某綜合樓通風(fēng)空調(diào)工程BIM建模與深化設(shè)計

高喜玲，張奚鑫

(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

BIM（建筑信息模型）技術(shù)在工程中的運用越來越多，現(xiàn)在安裝工程技術(shù)也越來越復(fù)雜，通常會受到建筑層高的限制造成安裝空間不足，所以利用BIM技術(shù)進行管線綜合排布，再加之BIM技術(shù)可視化的優(yōu)點，使得施工過程更加簡潔明了，節(jié)約工期與成本。

1 工程概況

本工程為江蘇某綜合樓，地下1層，地上6層，1層為商鋪，2～6層為辦公室，框架結(jié)構(gòu)?？偨ㄖ叨葹?1.4m，總建筑面積為4775.86m2，空調(diào)面積約為3562 m2。地下室分為停車區(qū)域、配電室、水泵房和設(shè)備間，設(shè)置防排煙和機械排風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)管采用鍍鋅薄鋼板；地上商鋪及辦公室采用變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，主要包括空調(diào)送風(fēng)管道和冷媒管，送風(fēng)管采用鍍鋅薄鋼板，冷媒管采用紫銅管，凝結(jié)水管采用UPVC塑料管。

因防排煙管道及空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管尺寸較大，在設(shè)計時需要慎重考慮其所占空間，加之空調(diào)冷媒管、凝結(jié)水管，以及其他專業(yè)涉及的給排水、消防、電氣管線等，使得我們在進行機電安裝工程管道布置時必須綜合考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，才能更好的利用建筑空間，減少管道交叉及施工過程中的返工現(xiàn)象。

2 BIM建模過程

2.1 建筑、結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建

空調(diào)通風(fēng)模型的空間位置基本是以建筑、結(jié)構(gòu)為參照，因此在建立通風(fēng)空調(diào)模型前，應(yīng)首先建立相應(yīng)的建筑模型。建筑和結(jié)構(gòu)模型分別是基于Revit中建筑樣板和結(jié)構(gòu)樣板建立。

以標(biāo)高、軸網(wǎng)作為中心文件，將CAD文件鏈接進標(biāo)高軸網(wǎng)文件中，根據(jù)CAD圖紙繪制三維模型。建模包括梁、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件。建筑建模的主要內(nèi)容包括門窗、墻體、樓梯、樓板等構(gòu)件。因為管道的標(biāo)高參照于建筑模型的標(biāo)高，所以建筑、結(jié)構(gòu)模型的正確建立為管道模型提供的空間參照十分重要，尤其是樓板的高度、標(biāo)高和梁柱尺寸、位置等都有相當(dāng)精確的要求。某層建筑、結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

2.2 水管道模型的創(chuàng)建

本項目的水管路系統(tǒng)主要涉及到空調(diào)冷媒管系統(tǒng)、凝結(jié)水管系統(tǒng)。其中空調(diào)冷媒管系統(tǒng)為壓力系統(tǒng)，凝結(jié)水管系統(tǒng)為重力系統(tǒng)，那么重力系統(tǒng)管道必須滿足設(shè)計規(guī)范中所要求的坡度，以便水在重力作用下能夠順利地排出管道。在管道綜合過程中，有壓管道一定要預(yù)留出足夠的空間，這是為了確保管道最終可以正常的使用，如圖2所示。

圖1 某層建筑、結(jié)構(gòu)模型

圖2 管道系統(tǒng)的建立

同時為了使繪制空調(diào)模型更加便捷，所有的管道附件，如接頭、閥門、三通、管道等連接件都是必需進行設(shè)置，為了最后導(dǎo)出明細表和后續(xù)的信息，還需要對管道的類型、管道的材料進行更加細致的設(shè)置。如果在項目中并沒有找到需要的族的時候，還可以通過載入族的操作，將外部的族載入進項目中來。

2.3 通風(fēng)管道模型的創(chuàng)建

通風(fēng)管道模型的創(chuàng)建主要包括管道末端、風(fēng)機、風(fēng)道、多聯(lián)機等構(gòu)件。在創(chuàng)建風(fēng)管的過程中需要注意風(fēng)管變徑的連接方式與管道走向等問題，同時也需要注意風(fēng)管末端的位置定位。雖然Revit中自帶很多族，但是有很多族并不完善，在向模型中插入的過程中存在許多問題，這導(dǎo)致在某些管道碰撞的調(diào)整中，彎頭或者三通的連接會存在各種錯誤，因此有必要不斷地嘗試修改連接件的族參數(shù)屬性，使之達到項目所需要的結(jié)果。某層通風(fēng)空調(diào)模型如圖3所示，地下一層排風(fēng)系統(tǒng)模型如圖4所示。

圖3 某層通風(fēng)空調(diào)模型

圖4 地下一層排風(fēng)建模

2.4 模型自檢

模型的建立完成后，需要對模型的整體和一些重要位置進行檢查，因為BIM模型在建立時都是基于CAD等二維圖紙，會受到平面圖紙的約束，而通過三維視圖，可以發(fā)現(xiàn)圖紙中不正確的部位或者有錯誤有遺漏的部分，及時整改。只有創(chuàng)建精確無誤的模型才可以進行下一步深化設(shè)計的工作。如下表1為模型自檢的主要內(nèi)容。

表1 模型自檢的主要內(nèi)容

3 管道碰撞檢測

建立機電安裝工程模型時，要充分利用建筑、結(jié)構(gòu)等梁內(nèi)空間，風(fēng)管盡量貼梁底走，當(dāng)風(fēng)管與空調(diào)管道碰撞時，滿足條件的情況下，可以充分的利用梁內(nèi)的空間，使空調(diào)管道向梁內(nèi)翻彎，避免與風(fēng)管的沖突，保證了管道暢通，滿足設(shè)計的要求。

利用NavisWorks軟件進行管道碰撞檢測，首先選擇碰撞檢測中涉及的對象并設(shè)置碰撞檢測的類型，在設(shè)置中可以選擇是硬碰硬、軟碰軟還是間隙碰撞，還可以在“規(guī)則”中為當(dāng)前項目創(chuàng)建新的要求，提高檢查的效率，以獲得檢查報告。再依據(jù)碰撞報告，確定項目中碰撞點的位置與信息。在NavisWorks軟件運行碰撞檢查后，軟件將會自動生成碰撞檢查報告并導(dǎo)出報表。碰撞檢查報表中包含有碰撞點、項目ID號碼、狀態(tài)、圖像、軸網(wǎng)位置等，這樣就可以快速的確定碰撞點的位置，并通過構(gòu)件ID，返回到Revit軟件中找出相應(yīng)的碰撞點，并在原模型中對發(fā)生碰撞的位置及信息進行修改，部分碰撞檢查結(jié)果如表2所示。

表2 NavisWorks碰撞檢查表

4 通風(fēng)空調(diào)工程深化設(shè)計

4.1 深化設(shè)計方案

通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計深化的主要內(nèi)容以管線綜合、空間凈高優(yōu)化為主，與建筑、結(jié)構(gòu)模型相配合的預(yù)留洞口，反應(yīng)在BIM模型中則是通風(fēng)空調(diào)管線碰撞檢查，墻體預(yù)留洞口。管線的碰撞檢查可以利用軟件直接導(dǎo)出沖突報告，根據(jù)實際情況、管道回避的原則和管網(wǎng)高度的要求，對管道進行逐一調(diào)整，以指導(dǎo)實際施工。當(dāng)空間凈高不足，或以現(xiàn)在的方式無法調(diào)整時，應(yīng)積極思考是否需要將管道的位置做出大幅度的調(diào)整。管線的綜合排布如圖5所示。

4.2 問題報告匯總

圖5 管線的綜合排布

問題報告是深化設(shè)計的成果。在各個專業(yè)建模的時候因為圖紙的質(zhì)量不同，所以會發(fā)現(xiàn)圖紙中有表達不清晰或是有缺少標(biāo)注的地方，這就需要將這些問題匯總起來最終形成報告，及時進行修改，所以深化設(shè)計不只是管線綜合，更是圖紙優(yōu)化的過程。在利用BIM軟件進行碰撞檢查的過程中，會因為軟件自身的一些問題，在碰撞檢查時將2個相鄰的圖元誤認為是碰撞點，在這種情況下就需要人為進行檢查判斷，減少問題的產(chǎn)生，保證項目的科學(xué)性。

4.3 深化設(shè)計出圖

目前工程項目大多還是利用二維圖紙進行施工，設(shè)計深化后的三維模型只能作為指導(dǎo)施工的輔助工具,但BIM軟件可以以DWG格式輸出CAD圖紙（如圖6），不僅包括管線的布置和剖面圖，而且節(jié)省了大量人力、財力，避免了人工出圖產(chǎn)生的錯誤，甚至可以使用三維模型來清晰的表達設(shè)計的意圖，尤其是在一些管線較為復(fù)雜的地方，在平面圖中的管道走向較為混亂，可以導(dǎo)出剖面圖或者是三維軸測圖來輔助施工人員對于管道走線的理解。

圖6 某層CAD圖紙與三維軸測圖

5 結(jié)語

該綜合樓在通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計中運用了BIM建模技術(shù)，對通風(fēng)空調(diào)工程進行了建模與碰撞檢查，生成碰撞報告，并以此為依據(jù)進行空調(diào)系統(tǒng)的深化設(shè)計，進行管線綜合排布，優(yōu)化了設(shè)計方案，減少了返工和窩工，保證了施工進度和工程質(zhì)量，大大提高了施工效率。