基于BIM 技術(shù)的地庫(kù)機(jī)電安裝工程施工探究

馬銘君

（中鐵二十二局集團(tuán)第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱）

前言

BIM 是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種建筑信息模型技術(shù)。自國(guó)家住建部門聯(lián)合國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、人力資源和社會(huì)保障部、交通運(yùn)輸部、水利部等十三個(gè)部門發(fā)布了有關(guān)推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)政策, 隨后各級(jí)地方相關(guān)部門加大BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，使BIM 技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)普遍。

地下車庫(kù)對(duì)于整個(gè)工程的重要性不言而喻，不僅要滿足停車、商業(yè)、通行、倉(cāng)儲(chǔ)等日常服務(wù)功能，還包括各類設(shè)備用房、控制機(jī)房、水電管井等，而機(jī)電安裝工程則是這個(gè)重要部位的重中之重，為整個(gè)工程的正常運(yùn)行提供水、電、暖通、消防等功能性服務(wù)，傳統(tǒng)的機(jī)電安裝工程技術(shù)已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需求，那么如何將地庫(kù)機(jī)電安裝工程做好、做精、做細(xì)？本文將針對(duì)BIM技術(shù)在地庫(kù)安裝工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入探究。

1 工程概況

哈西客站鐵路配套住宅工程項(xiàng)目位于哈爾濱市道里區(qū)興江南路與顧新路相交地段。工程總建筑面積為194 442.61 m2（其中地下建筑面積為45 047.18 m2），擬建10 個(gè)建筑單體，總戶數(shù)共計(jì)1 122 戶，綠地面積20 277.04 m2，綠地率為35%。

地下車庫(kù)平時(shí)為大型Ι 類汽車庫(kù)及小區(qū)配套設(shè)備用房，局部設(shè)有人防工程；地庫(kù)層高為4.3 m，覆土厚度為1.15 m～2.35 m，結(jié)構(gòu)形式為無(wú)梁樓蓋，停車泊位共計(jì)1 636 位（地上470 位，地下1 166 位）；地下車庫(kù)中心設(shè)下沉休閑廣場(chǎng)。

2 軟件準(zhǔn)備

以工程中的地庫(kù)機(jī)電安裝工程為背景，通過(guò)綜合分析和細(xì)致研究，采用建筑信息模型(BIM)構(gòu)建軟件Autodesk Revit 2016 對(duì)地庫(kù)管線進(jìn)行建模設(shè)計(jì)并輸出施工圖，并使用Naviswoeks 進(jìn)行碰撞檢測(cè)（見圖1）。

圖1 使用軟件情況

3 BIM 技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用

BIM 技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)對(duì)建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑、運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。在項(xiàng)目前期,數(shù)據(jù)庫(kù)建立信息較少,但隨著工程進(jìn)度的推進(jìn), 數(shù)據(jù)信息不斷豐富和完善, 不同需求人員可以從中獲取需要的信息,實(shí)現(xiàn)信息共享,同時(shí)保證了信息一致性, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各階段降本增效,同時(shí)提高項(xiàng)目協(xié)同效率[1]（見圖2）。

圖2 BIM 模型應(yīng)用關(guān)系

3.1 模型搭建

在整體建模之前需對(duì)整個(gè)地庫(kù)機(jī)電安裝工程按照各施工專業(yè)和施工區(qū)域進(jìn)行分解，基于機(jī)電安裝工程施工原理，通過(guò)分層、分塊劃分每一個(gè)施工單元的范圍，具體到最小的施工部位，便于后期對(duì)模型進(jìn)行具體定位。

首先根據(jù)本項(xiàng)目地下車庫(kù)的設(shè)計(jì)圖紙?jiān)贏utodesk Revit 建模軟件中完成土建專業(yè)BIM 模型的搭建工作，搭建過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件、砌體構(gòu)件、設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)埋件、預(yù)留洞等的完整性及準(zhǔn)確性，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的建筑及結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)不合理的問(wèn)題進(jìn)行匯總并形成報(bào)告，上報(bào)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位通過(guò)圖紙會(huì)審、技術(shù)聯(lián)系單、設(shè)計(jì)變更等方式解決既有建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題，最終輸出原始凈高條件圖。

其次使用Autodesk Revit 軟件將機(jī)電安裝工程模型添加在既有建筑、結(jié)構(gòu)BIM 模型中，按照原設(shè)計(jì)施工圖紙的定位、路由、標(biāo)高進(jìn)行線路、橋架、風(fēng)管、設(shè)備、支吊架等構(gòu)件的搭建，搭建過(guò)程中對(duì)模型進(jìn)行分區(qū)域搭建并做好拆分及編碼，編碼按照專業(yè)、施工部位進(jìn)行編排，避免出現(xiàn)重復(fù)編碼，模型搭建過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的機(jī)電各專業(yè)的問(wèn)題進(jìn)行匯總形成問(wèn)題報(bào)告，及時(shí)匯報(bào)項(xiàng)目業(yè)主單位處理相關(guān)問(wèn)題，模型搭建完成后與圖紙進(jìn)行再次核對(duì)，避免出現(xiàn)因識(shí)圖失誤造成BIM模型錯(cuò)誤（見圖3、圖4）。

圖3 地下車庫(kù)機(jī)電模型總體圖

圖4 地下車庫(kù)機(jī)電模型局部圖

3.2 模型成果初步審核

機(jī)電BIM模型搭建完成后，組織項(xiàng)目各參建方主要管理人員召開專題會(huì)議，對(duì)模型進(jìn)行整體展示，對(duì)本次模型搭建過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題逐一進(jìn)行探討研究(如安裝專業(yè)部分缺少設(shè)備、缺少管線、相關(guān)設(shè)備設(shè)置不合理、部分管線走向偏離等),確定問(wèn)題的影響范圍及后果，通過(guò)參會(huì)人員對(duì)比、分析BIM 模型現(xiàn)場(chǎng)演示的各種方案，最終確認(rèn)合理的解決方案。在模型展示過(guò)程中，對(duì)地庫(kù)凈空高度、空間布局進(jìn)行研究，確認(rèn)空間相關(guān)參數(shù)的可行性、理想性（見表1）。

表1 管線層數(shù)劃分

3.3 模型碰撞檢測(cè)

初步審核后根據(jù)形成的解決方案，對(duì)BIM模型進(jìn)行調(diào)整、修改、優(yōu)化。針對(duì)優(yōu)化后的BIM 模型通過(guò)Naviswoeks 軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)試驗(yàn)及空間凈高分析，最終形成碰撞問(wèn)題清單報(bào)告（見表2）。

表3 解決設(shè)計(jì)問(wèn)題情況

3.4 深化設(shè)計(jì)調(diào)整

本次深化秉承“有壓管道避讓無(wú)壓管道、管徑小的管道避讓管徑大的管道、冷水管道避讓熱水管”的主要原則，在保證各配套專業(yè)設(shè)計(jì)的使用功能、不影響地庫(kù)凈空高度的基礎(chǔ)上，解決碰撞報(bào)告中的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)原設(shè)計(jì)管線位置及標(biāo)高進(jìn)行優(yōu)化。

針對(duì)各參建單位提出的、碰撞報(bào)告中體現(xiàn)的問(wèn)題，逐一利用BIM 模型進(jìn)行調(diào)整，整體達(dá)到各專業(yè)相互協(xié)調(diào)，保證使用功能的前提下實(shí)現(xiàn)美觀、節(jié)能、環(huán)保的要求。地下車庫(kù)各專業(yè)安裝工程采用BIM技術(shù)進(jìn)行路由、標(biāo)高限位優(yōu)化。最終將設(shè)計(jì)在車位上空的管線、橋架、風(fēng)管等相關(guān)影響車位凈高的設(shè)施全部?jī)?yōu)化至通道位置，確保車輛通道安裝工程完成后凈高在2.5 m以上。

最終通過(guò)Autodesk Revit 軟件、Auto CAD 軟件將BIM 三維模型轉(zhuǎn)化為施工圖紙，經(jīng)原設(shè)計(jì)單位審核同意后指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)（見圖5～圖7）。

圖5 給水管道與通風(fēng)管道碰撞模型

圖6 消防管道與通風(fēng)管道碰撞模型

圖7 深化設(shè)計(jì)后管線剖面

3.5 施工過(guò)程中的模型應(yīng)用

項(xiàng)目施工過(guò)程中，根據(jù)更新的設(shè)計(jì)變更、技術(shù)聯(lián)系單對(duì)模型進(jìn)行更新、調(diào)整，隨時(shí)滿足參建各單位對(duì)工程信息需求。將BIM模型通過(guò)晨曦軟件可以獲取工程量數(shù)據(jù)，相關(guān)部門根據(jù)工程數(shù)量按照施工進(jìn)展編制材料需求計(jì)劃，保證項(xiàng)目資源供應(yīng)；根據(jù)施工進(jìn)展隨時(shí)通過(guò)BIM模型統(tǒng)計(jì)完成工程數(shù)量，經(jīng)濟(jì)管理部門進(jìn)行成本控制及經(jīng)濟(jì)分析，與成本目標(biāo)計(jì)劃、進(jìn)度目標(biāo)計(jì)劃進(jìn)行核對(duì)，并及時(shí)制定糾偏措施，實(shí)現(xiàn)BIM模型指導(dǎo)施工精細(xì)化管理。

4 BIM 技術(shù)應(yīng)用亮點(diǎn)

通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，把各專業(yè)的施工圖紙融合到一個(gè)三維空間中，可以更直觀、更立體地看到各專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各專業(yè)設(shè)計(jì)交叉存在的問(wèn)題，避免了施工中的返工作業(yè)，從而提高工程的整體經(jīng)濟(jì)效益；采用BIM三維模型不僅能實(shí)現(xiàn)平面圖紙交底全部要求,還能將結(jié)構(gòu)預(yù)埋件、鋼筋、管線之間的空間排布位置進(jìn)行清晰展示, 更易于被交底人員正確理解,極大程度避免了施工過(guò)程造成的返工、窩工、浪費(fèi)等問(wèn)題,從而達(dá)到加快進(jìn)度、保證質(zhì)量、提高效益的目的[2]。

使得原本由不同的各設(shè)計(jì)師分別設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)圖紙通過(guò)可視化模型展現(xiàn)出來(lái)，同專業(yè)管線采取集中布置的方法，管線間距分布均勻,綜合性更強(qiáng)，整體性更高，各管線的排布更加規(guī)范、整齊、美觀。

BIM 技術(shù)的使用能夠呈現(xiàn)出比較好的可視化效果，能夠做到對(duì)各個(gè)建筑給排水管道設(shè)計(jì)需要的滿足，此外憑借三維可視化模型的手段進(jìn)行呈現(xiàn)，促使設(shè)計(jì)工作人員以及施工工作人員能夠更加直接地掌握構(gòu)建給排水管道工程的方方面面[3]。

利用BIM 模型同時(shí)結(jié)合使用算量軟件可以獲取工程量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)果具有及時(shí)性、準(zhǔn)確性、可追朔性，為我們提供細(xì)致、準(zhǔn)確、全面的工程量和經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)，從而對(duì)施工的材料、完成工程量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)存在工期緊、規(guī)模大、空間排布復(fù)雜、多專業(yè)工種交叉施工等難題的地庫(kù)機(jī)電安裝工程, 通過(guò)BIM建筑信息模型技術(shù)的探究,節(jié)約了工程建設(shè)成本，提高了施工管理效率，保質(zhì)保量地完成了工期目標(biāo),凸顯了信息化建設(shè)的優(yōu)勢(shì)。