讓風管、小管避讓大管、附件少的管道避讓附件多的管道等基本原則。要逐一的對檢測出的碰撞點進行優化，優化的工作量甚至比建模時還要大，這一步一定要耐心完成，后續工作均以此為基礎開展。全部碰撞點優化完成后可以再次運行碰撞檢測，這時若還提示有碰撞點，則應分析碰撞是否是有效碰撞，比如：管道穿越樓板處本身就是一種碰撞，見圖1。

3.2 三維可視化技術交底

傳統的技術交底僅可以表現出管線的平面位置關系，難以較清晰地展現管線的空間位置關系。現在我們借助BIM模型渲染出泵房的漫游視頻，并提供復雜節點處的三維視圖，幫助理解設計意圖和施工操作要點，能夠對現場施工進行具體的指導，提高了項目部管理人員和施工作業人員的溝通效率，減少因溝通偏差造成的不必要的施工拆改，從而降低施工風險，提高管理水平，見圖2。

同時，也可以通過模擬視頻對復雜節點處的施工工序進行施工模擬。泵房內多為DN150的管道，管徑較大且管道布置密集，在施工時不僅要考慮管道之間的間距，還要考慮閥門附件的安裝間距和支吊架的布置間距的要求。BIM模型中的尺寸即為管段和閥門的實際尺寸，為施工模擬提供數據。對重點部位進行施工模擬，直觀看到管段及閥門附件的安裝次序，為優化施工方案提供技術支持。

3.3 支吊架的應用

傳統支吊架的布置主要是依據設計文件和相關圖集標準的要求，而設計文件針對支吊架部分往往僅規定了最大的間距，只做一些原則性的要求，而規范中也僅對單管的支吊架間距做了要求。泵房中若使用單管支吊架不利于控制成本且管線密集，不宜布置，而多管支吊架手工計算比較繁瑣，不僅要考慮管道及管內介質的自重等靜載，還要考慮管內介質對管道的沖擊動載，手工計算比較困難。

而借助BIM技術就可以很好的解決這一難題。使用MagiCAD軟件可以分析支吊架的受力狀態，布置綜合支吊架，還可以對支吊架進行試算，布置最優支吊架。在保證滿足安全驗算的前提下，最大限度的節約材料、節約成本。并能輸出支吊架下料加工圖紙，指導工廠采購原材和預制加工。其吊桿和橫擔的下料長度只需要按照輸出的明細圖下料即可，不需要在現場實測實量，這樣既保證了下料加工的精準度，也縮短了施工的工期，如圖3所示。

3.4 應用效果

本項目作為廣西自治區的BIM技術應用試點項目，也是河池市唯一的試點項目，受到了市住建部門的高度關注，當地新聞媒體也進行了跟蹤報道，并最終獲得了兩項大獎，為集團公司在廣西河池市樹立了良好的口碑，為繼續挖掘河池市場夯實基礎。

本泵房通過運用BIM技術，將土建和機電專業之間相互矛盾的圖紙問題提前予以解決，提高了施工的預判性，并運用三維技術交底，降低了施工難度，避免了施工拆改。另一方面，傳統的管道數量一般按照平面圖紙根據經驗來進行估算，下料加工時需要在現場實測實量，比較繁瑣。而本泵房通過BIM精準模型導出的工程量和下料加工圖，直接用于指導下料加工，且誤差較小。本泵房機電安裝工程的施工時間較傳統方法節約工期約5 d。

BIM技術的運用是需要一個團隊來協作完成的。通過本次的BIM運用，增強了團隊的凝聚力，也為企業培養了一批BIM人才，為探索BIM如何切實運用到項目上去積累經驗。

4 結語

在消防泵房中使用BIM技術進行管線綜合設計和碰撞檢測，有效的解決了平面圖紙反映信息有限而造成的施工錯誤；運用三維可視化技術交底非常直觀的體現管線的空間位置關系，減少了由于工程技術人員經驗不足而造成設計意圖理解偏差；支吊架功能的使用，解決了手工計算綜合支吊架繁瑣易錯的難題，導出的下料圖紙能夠直接用于加工生產，縮短施工周期。BIM技術的運用使施工過程可視化、高效化。而隨著BIM技術發展的日趨成熟，還需以此為基礎把BIM技術延伸到施工進度管理、成本管理、材料管理、安全質量協同管理等日常的項目管理中去。借助BIM技術提升項目的管理水平，加強項目各部門和各參建單位的溝通協調能力，使企業在精細化管理項目方面邁向新高。