基于BIM技術(shù)在地下車庫綜合管線中的應(yīng)用

堯 寧

(晉城合為規(guī)劃設(shè)計集團有限公司，山西 晉城 048000)

0 引言

伴隨住宅地下車庫管網(wǎng)復(fù)雜化程度的提升，傳統(tǒng)二維綜合管線設(shè)計的局限性也日益凸顯，并已難以滿足建設(shè)單位、施工單位的實際需求。怎樣借助BIM技術(shù)實現(xiàn)對傳統(tǒng)排布模式的優(yōu)化及管理是不可回避的問題，本文將詳細(xì)闡述如何在某建設(shè)項目地下車庫工程中實現(xiàn)BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用，并取得良好成果。

1 項目簡介

某項目地下車庫總建筑面積10 160.21 m2，共分為單層停車位車庫、雙層機械停車庫、人防區(qū)域機械停車庫三大區(qū)域。其中單層停車區(qū)域?qū)痈邽?.9 m，梁高1.0 m，設(shè)備管線區(qū)域預(yù)留0.7 m，施工圖設(shè)計凈高要求滿足2.2 m；雙層機械停車區(qū)域?qū)痈邽?.4 m，梁高1.0 m，設(shè)備管線區(qū)域預(yù)留0.8 m，施工圖設(shè)計凈高要求滿足3.6 m，車庫結(jié)構(gòu)頂板為大板形式；工程涉及防排煙風(fēng)管、熱力二次管網(wǎng)、生活給水管網(wǎng)、強弱電橋架、消火栓管網(wǎng)、噴淋管網(wǎng)、污廢水管網(wǎng)等系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、柱距緊湊，管網(wǎng)布置密集、對空間要求高。為深化設(shè)計及有效進(jìn)行施工協(xié)調(diào)，本項目在施工開始前實行全專業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用。

2 基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計

2.1 綜合管線優(yōu)化

傳統(tǒng)二維CAD施工圖設(shè)計成果中，綜合管線排布一般交付成果的精度較差，導(dǎo)致各專業(yè)管線交叉嚴(yán)重、后期安裝及使用維修困難等問題。本項目利用REVIT+BIMSPACE軟件，模擬施工過程常見的兩種綜合管線布置方案(“一”字形、“三”字形)；并在借助BIM模型的基礎(chǔ)上，通過局部修改建筑結(jié)構(gòu)、依據(jù)常見綜合管線避讓原則，合理利用噴淋系統(tǒng)主干管管徑差異，優(yōu)化出更具備綜合優(yōu)勢的綜合管線布置方案(“品”字形)，確保施工中不再受困于管線調(diào)整問題。三種綜合管線布置方案剖面圖如圖1～圖3所示。

綜合管線布置有很多原則，常見的比如：大管優(yōu)先，小管讓大管；有壓管讓無壓管；低壓管避讓高壓管；常溫管讓高溫、低溫管；可彎管線讓不可彎管線、分支管線讓主干管線；附件少的管線避讓附件多的管線，安裝、維修空間盡量不小于500 mm；電氣管線避熱避水，在熱水管線、蒸氣管線上方及水管的垂直下方不宜布置電氣線路等等[1]；但是真正決定綜合管線的原則卻是在適當(dāng)?shù)臈l件，以更低的空間高度保證系統(tǒng)的可靠性及實用性。結(jié)合常見綜合管線布置原則，現(xiàn)就以上三種綜合管線布置方案簡要對比，比較內(nèi)容如表1所示。

通過以上3種管線布置原則的對比，最終確定本項目綜合管線布置原則采用“品”字形布置，綜合管線所占用層高空間絕大多數(shù)由原來的70 cm縮減至50 cm，極大的滿足了建設(shè)方對于車庫凈高的使用要求。試想如在方案前期將層高降低20 cm設(shè)計，減少的土方開挖工程量、混凝土及鋼筋用量將會給建設(shè)單位帶來明顯的投資節(jié)約，并且也符合當(dāng)前國家政策所倡導(dǎo)的節(jié)材節(jié)能的要求。

2.2 精準(zhǔn)優(yōu)化土建預(yù)埋

本項目依托Revit軟件復(fù)原了各專業(yè)BIM的模型，通過模型整合與碰撞檢查，主要發(fā)現(xiàn)兩處土建預(yù)埋問題：

1)在圖4中所示紅色區(qū)域(穿越人防界面)碰撞最為嚴(yán)重，由于車庫人防區(qū)域與非人防區(qū)域銜接處過于狹窄，按照原設(shè)計二維剖面圖排布，其凈高不滿足雙層車庫3.6 m的停車需求且會導(dǎo)致人防口部管道閥門因為安裝間距不足而無法安裝等問題。項目實施過程中，通過BIM模型中重新優(yōu)化排布管線位置，消除以上實施隱患。

優(yōu)化前后剖面圖對比如圖5，圖6所示。

2)在圖4中所示藍(lán)色區(qū)域(單雙層車庫交接處)，按照原設(shè)計二維剖面圖排布，將會導(dǎo)致防火卷簾的卷簾盒(50 cm高)位置與管線沖突。項目BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，積極與原設(shè)計人員溝通，通過變更防火卷簾門高度(降低50 cm的洞口高度)，達(dá)到消除以上實施隱患的目的。

以上兩處也是車庫項目中較容易出問題的區(qū)域，同樣也是傳統(tǒng)二維設(shè)計過程中難以把握好的環(huán)節(jié)，通過本次BIM技術(shù)應(yīng)用，很好的解決了這一難題。

3 基于BIM技術(shù)的協(xié)同施工

3.1 施工工序模擬優(yōu)化

傳統(tǒng)二維平面中，很難清晰的表示出施工次序與交叉翻彎關(guān)系，給施工造成了很大的困難。本項目中，通過對BIM模型的反復(fù)調(diào)整，明確了各專業(yè)管線的布置原則，同時應(yīng)用Navisworks軟件對綜合管線碰撞測試、施工工序合理化進(jìn)行模擬、優(yōu)化，基本達(dá)到各專業(yè)的管線可以較大程度的同時施工。真正的做到施工管理前置，優(yōu)化施工工序，有效規(guī)避施工過程中拆改返工等各種問題。

3.2 可視化交底

施工作業(yè)人員在對照二維圖紙施工的同時，可借助移動設(shè)備，通過輕量化平臺，直觀的查詢復(fù)雜節(jié)點的管線排布情況，以及管道標(biāo)高、管徑、翻彎位置、高度等具體信息，增加作業(yè)人員的交互感及作業(yè)精準(zhǔn)度。輕量化平臺查看模型視角如圖7，圖8所示。

3.3 材料采購控制

傳統(tǒng)二維平面圖紙交付標(biāo)準(zhǔn)一般僅包括主要的設(shè)備型號、數(shù)量，對于綜合管線中大量的彎頭、三通、四通等管件無法準(zhǔn)確提供，施工單位采購人員往往僅憑經(jīng)驗得出采購數(shù)據(jù)，過程中無法做到采購成本的精確控制。依托于BIM模型的參數(shù)化特性，可以實現(xiàn)分區(qū)分系統(tǒng)的準(zhǔn)確材料表。給排水專業(yè)部分詳細(xì)材料統(tǒng)計示意圖如圖9所示。

4 結(jié)語

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，該項目車庫綜合管線取得了較好的預(yù)期效果，并且在后期施工過程中極大的輔助了現(xiàn)場施工，相信通過以后更為深入的學(xué)習(xí)應(yīng)用，BIM技術(shù)將會更多更全的應(yīng)用于項目各參建方。

基于BIM管理平臺進(jìn)行材料、進(jìn)度、質(zhì)量、安全的統(tǒng)一管理，是對傳統(tǒng)施工管理模式、工作方式的一種變革[2]。其中質(zhì)量、安全的信息化管理，可視化模擬，為實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施工提供強有力的保證；通過設(shè)計優(yōu)化、設(shè)計深化、碰撞檢查等減少工程返工，提升工程質(zhì)量，縮短工期，降低工程造價；運營階段還將為業(yè)主提升運維效率，大幅降低運維成本。將BIM技術(shù)與施工現(xiàn)場結(jié)合，通過合理進(jìn)行場地布置，光線模擬等措施配合項目實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工地的實施，同時通過對施工工藝、施工方法進(jìn)行動畫模擬和對比，為施工單位選擇先進(jìn)、合理的施工方法提供幫助。