BIM技術(shù)在某地下室工程中的應(yīng)用

潘俊武

PAN Junwu

(浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 311231)

近年來(lái),建筑行業(yè)為了提高行業(yè)效率與質(zhì)量,競(jìng)相推廣應(yīng)用國(guó)際上新興的BIM技術(shù)。BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù),通過(guò)建筑信息模型的創(chuàng)建和使用,實(shí)現(xiàn)建筑信息有效傳遞和共享。它同時(shí)也是建筑開(kāi)發(fā)、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工及建筑運(yùn)維基于建筑信息模型的過(guò)程和方法,并且貫穿于建筑的全生命周期[1]。

國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部早在2015年4月14日發(fā)布的 《關(guān)于推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》中,要求“2016年起政府投資的2萬(wàn)平方米以上大型公共建筑以及申報(bào)綠色建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工采用BIM技術(shù)；截至2020年,完善BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施指南,形成BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和政策體系；在有關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng),如全國(guó)優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)、魯班獎(jiǎng)(國(guó)際優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng))及各行業(yè)、各地區(qū)勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)和工程質(zhì)量最高的評(píng)審中,設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM技術(shù)的條件。”在2016年8月發(fā)布的《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中提出,未來(lái)五年發(fā)展的主要任務(wù)之一是“深入研究BIM、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用?！?/p>

但從總體來(lái)講,現(xiàn)階段我國(guó)的BIM技術(shù)發(fā)展仍處于初級(jí)階段。比起美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)建筑施工企業(yè)員工的整體素質(zhì)較差,計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平也較低。在這樣的情況下,施工企業(yè)對(duì)BIM應(yīng)用需要一個(gè)認(rèn)識(shí)—理解—應(yīng)用—深入的過(guò)程,短期內(nèi)應(yīng)用BIM進(jìn)行精細(xì)化管理恐怕難以兌現(xiàn)。因此,以算量技術(shù)、碰撞技術(shù)為突破口,實(shí)實(shí)在在地利用BIM解決實(shí)際問(wèn)題,是比較好的切入點(diǎn)。基于此,特對(duì)浙江省警衛(wèi)局后勤保障基地一期工程使用BIM技術(shù),嘗試BIM應(yīng)用研究,探索具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的施工項(xiàng)目BIM應(yīng)用方法和途徑。

1　BIM技術(shù)在地下室工程中的應(yīng)用

1.1　工程概況

浙江省警衛(wèi)局后勤保障基地項(xiàng)目工程,總用地面積約10 700m2,總建筑面積約54 600m2,分為一期和二期兩階段工程；其中一期工程總建筑面積約20 200m2,地上建筑面積約15 800m2,地下建筑面積約4 400m2。地上部隊(duì)營(yíng)房20層,建筑高度為69.7m,裙房4層。地下1層(帶夾層)，該工程的戰(zhàn)時(shí)用途為二等人員掩蔽部,平時(shí)用途為地下汽車庫(kù)；防護(hù)等級(jí)為甲類六級(jí)；位于地下一層。結(jié)構(gòu)層高5.9m、夾層層高3.6 m；地下一層建筑面積為3 482.65m2,地下夾層建筑面積為890.07m2?？紤]到地下室機(jī)電管線復(fù)雜,設(shè)備種類多,機(jī)房、配電間、電井、管道井等重點(diǎn)部位管道密集,屬于碰撞問(wèn)題的高發(fā)區(qū),因此,選擇一期的人防地下室建立模型。同時(shí),在一期地下室的建模過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn),可以在二期的建造過(guò)程中得到應(yīng)用和改進(jìn)。

1.2　項(xiàng)目建模

在收集并熟悉項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工圖后,首先確立建模范圍和各專業(yè)的建模標(biāo)準(zhǔn)。本工程的建模范圍為一期地下室建筑構(gòu)建結(jié)構(gòu)全部建模,參數(shù)以結(jié)構(gòu)圖紙為準(zhǔn)；機(jī)電各系統(tǒng)(水電風(fēng))管線、電線等全部建模,參數(shù)以機(jī)電、動(dòng)力圖紙為主。其中管線之間連接連續(xù),排水、通風(fēng)、電路方向正確。后期可制作查看各系統(tǒng)之間運(yùn)行動(dòng)畫(huà),保證暢通。

模型的內(nèi)容及深度參照《上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指南(2015)》中施工圖設(shè)計(jì)階段,以及《民用建筑信息模型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(北京市地方標(biāo)準(zhǔn))深度等級(jí)3.0執(zhí)行。建筑、結(jié)構(gòu)模型及機(jī)電模型均采用Revit 軟件。

建模時(shí),需要各專業(yè)及專業(yè)間分工協(xié)作,完成后再將分模型鏈接在一起,因此,確定統(tǒng)一的圖紙基準(zhǔn)點(diǎn)是必要的?；鶞?zhǔn)點(diǎn)一般選擇在不易發(fā)生設(shè)計(jì)變更的部位,本工程的基準(zhǔn)點(diǎn)為地下室西南角的1/0A與1軸交界處,見(jiàn)圖1。

圖1　圖紙基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇

1.2.1建筑、結(jié)構(gòu)模型的建立

將CAD平面圖清理后,鏈接進(jìn)入Revit軟件中,根據(jù)圖紙建立標(biāo)高、軸網(wǎng)后,逐層建立結(jié)構(gòu)柱、剪力墻、梁、板、樓梯、坡道、建筑墻、門(mén)、窗等構(gòu)件和基礎(chǔ),完成建筑、結(jié)構(gòu)模型的建立,見(jiàn)圖2。

圖2　地下室建筑結(jié)構(gòu)模型

1.2.2通風(fēng)、給排水、電氣、消防等機(jī)電模型的建立

為確保設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行高效的協(xié)同工作,開(kāi)始機(jī)電項(xiàng)目時(shí),先創(chuàng)建空白項(xiàng)目文件,在文件中鏈接已創(chuàng)建完成的建筑、結(jié)構(gòu)模型。使用“復(fù)制/監(jiān)視”工具,復(fù)制創(chuàng)建鏈接模型中的軸網(wǎng)與標(biāo)高,這樣既能保持與建筑結(jié)構(gòu)模型中圖元協(xié)調(diào)一致，又提高了建模效率。

設(shè)備管線按照設(shè)備專業(yè)施工要求分系統(tǒng)進(jìn)行,各系統(tǒng)設(shè)置不同的顏色以便區(qū)分,視圖樣板的設(shè)置見(jiàn)圖3。建模順序按照由上到下、從大到小進(jìn)行,以減小后期調(diào)整管線避讓的工作量。

圖3　各系統(tǒng)設(shè)置不同的顏色

機(jī)電圖紙按專業(yè)分為給排水、暖通、電氣三個(gè)專業(yè)。各專業(yè)模型建立時(shí),先繪制設(shè)備定位,再繪制管路。先從設(shè)備用房入手,繪制房?jī)?nèi)管路,再繪制房外的。例如,在建立給排水模型時(shí),先布置臺(tái)盆、小便器等衛(wèi)浴裝置,再創(chuàng)建給排水系統(tǒng)的管道,然后在項(xiàng)目中繪制給水管(排水管),再添加閥門(mén)等管路附件，完成后的地下室機(jī)電模型見(jiàn)圖4。

圖4　地下室機(jī)電模型

1.3　圖紙校核

圖紙校核是BIM模型最直接的應(yīng)用,也是BIM最主要的價(jià)值體現(xiàn)之一。通過(guò)Revit軟件建模,將二維的施工圖轉(zhuǎn)換成直觀的三維模型,并將建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、給排水、電氣、消防等專業(yè)整合在一起,可以有效地發(fā)現(xiàn)圖紙中的錯(cuò)誤,從而在施工前夕將問(wèn)題解決,避免因返工而增加成本。事實(shí)上,整個(gè)建模的過(guò)程就是對(duì)圖紙的校核過(guò)程,在根據(jù)圖紙建立模型的過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)了圖紙中存在的多處錯(cuò)、漏、碰問(wèn)題,并整理成圖紙問(wèn)題匯總,提交給設(shè)計(jì)、施工雙方,由設(shè)計(jì)院進(jìn)行第一次更改優(yōu)化。見(jiàn)圖5。

圖5　建模時(shí)發(fā)現(xiàn)的圖紙部分問(wèn)題

1.4　碰撞檢查

模型完成后,導(dǎo)出NWC文件,在Navisworks軟件中,我們將土建與機(jī)電及機(jī)電與機(jī)電模型進(jìn)行碰撞檢查,共檢測(cè)出424處土建與機(jī)電管線的碰撞點(diǎn),31處機(jī)電管線與機(jī)電管線間的碰撞點(diǎn)。經(jīng)過(guò)整理、編輯后,匯總出圖文并列的土建與機(jī)電、機(jī)電與機(jī)電碰撞報(bào)告,提交給設(shè)計(jì)、施工雙方,由設(shè)計(jì)院進(jìn)行再次的更改優(yōu)化。見(jiàn)圖6、圖7。

圖6　土建與機(jī)電碰撞報(bào)告導(dǎo)出的問(wèn)題之一：管道穿梁

圖7　機(jī)電與機(jī)電碰撞報(bào)告導(dǎo)出的問(wèn)題之一：風(fēng)管與電纜橋架相撞

圖8　通過(guò)模型導(dǎo)出的CAD剖面圖

1.5　工程量統(tǒng)計(jì)和CAD出圖

模型生成后,直接用Revit軟件中的明細(xì)表工具,生成房間、樓板、梁、柱、基礎(chǔ)、門(mén)窗等明細(xì)表,統(tǒng)計(jì)出數(shù)量、體積等詳細(xì)的工程量,精確計(jì)算出工程成本。Revit軟件可利用模型導(dǎo)出CAD格式的圖紙,極大地減少了模型優(yōu)化后設(shè)計(jì)院的圖紙繪制工作。見(jiàn)圖8。

2　經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用,提前發(fā)現(xiàn)了施工中可能出現(xiàn)的碰撞,減少了施工中的返工,顯著縮短了工期,節(jié)約了成本,在保證質(zhì)量的同時(shí),也減少了建筑材料、水、電等資源的消耗及其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

由于在模型中可以生成任意復(fù)雜位置的機(jī)電管線綜合剖面圖、三維立體圖,從而為管線設(shè)計(jì)決策提供了依據(jù)。在減少對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資和操作成本的前提下,形成管線、機(jī)電安裝工程的施工指導(dǎo)方案，進(jìn)而提高了項(xiàng)目整體管理水平,為工程建設(shè)的順利實(shí)施提供有力的技術(shù)保障。

3　結(jié)　語(yǔ)

BIM是建筑行業(yè)未來(lái)重要的發(fā)展方向,BIM技術(shù)的不斷深入應(yīng)用將對(duì)我國(guó)建筑施工行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展帶來(lái)巨大的價(jià)值。本項(xiàng)目的BIM實(shí)踐應(yīng)用,解決了企業(yè)的部分實(shí)際工程問(wèn)題,為后續(xù)的BIM技術(shù)應(yīng)用探索提供了更多的思路、方法和技術(shù)支持。