BIM技術在某商業綜合體項目的應用研究

黃軍才，杜運坡，韓風毅

（1.廣東順域機電工程有限公司，廣東 佛山528000；2.長春工程學院，長春130012）

1 工程概況

1.1 項目簡介

該工程為一大型商業綜合體，集商業、辦公、影院、餐飲、健身、超市、車庫等于一體。屬一類高層綜合樓。地上裙房四層，主要使用功能為商業、餐飲、影院、電玩、健身等；A 座塔樓21 層，只要使用功能為辦公；B 座塔樓25 層，只要使用功能為辦公；C 座塔樓24 層，主要使用功能為辦公；地下一層，主要使用功能為超市、車庫及設備用房，地下停車位491 輛；地下局部設夾層，主要使用功能為非機動車庫。總用地面積28255m2，總建筑面積175834m2，其中地上建筑面積145615m2，地下建筑面積30218m2，建筑控制高低90m。項目建筑效果如圖1所示。

1.2 工程特點和難點

圖1 項目效果圖

該工程包括給排水工程（生活冷水給水系統、生活熱水給水系統、游泳池循環水系統、生活無廢水排水系統、雨水排水系統）、消防工程（消火栓給水系統、自動噴水滅火系統、氣體滅火系統、建筑滅火器的布置、大空間智能型制動噴水滅火系統）、采暖工程、空調工程和強電弱電工程（低壓配電系統、動力配電系統、照明插座系統、有線電視及綜合布線系統、火災自動報警系統、防雷接地系統），機電綜合管線較多，專業交叉頻繁。水源為城市自來水管網，由南側和東側各引一路DN200mm 的給水管道，進入該工程用地紅線經室外地下水表井計量后，供該工程生活、消防用水；城市給水管網供水壓力為0.14MPa。該工程裙房健身淋浴設生活熱水給水系統。采用太陽能集熱+燃氣鍋爐輔熱聯合供應。太陽能集熱系統由太陽能集熱起、換熱器和循環泵組成。生活冷水先經過太陽能集熱系統換熱器預加熱，再由燃氣鍋爐加熱至設計熱水溫度后統一供應到各用水點。

該工程變配電室設于地下一層及裙房屋頂，消防控制室及弱電機房設于地下夾層。擬由市政電網引來兩路獨立的10kV 電源，互為備用，同時運行。紅線內采用電纜穿管埋地方式引入設在地下一次的高壓配單間，互為備用的兩路電源為雙重電源，當其中一路電源發生故障時，另一路電源不受影響，滿足一級負荷的供電要求。

該工程冷源采用電制冷冷水機組，供應7/12℃空調冷水。空調熱源采用水-水板式換熱器，一次熱媒為市政熱網提供的110/70℃，供應60/45℃空調熱水。冷源側為一次蹦主機定流量末端變流量系統。根據超市、大商業各區域功能，分別采取全空氣系統、風機盤管加新風系統。超市營業區空調采用全空氣系統，空調送回風口布置根據貨架位置確定，回風口設過濾裝置。新風從新風井采入，超市營業區設排風系統，排風由排風井排出。大商業的外鋪設風機盤管加新風系統；大商業步行街各層走廊設風機盤管加新風系統，條縫風口下送；走廊屋頂設排風系統，及時排走預熱。風機盤管回風均設回風箱。

2 BIM 組織與應用環境

2.1 BIM 技術應用前景

BIM 技術，即建筑信息模型技術[1]，BIM（建筑信息模型）的概念最早是由美國的教授提出來的[2]。BIM 是建筑行業技術發展的必然趨勢，是實現建筑工程設計、施工組織及全生命周期運行管理等過程信息化的必要手段，BIM 具有可視性、協調性、模擬性、優化性、可出圖性、一體化性、參數化性、信息完備性。BIM 技術最大的特點就是能夠通過建設三維參數來實時對建筑物進行精準的模擬[3]。施工階段的BIM 應用覆蓋工程項目深化設計、施工實施、竣工驗收與交付等整個施工階段。BIM全壽命周期應用如圖2所示。

2.2 BIM 應用目標

設計團隊使用Revit 等建模軟件進行建筑結構、機電工程模型的構建，達到信息共享、協同工作，進行碰撞檢查，優化機電綜合管線，熟悉建模過程并解決機電管線常見的問題。在現場BIM 應用目標包括：減少設計變更、縮短施工工期[4]、降低工程造價、提高施工質量、多專業協同等，大大提升管理效率[5]。

圖2 BIM 全壽命周期應用

3 BIM 應用

3.1 模型說明

本模型采用NAVISWORKS2018 制作。查看模型請打開nwf 后綴的模型。nwc 格式模型是nwf 模型的支持文件，不可以刪除。模型采取X-YYY 的命名方式；其中X 為MEP 中的一項，YYY 表示二級系統。M 為多聯機系統、采暖系統及空調系統、E 為電氣系統；P 為噴淋系統、排水系統、消防系統及生活水系統。

具體模型說明如圖3所示。

圖3 模型說明

3.2 項目BIM 組織機構

整個機電工程BIM 項目采用BIM 項目負責制，由BIM 項目負責人全面負責。下設建筑結構模型組、機電管線組、綜合管線優化組、造價精算組、施工管理組和BIM 動畫組，整個BIM 團隊總計20 人。首先由建筑機構模型組進行建筑學和結構工程專業模型的構建，完成后由項目負責人審核，審核無誤后，由機電管線組進行機電工程模型構建。建筑學、結構工程、機電工程各專業都完成后，總體審核，確定無誤后，進行碰撞檢查分析，機電綜合管線優化，然后進行造價精算和施工管理，最后進行BIM 動畫。過程中使用各種BIM 軟件，要求數據傳遞不能丟失，必須保證100%數據傳遞。

3.3 Naviworks 碰撞檢測分析

項目在機電工程施工前，進行BIM 工作，最重要的就是進行碰撞檢測分析，采用Naviworks 軟件進行，會生成碰撞檢測分析報告，報告中給出碰撞點說明、位置、碰撞類型等信息。本項目通過碰撞檢測分析后，硬碰撞：A 塔樓178 處，B 塔樓555處，C 塔樓1177 處，1、2 層1273 處，3、4 層1875 處，地下夾層、負一層2201 處，項目總計硬碰撞7259 處，具體硬碰撞如圖4所示，硬碰撞三維圖如圖5所示。

圖4 硬碰撞具體情況

圖5 硬碰撞三維圖

圖6 綜合管線優化成果

3.4 綜合管線優化

管線綜合布置的實施總體原則，盡量利用梁內空間，絕大部分管道在安裝時均為貼梁底走管，梁與梁之間存在很大的空間，尤其是當梁高很大時。空調風管和有壓水管均可以通過翻轉到梁內空間的方法，避免與其他管道沖突，保持路由通暢，滿足層高要求。

3.4.1 綜合管線具體避讓原則

①有壓管讓無壓管，小管線讓大管線，施工簡單的避讓施工難度大的。②冷水管道避讓熱水管道。熱水管道需要保溫，造價較高，且保溫后的管徑較大。③工程量小的管線讓工程量大的管線，附件少的管道避讓附件多的管道。④檢修次數少的和方便的管線，讓檢修次數多的和不方便的管線。⑤臨時管道避讓永久管道。新建管道避讓原有管道；低壓管道避讓高壓管道；空氣管道避讓水管道。

3.4.2 垂直面排列管道原則

熱介質管道在上，冷介質在下；無腐蝕介質管道在上，腐蝕介質管道在下；氣體介質管道在上，液體介質管道在下；保溫管道在上，不保溫管道在下；高壓管道在上，低壓管道在下；金屬管道在上，非金屬管道在下；不經常檢修管道在上，經常檢修的管道在下。

3.4.3 管道間距

考慮到水管外壁、空調水管、空調風管保溫層的厚度。電氣橋架、水管，外壁與墻壁應最小有100mm 的距離，直管段風管距墻距離最小150mm，沿構造墻需要90°拐彎風道及有消聲器、較大閥部件等區域，根據實際情況確定距墻柱距離，管線布置時考慮無壓管道的坡度。不同專業管線間距離，盡量滿足現場施工規范要求。優化成果如圖6所示。

4 結語

該項目在機電施工前應用BIM 技術，采用BIM 軟件進行模型構建、利用BIM 專業軟件進行碰撞檢測分析，總計有7259 處硬碰撞點，綜合管線優化1844 處，地下負一層凈高達到規范設計要求。可以看出，采用BIM 技術在商業綜合體項目中可以減少設計變更、縮短施工工期、降低工程造價、提高施工質量。