地鐵人防工程設(shè)計施工中BIM技術(shù)的探討

李維偉 閆燦 胡慧茹

摘? ? 要：隨著建筑結(jié)構(gòu)的多樣化，設(shè)計師在短時間內(nèi)很難完成項目的準確設(shè)計。當前二維的設(shè)計審核檢查不方便，審圖人員通過繪圖知識將二維還原為三維，往往難以發(fā)現(xiàn)其中的錯誤，尤其是空間關(guān)系的偏差，而這些在施工時才會發(fā)現(xiàn)從而造成工程更改，工期延長。BIM技術(shù)將很好的解決目前所面臨的問題，已經(jīng)是業(yè)內(nèi)注視的焦點。BIM技術(shù)是工程施工中應(yīng)用的先進技術(shù)，利用BIM技術(shù)能有效實現(xiàn)地鐵人防工程設(shè)計的科學(xué)化展現(xiàn)，讓設(shè)計內(nèi)容與實際要求相符。本文主要分析地鐵人防工程設(shè)計中的BIM技術(shù)應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵人防工程;設(shè)計施工;BIM技術(shù)

1? 前言

地鐵人防工程是國家重要的民生工程，除了在戰(zhàn)時可防備敵人空襲之外，在平時高溫等自然災(zāi)害發(fā)生時均可保障人民生命財產(chǎn)安全。設(shè)計、施工等過程將會是全部建設(shè)工程質(zhì)量保證的關(guān)鍵。BIM不只是用于設(shè)計過程，可貫穿于項目全生命周期。施工過程，BIM可以同步查看有關(guān)項目質(zhì)量、進度以及成本的信息。便捷地計算工程量清單、概預(yù)算、各過程材料使用等信息。也可以實現(xiàn)全施工過程的可視化模擬與管控。

2? BIM概要

2.1? 概念

BIM，BuildingInformationModeling，即建筑信息模型。是指通過建立一個虛擬的建筑，實現(xiàn)對實際項目的任何動作，首先在虛擬建筑上進行分析模擬，得到最優(yōu)方案，從而提高工作效率。該技術(shù)是一種模型信息的應(yīng)用，此方式支持建筑項目的集成控制模式，可以使項目在全生命周期增加效率、大量降低風(fēng)險。在國家“2011年—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要”中已經(jīng)明確提出其發(fā)展方向和目標，可見BIM技術(shù)的應(yīng)用既符合建筑科技的發(fā)展方向，又符合國家政策導(dǎo)向。

2.2? 優(yōu)點

（1）提高設(shè)計工作效率?；贐IM的模擬，可以形象地觀察項目的三維模型，其有別于常見的效果圖，而是可以含有材料、機電設(shè)備、組織計劃、成本等信息，形成完整的項目模型數(shù)據(jù)，在模型中包含了一切已知的建筑信息。（2）簡化協(xié)同難度，提高設(shè)計質(zhì)量。BIM使多專業(yè)基于同平臺搭建模型，從而將3D全專業(yè)同步設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實。建筑專業(yè)可以完成3D數(shù)據(jù)模型建立，用來渲染、節(jié)能、日照、通風(fēng)、隔音等分析;結(jié)構(gòu)專業(yè)則利用其中相關(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)計算;設(shè)備專業(yè)可以據(jù)此實現(xiàn)負荷計算等。BIM將整個設(shè)計集成到相同的建筑項目中，各專業(yè)間的偏差會一目了然，工程師們可在3D模型中漫游瀏覽，同步修改自己的設(shè)計，從而減少了施工中的浪費，減少返工，降低成本。（3）修改簡便。只要對工程做出調(diào)整，由此影響的所有環(huán)節(jié)均自動調(diào)整，各視圖中的剖面自動修改。BIM的該項優(yōu)點可以解決協(xié)調(diào)偏差，保證項目質(zhì)量。

3? 地鐵人防工程的特點

人民防空，特指我國動員和組織人民群眾防備敵人空襲、消除空襲后果所采取的措施和行動。地鐵作為人防工程的特殊建筑，已經(jīng)融入到人民的實際生活中，改善人們的生活質(zhì)量，為保證工程的平戰(zhàn)結(jié)合功能，地鐵人防工程的建設(shè)質(zhì)量顯得尤為重要。

3.1? 規(guī)劃方面

我國人防工程的建設(shè)采取平戰(zhàn)結(jié)合的策略，平時與地下綜合體合用建筑，戰(zhàn)時為人員掩蔽部、醫(yī)療救護站等工程。地鐵工程同樣兼顧這樣的作用。最主要的建設(shè)方向是與城市地上建筑相結(jié)合，采取附建式或單建式建筑模式，以便增加地下空間的使用效率。某地鐵車站人防工程建筑模型如圖1所示。

3.2? 設(shè)計方面

由于工程特殊的戰(zhàn)時要求，因此在設(shè)計方面與地上建筑有較大差別。建筑結(jié)構(gòu)上應(yīng)充分考慮到戰(zhàn)時防御常規(guī)武器及核武器的打擊;暖通專業(yè)在設(shè)計戰(zhàn)時通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)增加濾毒通風(fēng)裝置的設(shè)計布置，并考慮清潔、濾毒、隔絕三種通風(fēng)方式的轉(zhuǎn)換，機電專業(yè)應(yīng)充分考慮內(nèi)部防電磁打擊的電源設(shè)計;給排水專業(yè)應(yīng)考慮地漏的防爆設(shè)計，進出人防工程的水管線路施行防爆加固，在防護掩蔽時間內(nèi)工程自身儲水量的計算設(shè)計等。

3.3? 施工方面

施工是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要部分。因為人防設(shè)計特別需要考慮工程的氣密性能。建筑結(jié)構(gòu)的施工必須混凝土一次性澆筑成功，管線洞口一次性預(yù)留到位，不允許進行后期墻上打洞。這就首先要求圖紙在設(shè)計過程中提高管線設(shè)計質(zhì)量，預(yù)留洞口標注準確完整。施工單位充分理解圖紙。一旦進行后期修改，將嚴重影響到防護工程的防護性能。

4? BIM在地鐵人防工程中的應(yīng)用

4.1? 三維模型分析，優(yōu)化出入口及重要設(shè)備房間的設(shè)計

在地鐵人防工程的出入口設(shè)置時，一般需要設(shè)置多個出入口，因此在地鐵人防工程設(shè)計方案的選擇時需要利用BIM技術(shù)建立三維模型。結(jié)合實際施工中周圍的地勢建筑和交通信息，充分利用BIM技術(shù)三維模型的可視化特點，確保工程施工中各施工出入口設(shè)置科學(xué)性，并確保與周邊道路連接的順暢。讓整個地鐵人防工程融入到周邊建筑和地面景觀中，在戰(zhàn)爭時期達到很好的隱蔽效果。

4.2? 多專業(yè)可視化協(xié)同設(shè)計

利用BIM技術(shù)中的協(xié)同設(shè)計，能有效解決設(shè)計過程中各專業(yè)之間的沖突。由地鐵人防工程中的建筑專業(yè)建立相應(yīng)的施工模型，對各專業(yè)之間的設(shè)計內(nèi)容進行劃分，并創(chuàng)建相應(yīng)的三維模型，在各自的設(shè)計范圍內(nèi)進行設(shè)計優(yōu)化。通過協(xié)同的設(shè)計方法搭建出施工中唯一的三維建筑模型，各專業(yè)設(shè)計成果可以以直觀的方式體現(xiàn)，不需要進行過多的人為干預(yù)即可實現(xiàn)設(shè)計的協(xié)同，確保設(shè)置的建筑模型信息統(tǒng)一和關(guān)聯(lián)。利用創(chuàng)建的信息模型實現(xiàn)工程設(shè)計的協(xié)同化，既增加了地鐵人防工程戰(zhàn)時的防護設(shè)計，又利用BIM技術(shù)進行碰撞檢查，避免各專業(yè)之間的管線交叉，提升設(shè)計圖紙的可行性。

4.3? 三維模型動畫更加直觀形象的模擬平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換

地鐵人防工程的設(shè)計不僅要滿足戰(zhàn)時的防護需求，還需要在日常的應(yīng)用過程中體現(xiàn)良好的效益。在戰(zhàn)爭時期和日常應(yīng)用中人防工程需要展現(xiàn)不同的功能，也需要應(yīng)用平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施，滿足相應(yīng)的功能轉(zhuǎn)化。利用BIM技術(shù)可以將日常應(yīng)用中的平面圖與戰(zhàn)爭時期的平面圖集中設(shè)置在同一BIM建筑模型中，然后通過相應(yīng)的軟件實現(xiàn)對控制模型信息的表達，準確實現(xiàn)日常應(yīng)用模型和戰(zhàn)時模型的轉(zhuǎn)換，降低了對平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計的理解難度。另外應(yīng)用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)4d模型的設(shè)計優(yōu)化，讓各結(jié)構(gòu)和各部件之間的施工時間集中在統(tǒng)一的模型中，利用軟件的施工模擬功能，結(jié)合戰(zhàn)爭時期的條件，實現(xiàn)對平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換模擬的全過程控制。通過BIM技術(shù)的良好應(yīng)用在規(guī)定時間內(nèi)完成平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換，真正發(fā)揮地鐵人防功能的實際作用。

5? 結(jié)束語

總而言之，BIM技術(shù)是工程施工中的先進技術(shù)，利用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)工程的設(shè)計施工和運維的科學(xué)化展現(xiàn)，實現(xiàn)了從二維到三維的發(fā)展，也將思維技術(shù)合理應(yīng)用到工程中，實現(xiàn)了工程施工中的協(xié)同設(shè)計，強化了工程質(zhì)量。由于地鐵人防工程與其他工程時間具備較大的差異，BIM技術(shù)在工程中能夠體現(xiàn)出良好的優(yōu)勢，保障了工程質(zhì)量，也為居民生命財產(chǎn)安全提供了依據(jù)。

參考文獻：

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