BIM技术在地下车库安装工程中的应用

BIM技术在地下车库安装工程中的应用

张涛

韩城矿业有限公司  陕西韩城  715400

摘  要：

    在舒适度、便捷性、可靠性为主题词的现代生活中，对建筑机电安装工程提出越来越高要求，现代建筑机电安装工程普遍涉及给排水、消防、通风、电气、智能化等多个专业，如何将各专业的管道、线缆合理布局、统筹规划，不仅直接关系到整个工程的质量、工期、成本和预期效果，而且对各系统要达到的功能性也起着至关重要的作用。

关 键 词：BIM技术应用   综合管线布置   深化设计   资源整合

适用部门：民用、工业用综合管线工程

1.背景介绍

地下车库安装工程主要包括：给排水管道、消防管道、强弱电、风道及配套设备、管线，线路错综复杂，设计专项多，综合以往施工经验，安装过程中极易出现管线碰撞、相互打架情况，造成工期延误，材料浪费，建设成本增加。因此，在安装工程施工前期，进行管线综合深化设计，显得尤为重要。       

2.重点、难点

2.1 地下车库管线密集，采用传统CAD平面绘图效率低，管线排布不直观，遗漏多处管线，有碰撞冲突情况。

2.2 管线错综复杂、层叠密集、尺寸庞大。任何排布上的不合理将直接增加施工难度和成本，造成空间上的浪费、视觉上的不美观、使用上的不方便。

2.3 严格控制管线安装标高，增加走廊净空。

2.4 机电管线排布合理、美观、快捷， 满足“优质结构工程”要求； 

3.解决思路

3.1 采用建筑信息模型BIM技术。
 3.2 简单的说就是对建筑工程进行三维模型的建立，以施工图纸数据模拟建筑实体。对机电设备、管道线路在模拟空间中的呈现。

3.3 BIM设计软件《Autodesk Revit MEP》操作成熟，可以成功自动检查碰撞，直观进行管线排布综合，效率高，排布合理美观。在施工图设计阶段，提前避免管线的碰撞，为施工期间给排水、暖通、电气等各系统的综合管线安装因设计布置问题避免返工。

4.主要做法

4.1 BIM前期策划

4.1.1 前期准备
  组建BIM建模小组，由设计单位提供建筑、结构、机电等相关专业最终版图纸，并进行详细交底。为满足项目模型的一致性，统一制作专属样板文件，样板文件必须明确各专业最终版图纸版本号、各专业管线避让原则及工艺要求、标高等。
  Revit软件及电脑，其次是各专业合图。利用原有的CAD图纸输入搭建模型，导入之前需将各个系统的图纸移动至基准点上，保证相同轴网搭建模型（即合图）。
4.1.2 系统建模
  首先是土建建模。在安装工程建模设计中，土建模型的搭建是为了呈现出真实的模拟空间，安装工程各系统的模型搭建只能在这个空间的基础上进行布置，地下车库土建模型设计只对地下室顶板以下部分进行搭建。
  其次是机电建模。在机电工程中，暖通空调和防排烟系统因风管占用空间比较大，遵循小管让大管的原则，一般对风管不采取大的变动。遵循如下原则：小管让大管、分支让主干管、有压让无压管、给水让排水管、常温让高低温管、横平竖直。
  在各系统的绘制中，相对于CAD设计，主要是给予管道系统一个高度值，这样能够快速的形成三维立体可视图，真实反映出综合管线综合的布置及走向，方便技术人员技术交流。另外，通过软件对各系统设计图纸要求的管道材质，划分颜色，更加直观的呈现出各系统之间的相对关系。
4.1.3 族库管理：为了实现BIM技术落地应用，团队收集和创建各类族200多个，满足多人使用要求，保证BIM技术顺利实施。

4.1.4  用Navisworks软件进行碰撞检查
  由于Revit的图纸一般比较大，运行起来就比较的困难。因此导出为Navisworks软件能识别的文件类型格式，将文件缩小后整合在一起，进行模拟。通过Navisworks软件，结合施工要求，对各个系统碰撞检查，可将碰撞的部位局部导出为报告，方便后期管道布设的二次设计，重点检查管线密集及各设备房。
4.1.5  局部剖面
  Revit软件能对综合管线图进行局部剖面，尤其对管线密集、错综复杂的区域，有效的剖面图对现场施工很有预判性。
4.1.6  其他功能
  Revit软件可以对各个系统的工程量进行快速计算，给机电工程造价提供了极大方便。另外，重要的设备房（如制冷机房、水泵房等）可实现三维建模，进行真实渲染，将呈现出很有震撼力的视觉效果图，以指导设备房的安装施工。
4.1.7  协同管理：按照单位工程，划分专业中心模型与本地模型，根据工作量，专业划分工作集进行工作，各模型以链接、复制、监视等方式进行整合。

4.2 应用点介绍

4.2.1  三维深化设计实施：通过可视化三维模型进行三维审图，并深化管线综合设计图纸、优化系统，对重点工作合理安排部署，在保证各专业穿插顺序合理前提下，做到工程一次成优的目的。

实施步骤

    第一步：将安装工程施工平面图二次设计（包括管径，设备形式、安装方式等）。

    第二步：将安装工程管线进行初步叠加绘制，分析复杂、交叉位置，判断管线三维绘制部位。

    第三步：进行各专业三维图绘制。

第四步：进行各专业三维图的组合。把BIM深化设计图纸应用到施工过程中，发现标高等定位的情况，在三维图中进行调整，确定各管线的相对位置，避免系统间交叉碰撞，避免返工。

    第五步：对各管线进行技术讨论、多次检查复核碰撞，确定各管线标高位置。

    第六步：对发生碰撞部位进行优化，调整。

    第七步：标注各管线标高。

第八步：绘制各专业管线剖面图，结合安装工程施工，现场发现标高等定位的情况，返回到三维图中进行调整优化，方可直接显示出综合管线的标高及走向位置，进行统一考虑。

4.2.2  预留孔洞：通过MagiCad for Revit平台对模型进行预留孔洞创建，生成预留孔洞图纸，将尺寸、标高等信息导出预留孔洞明细表，实现孔洞精确定位，方便施工。

4.2.3  进行三维技术交底，作业人员熟知施工技术要求，能够严格按照技术规范进行操作，确保工程质量合格率。

4.2.4  支吊架、管件等预制加工：机电模型确认无误后，与建设、监理、设计单位沟通、会审，进行支吊架模型优化设计，通过提取模型参数及样式，生成二维码和材料进行关联，进行预制加工。通过扫码可获得该材料安装位置，标高等信息，现场一次安装到位，大大提高了专业管线安装的效率与精准度。传统的施工深化因为是基于2D平面所以对于隐藏点很难表现出来，直接导致了施工困难，增加返工，成本过高等现象。通过导入BIM之后，可以建立BIM可视化的3D信息模型将管线与构件之间的关系非常明了的表现出来，从而在实际工程开始前发现问题。

4.2.5  进度管理：通过BIM模型建立施工进度模拟。在各方共同解决深化设计后，合理安排施工实施计划，减少施工周期，施工模拟演示，确保施工进度按计划完成。

4.2.6   质量、安全管理：通过BIM模型各专业的碰撞检测，发现管道与管道、管道与结构的碰撞问题，确保一次就位，杜绝返工。现场管理人员利用手机或ipad端app软件，采集现场质量、安全信息，并将现场问题进行拍照，上传，明确责任人落实整改，同时记录在册。

4.2.7 成本管理：利用BIM5D和算量计价软件，实现技术与商务的无缝对接，在平台中将模型与清单关联进行资源整合，保证了模型从技术到商务的有效传递。

5.应用效果

5.1 基于BIM的管线综合设计

  BIM软件主要是将施工图纸要求1:1模拟建设，通过BIM模型，专业工程师可以对建筑设备及管道等安装系统进行优化设计，以及建筑性能进行深入分析，充分发挥 BIM 在安装工程中的竞争优势。

5.2  有效提高工作效率

  利用BIM模型，可提高设计人员、施工技术人员及其他管理人员之间的有针对性的技术交流，及时消除的对设备、管线的布置的不合理性，方便决策，节省了时间以及人力物力，提高工作效率。

5.3  高效沟通，提高业绩

  设计师可以通过模拟设备管线图，更加直观的与业主进行沟通对比，更能深入的得到投资方的认同。通过BIM技术，可根据业主需求随时优化工程设计，避免错误，减少工程返工，大大提高工程业绩。

6.结束语

6.1  BIM技术发展前景

  随着建筑工程信息技术的高速发展，BIM技术将会用于更多行业，建筑模型将向

4D乃至5D模型发展，虽然目前BIM技术主要应用于设计阶段，施工阶段建模的软件刚刚起步，但相信不久的将来，BIM技术将成为提高建筑施工企业经营管理水平和核心竞争力的工具，成为建设施工的标配软件。

6.2  鉴于BIM技术在建筑工程施工、质量、成本、运营等各方面的突出优势，未来，BIM技术将大范围使用与建筑工程的各领域，包括建筑、结构、机电以及装饰工程等。

参考文献：

1. 基于BIM技术JD项目施工成本控制研究  郑博文（导师：张醒洲）；大连理工大学，硕士（专业：工程管理)；2016
2. 机电工程综合管线优化中 BIM 技术的应用 许华春，庄国强；《福建建设科技》；2014-03-25
3. BIM机电综合布线应用  赵斌皓；《建筑工程技术与设计》；2016-11-20

4.BIM技术在斜抛撑施工过程中的应用   马广斌，徐梦南，肖建东，林建江；《城市住宅》；2021-03-15

5.EPC工程总承包项目成本管理探究  陈春苗（导师：胡长明）；西安建筑科技大学，硕士（专业：建筑与土木工程)；2021

作者简介：张涛（1986—），男，汉族，甘肃（ 武威），本科，工程师，现职于韩城矿业有限公司，主要研究建设工程全过程管理工作。