基于BIM的綜合管線深化設(shè)計流程初探

羅遠峰 凡 榮 蘇家榮

(1.廣東技術(shù)師范學(xué)院，廣東 廣州 510665； 2.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510090； 3.廣州盛冠建筑科技有限公司，廣東 廣州 510520)

·施工技術(shù)·

基于BIM的綜合管線深化設(shè)計流程初探

羅遠峰1凡 榮2蘇家榮3

(1.廣東技術(shù)師范學(xué)院，廣東 廣州 510665； 2.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510090； 3.廣州盛冠建筑科技有限公司，廣東 廣州 510520)

通過簡述BIM的特點，以廣州番禺供電局生產(chǎn)調(diào)度綜合樓項目為例，詳細闡述了BIM在管線深化設(shè)計中的實踐及應(yīng)用經(jīng)驗，并提出管線深化設(shè)計過程中BIM應(yīng)用的基本流程，同時對BIM在管線安裝階段的應(yīng)用進行了嘗試，為進一步推動BIM在建筑業(yè)的應(yīng)用提供參考借鑒。

BIM，管線綜合，流程，建筑業(yè)

0 引言

隨著國家“十二五”規(guī)劃對BIM的推廣，BIM在建筑工程項目中得到不同程度的應(yīng)用，尤其在綜合管線深化設(shè)計項目中效益最為明顯。對于綜合管線深化設(shè)計，BIM從三維角度出發(fā)，將各專業(yè)信息整合在一個數(shù)字模型中，輔助設(shè)計師系統(tǒng)全面的考慮管線排布、凈高控制、設(shè)計效果等問題，避免出現(xiàn)管線與管線之間、管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生碰撞的情況。

文章以廣州番禺供電局生產(chǎn)調(diào)度綜合樓項目為例，對BIM技術(shù)在管線安裝工程中的應(yīng)用進行探索與實踐，初步提出一套基于BIM技術(shù)的管線深化流程，并對BIM在管線安裝階段的應(yīng)用進行了嘗試。

1 項目概況

廣州番禺供電局生產(chǎn)調(diào)度綜合樓項目位于廣東省廣州市番禺區(qū)石基鎮(zhèn)傍江西村清河?xùn)|路傍江西路段南側(cè)，地下1層，地上11層，建筑高度49.94 m，總建筑面積34 356 m2(見圖1)。

管線安裝工程包含：廢水系統(tǒng)、風(fēng)機電橋架、空調(diào)排風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、各類橋架等十多個系統(tǒng)。

由于設(shè)備管線系統(tǒng)繁多、布局復(fù)雜，依靠傳統(tǒng)二維圖紙的管線綜合，容易導(dǎo)致建筑后期出現(xiàn)大量設(shè)計變更[1]。項目中利用BIM技術(shù)，解決了圖紙中的多處碰撞，管線深化設(shè)計效果明顯，下文將詳細闡述BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用。

2 BIM在項目中的應(yīng)用效果

本項目采用的基礎(chǔ)建模軟件為Autodesk Revit系列軟件，模型整合軟件選用Navisworks Manager軟件，BIM模型瀏覽軟件選用Navisworks軟件,效果展示選用3Ds MAX。

2.1 可視化交流

項目中通過建立結(jié)構(gòu)模型、建筑模型與機電模型(見圖2，圖3)，將二維圖紙轉(zhuǎn)變成三維信息模型，能夠直觀的觀察建筑形體、各種構(gòu)件、空間凈高及設(shè)備管線間的關(guān)系，也讓業(yè)主真正擺脫技術(shù)壁壘的限制，參與管線綜合設(shè)計。利用BIM的漫游、模擬和任意空間剖切圖(如圖4所示)等技術(shù)讓各參與方能夠用三維的思考方式考慮管線綜合方案，也改變了圖紙會審、方案比選、工藝展示的交流形式，減少和縮短各參與方配合和重復(fù)溝通的環(huán)節(jié)，提高管線綜合的效率。

2.2 碰撞檢查

文章以三層走廊區(qū)域管線碰撞點解決為例說明項目中利用BIM解決碰撞問題的流程：

首選利用Navisworks的碰撞檢查功能，協(xié)助各專業(yè)確定碰撞位置，發(fā)現(xiàn)消防噴淋水管、空調(diào)水管、照架橋架與梁碰撞，空調(diào)排風(fēng)管、空調(diào)送風(fēng)管與弱電橋架碰撞，消防栓系統(tǒng)與空調(diào)水管碰撞等(見圖5)。其次將問題形成書面文檔并反饋給設(shè)計協(xié)同解決，調(diào)整消防噴淋水管、空調(diào)水管、照架橋架、空調(diào)送風(fēng)管、弱電橋架標(biāo)高及位置，形成初步優(yōu)化方案(見圖6)；然后組織業(yè)主、設(shè)計方與施工方進行會議討論，利用BIM技術(shù)展示初步優(yōu)化方案，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域安裝吊頂后凈高僅2.1 m，不符合業(yè)主凈高要求。于是利用BIM進行三維可視化的方案比對，最終決定拆除該區(qū)域排風(fēng)管,調(diào)整各系統(tǒng)使凈空達到2.68 m(見圖7)。最后將優(yōu)化成果由所有參與方以會簽的形式進行認(rèn)可，并輸出BIM圖紙指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

利用BIM技術(shù)的管線綜合方式，打破了專業(yè)的限制，讓更多的參與方能夠在一起討論項目問題，將可能發(fā)生的問題盡可能解決在施工前期，避免在施工過程中因碰撞問題、凈高問題導(dǎo)致返工及浪費。

2.3 進度模擬與工藝模擬

項目中將Project進度計劃導(dǎo)入Navisworks進行施工進度模擬，可以直觀、精確反映整個項目的施工過程，發(fā)現(xiàn)施工過程中可能存在的“軟碰撞”或不合理的地方，以便提早做出解決方案，對制定合理的施工方案具有重要意義。

對于施工過程中的特殊工藝，可根據(jù)工藝流程，利用BIM制作視頻演示動畫，指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員理解工藝難點。并且BIM模型與各種視頻動畫能夠作為施工技術(shù)交底材料，更好的指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

2.4 深化設(shè)計出圖

BIM模型是具有建筑物的空間、尺寸、材質(zhì)、設(shè)備等信息的數(shù)字模型。項目中利用深化后的BIM模型，不僅能夠打印需要的平面圖、剖面圖、孔洞預(yù)留定位圖、裝修末端定位圖等二維圖紙，而且能夠打印任意區(qū)域的三維軸側(cè)圖和單專業(yè)管線平面定位圖等BIM圖紙，更為清晰的表達設(shè)計意圖，輔助現(xiàn)場施工。

3 BIM在項目中的應(yīng)用流程

通過對BIM在項目中的應(yīng)用與探索，結(jié)合系統(tǒng)科學(xué)方法，繪制出一套相對完整的BIM管線深化流程圖(見圖8)，輔助決策者從整體和全局出發(fā)，把控整個管線深化過程，指導(dǎo)各參與方相互溝通協(xié)調(diào)，提高效率[2]。

該流程圖的詳細意義如下：

1)組建BIM技術(shù)小組，制定BIM應(yīng)用方案。

首先由項目組負責(zé)成立BIM的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)(BIM技術(shù)小組)，明確分工及時間節(jié)點。其次是系統(tǒng)分析該工程的重點難點，找出影響管線安裝工程進度的癥結(jié)，以此來制定BIM的項目實施方案，包含所需要的硬件設(shè)施、BIM建模軟件、BIM技術(shù)人員、需要模擬的施工工藝等內(nèi)容。

2)BIM設(shè)計模型的建立。

首先從委托方獲得設(shè)計圖紙，由BIM各專業(yè)人員進行圖紙檢查，將圖紙問題反饋給設(shè)計方，問題解決后開始建立BIM結(jié)構(gòu)模型、BIM建筑模型與BIM機電模型。然后對模型進行第一次碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)專業(yè)之間的錯、漏、碰現(xiàn)象，將問題匯總并提交設(shè)計方協(xié)調(diào)解決。

3)BIM深化模型。

首先進行現(xiàn)場勘測、結(jié)構(gòu)復(fù)核，根據(jù)勘測結(jié)果、管線避讓原則、原則性標(biāo)高和業(yè)主、設(shè)計方凈高要求進行模型調(diào)整、優(yōu)化。再次對模型進行碰撞檢查，將碰撞問題匯總，通過三方會議解決，最終得到BIM深化模型，從而保證BIM在施工前現(xiàn)場信息的準(zhǔn)確性。

4)BIM深化模型的應(yīng)用。

BIM模型的多種可視化表達使得項目各參與方能快速有效地溝通，對施工的組織與實施也有顯著的輔助作用。利用BIM深化模型，結(jié)合進度計劃，能夠進行4D模擬，發(fā)現(xiàn)施工過程中因時間先后順序?qū)е碌摹败浥鲎病?；能夠?qū)κ┕ぶ攸c難點進行模擬，指導(dǎo)現(xiàn)場的施工；能夠?qū)芫€末端進行定位，為裝飾工程提供基礎(chǔ)；基于BIM深化模型完成三維管線綜合設(shè)計圖及預(yù)留孔洞圖，為項目現(xiàn)場施工提供施工依據(jù)[3,4]。

4 BIM技術(shù)在管線安裝階段的應(yīng)用

對于BIM在施工中的應(yīng)用，項目中選取了氣體滅火系統(tǒng)進行了初步嘗試，并總結(jié)出具體實施流程，為進一步推動BIM落地提供參考：

1)首先確定模型的顆粒度，該項目以達到下料的水平為標(biāo)準(zhǔn)，然后對模型進行細化、分割，尤其注意管件、彎頭、附件、噴頭等部位的建模與拆分細化。

2)對模型進行編號，并制作氣體滅火系統(tǒng)裝配圖(見圖9)。

3)利用Revit導(dǎo)出氣體滅火系統(tǒng)材料清單明細表(見表1)，

發(fā)送廠家進行預(yù)制加工。

表1 二層氣體滅火系統(tǒng)材料明細表

4)材料到貨后，根據(jù)裝配圖編號進行管線安裝，大大提高管線的安裝效率。

5 結(jié)語

在該項目中，利用BIM技術(shù)輔助會議交流、解決碰撞問題及管線預(yù)制加工等方面的工作，改變了傳統(tǒng)的交流方式與工作方式，對提高溝通效率及工作效率產(chǎn)生了積極影響。

BIM是實現(xiàn)綠色建筑的新技術(shù)，不僅在綜合管線深化設(shè)計中有廣泛應(yīng)用，而且在規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營維護階段具有廣闊的發(fā)展前景，當(dāng)前國內(nèi)BIM正處于初期的發(fā)展階段，需要有更多的項目投入到BIM的研究與探索中來，共同推動BIM及建筑業(yè)的發(fā)展。

[1] 楊遠豐,蔡曉寶.三維管線綜合設(shè)計實踐與技術(shù)探討[J].建筑技藝，2011(Z1):154-159.

[2] 梁炳堃,羅遠峰.系統(tǒng)科學(xué)方法在BIM中的應(yīng)用研究[J].廣州建筑，2014(5)：39- 43.

[3] 徐 民,吳 洪.BIM技術(shù)在醫(yī)療建筑機電安裝中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)院建筑與裝備，2014(10):86-88.

[4] 過 俊.BIM在國內(nèi)建筑全生命周期的典型應(yīng)用[J].建筑技藝，2011(Z1)：95-99.

Primary exploration of integrated pipeline deepening design process based on BIM

Luo Yuanfeng1Fan Rong2Su Jiarong3

(1.GuangdongPolytechnicNormalUniversity,Guangzhou510665,China; 2.GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510090，China; 3.GuangzhouSunglydConstructionTechnologizesCo.,Ltd,Guangzhou510520,China)

Through briefly describe the characteristics of BIM, taking Guangzhou Power Supply Bureau of Panyu production scheduling complex building project as an example, elaborated practical and application experience of BIM in the deepening design of the pipeline. In addition, put forward the basic application workflow of the BIM in pipeline deepening design process. Finally, the application of BIM in pipe installation phase was attempted, it has a reference significance to further promote the development of BIM and architecture industry.

BIM， pipeline， process integrated， architecture industry

2014-11-26

羅遠峰(1987- ),男，在讀碩士； 凡 榮(1989- ),女，在讀碩士； 蘇家榮(1990- ),男

1009-6825(2015)04-0096-03

TU990.3

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