降本增效的利器

鄧曉蕾

新型綜合體育館大多造型迥異，如果施工過程中施工方各自為政，會(huì)造成延誤工期、后期返工、影響樓層凈高和損失部分專業(yè)功能等問題，BIM的應(yīng)用能有效緩解這些問題。在天津財(cái)經(jīng)大學(xué)新建綜合體育館的綜合管線排布工作中，BIM技術(shù)應(yīng)用不僅直觀地對(duì)外展示了設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)理念，而且規(guī)避了部分施工過程中可能出現(xiàn)的問題，有效提高了施工質(zhì)量，大大降低了施工成本。

管線綜合實(shí)施一直是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的公共建筑施工中的一項(xiàng)核心工作，它決定著建筑物最終的整體使用效果。新型綜合體育館大多造型迥異，如果施工過程中施工方各自為政，會(huì)造成延誤工期、后期返工、影響樓層凈高和損失部分專業(yè)功能等問題，所以各施工方的管線路由設(shè)計(jì)的深化非常重要，它決定著場館的質(zhì)量和實(shí)際使用體驗(yàn)。

解開管線綜合項(xiàng)目的癥結(jié)

管線綜合是指給水、排水、電力、電信、燃?xì)夂凸岬裙こ坦芫€的統(tǒng)稱。一般來說，在管線綜合項(xiàng)目中，如果不能使用統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和標(biāo)高系統(tǒng)，總體安排各類工程管線的空間位置，就會(huì)出現(xiàn)以下問題。

第一，因施工過程中工序安排不當(dāng)，導(dǎo)致二次施工時(shí)有發(fā)生，從而帶來不必要的損失。

第二，在土建結(jié)構(gòu)中無法精準(zhǔn)預(yù)留管線空間，導(dǎo)致在管線施工過程中對(duì)建筑物造成不必要的破壞，同時(shí)還會(huì)影響建筑的凈高，進(jìn)而影響建筑的使用質(zhì)量。

第三，由于不能模擬施工過程，無法對(duì)施工空間進(jìn)行直觀判斷，施工計(jì)劃可能不夠完善，無法提前規(guī)劃、協(xié)調(diào)各道工序，結(jié)果造成工期過長。

第四，無法對(duì)需要提前訂購的設(shè)備進(jìn)行直觀的判斷，不能做出精確的材料采購計(jì)劃，從而影響工期，甚至增加工程的成本。

天津財(cái)經(jīng)大學(xué)新建綜合體育館計(jì)劃是2017年全運(yùn)會(huì)比賽場館，賽后歸屬天津財(cái)經(jīng)大學(xué)日常使用，是集正式比賽、日常教學(xué)和商業(yè)使用多功能為一體的綜合體育館。場館本身功能復(fù)雜，再加上各種特殊的建設(shè)需求，該場館的管線綜合工程施工注定面臨巨大的挑戰(zhàn)。

首先，由于某些原因，天津財(cái)經(jīng)大學(xué)新建綜合體育館項(xiàng)目施工藍(lán)圖為一次設(shè)計(jì)，各專業(yè)施工圖紙需要分別進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致各專業(yè)管線沒有完善的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行定位。

其次，應(yīng)建設(shè)單位要求，該項(xiàng)目中的所有橋架都要在供應(yīng)商廠房完成，現(xiàn)場不得對(duì)橋架進(jìn)行二次加工。而各種異型橋架的加工周期較長，如果沒有綜合管線設(shè)計(jì)就在施工初期設(shè)定橋架的路由，將會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。

BIM涵蓋設(shè)計(jì)和施工階段

為了保證管線綜合工程的順利實(shí)施，作為該場館管線綜合工程的設(shè)計(jì)方和施工方，中冶天工集團(tuán)天津有限公司電裝分公司（以下簡稱“中冶天津”）決定在該項(xiàng)目中采用BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)，通過BIM系統(tǒng)對(duì)該場館各個(gè)專業(yè)管線路由進(jìn)行整體排布，同時(shí)設(shè)計(jì)出綜合支吊架以滿足公共區(qū)域所有專業(yè)管線的施工需求。

在該項(xiàng)目中，中冶天津主要采用了Bentley系列軟件，包括BRCM、AEOsim Builiding Designer等專業(yè)軟件。其中，AEOsim Builiding Designer主要用于排布后的綜合管線設(shè)計(jì)，進(jìn)一步深化出可實(shí)施的綜合支吊架模型，并輸出二維圖紙。在本項(xiàng)目中，BIM的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

其一，管線綜合排布合理。該場館分為主館、訓(xùn)練館、連廊三部分。其中，主館一樓功能最為復(fù)雜，對(duì)于建筑的凈高要求最高，使得該樓層的管線排布空間和施工空間異常擁擠，原來藍(lán)圖中的路由無法全部走通。該管線綜合本著有壓讓無壓、單管讓排管、強(qiáng)弱電分開、通風(fēng)系統(tǒng)盡可能保持不變，以及綜合考慮支吊架的設(shè)計(jì)與精裝吊頂龍骨的施工距離的原則進(jìn)行排布。

最終排布的結(jié)果要滿足場館的施工、驗(yàn)收、運(yùn)行和檢修各個(gè)階段的需求。

其二，提前完成需要在廠房加工的橋架的工程量和材料清冊(cè)。要借助Bentley軟件的統(tǒng)計(jì)功能，在排布模型中確認(rèn)路線的同時(shí)，完成橋架的工程量和材料清冊(cè)。

在本項(xiàng)目中，BIM的應(yīng)用涵蓋設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)階段。在設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)基于綜合性體育館的三維模型，綜合考量場館內(nèi)各個(gè)專業(yè)的管線系統(tǒng)，根據(jù)屬性將其分配在最合適的位置。通過三維的視角向業(yè)主、各專業(yè)設(shè)計(jì)人員、施工人員，直觀地表述設(shè)計(jì)理念，避免因個(gè)人理解不同而造成的誤會(huì)。同時(shí)，Bentley的軟件可以給每一段路由賦予獨(dú)立的屬性，以便在模型建立后精確地提取出各專業(yè)的工程量和材料清冊(cè)。

具體的做法，以土建模型為基礎(chǔ)，根據(jù)擁擠程度在每條走道上截取若干剖面，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際需求提出所需空間、參照規(guī)范和功能，排布出合理的剖面；每個(gè)轉(zhuǎn)角截取3個(gè)剖面（T型路口截取4個(gè)剖面），合理地銜接各個(gè)走道之間的管線；根據(jù)制定好的剖面設(shè)計(jì)出綜合支吊架的樣式并進(jìn)行建模，之后各專業(yè)設(shè)計(jì)人員搭建本專業(yè)的管線模型，并根據(jù)碰撞檢測進(jìn)行各個(gè)結(jié)點(diǎn)的修改，最終確認(rèn)模型，輸出圖紙和工程量和材料清冊(cè)。

在現(xiàn)場施工階段，系統(tǒng)先根據(jù)模型輸出的圖紙，與現(xiàn)場實(shí)際情況相結(jié)合，保證綜合支吊架最低層的絕對(duì)標(biāo)高，以及每一層之間的相對(duì)標(biāo)高。在綜合支吊架安裝完畢后，各施工方根據(jù)綜合管線排布結(jié)果，依照模型輸出的剖面圖將各專業(yè)管線在對(duì)應(yīng)支架上敷設(shè)安裝。安裝過程綜合考慮各專業(yè)的工序，制定周密的施工計(jì)劃。

質(zhì)量與效率共同提升

目前，天津財(cái)經(jīng)大學(xué)新建綜合體育館項(xiàng)目各專業(yè)路由已經(jīng)全部安裝完畢。

借助BIM技術(shù)的應(yīng)用，該項(xiàng)目在保證各專業(yè)功能完善的前提下將場館原定的凈高大幅度提升，同時(shí)還預(yù)留了場館日后檢修維修的空間。具體而言，BIM應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

首先，大幅提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。系統(tǒng)支持各專業(yè)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，將場館內(nèi)的路由合理地分布在各個(gè)空間內(nèi)，充分利用每一條可用路由，提高吊頂空間的使用率，進(jìn)而最大程度地提高場館的凈高。同時(shí)，系統(tǒng)還通過碰撞檢測，幾乎避免了所有可能發(fā)生碰撞的結(jié)點(diǎn)，對(duì)施工前的準(zhǔn)備工作十分有利。不僅如此，將設(shè)計(jì)深化之后的成果直觀地展現(xiàn)給業(yè)主、設(shè)計(jì)和現(xiàn)場人員等不同層面的人，可以得到精確的反饋，從而提高整體的施工質(zhì)量。

其次，制定出更合理的施工工序，降低返工概率，提高施工效率和質(zhì)量。與此同時(shí)，系統(tǒng)可以將每一個(gè)復(fù)雜的結(jié)點(diǎn)切成剖面圖和側(cè)視圖，精確地將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在相關(guān)人員面前，有效指導(dǎo)施工人員的現(xiàn)場操作。

最后，將模型中的各專業(yè)管線自動(dòng)生成工程量和材料清冊(cè)，快速統(tǒng)計(jì)出各專業(yè)管線的物資需求，以便準(zhǔn)確地完成采購工作。

總而言之，天津財(cái)經(jīng)大學(xué)新建綜合體育館的綜合管線排布工作BIM技術(shù)的應(yīng)用，證明了BIM技術(shù)在大型公共建筑施工中的優(yōu)越性。它不僅可以直觀地對(duì)外展示了設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)理念，而且規(guī)避了部分施工過程中可能出現(xiàn)的問題，降低在施工過程中由于設(shè)計(jì)誤差造成的損失。

不過在項(xiàng)目應(yīng)用的過程中，中冶天津也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如說，在建模過程中一些專業(yè)性較強(qiáng)的附件無法建模，只能通過其他手段來實(shí)現(xiàn)，并賦予其對(duì)應(yīng)的屬性，這些附件在統(tǒng)計(jì)清單時(shí)會(huì)被自動(dòng)歸入其他類別中；部分專業(yè)的設(shè)備接口缺失；在一些細(xì)節(jié)上，模型與實(shí)際的情況仍有一定的差距，導(dǎo)致一些假性的碰撞出現(xiàn)。這些都需要通過更多的應(yīng)用實(shí)踐來不斷完善軟件及其解決方案。endprint