某住宅項(xiàng)目 BIM 應(yīng)用分析

王 昊，吳 偉，周薇南，張 志（上海中建東孚投資發(fā)展有限公司， 上海 200125）

BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行全過(guò)程模擬，提前發(fā)現(xiàn)并解決隱患問(wèn)題，計(jì)算工程量、排布施工實(shí)施計(jì)劃、拆分預(yù)制構(gòu)件用于廠外加工、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施管理、形成完整的竣工檔案的技術(shù)，對(duì)運(yùn)營(yíng)管理大數(shù)據(jù)的整個(gè)建筑物全生命周期的過(guò)程各個(gè)階段都有直接的提升作用。上海某公司在山東濟(jì)南開(kāi)發(fā)的多個(gè)住宅項(xiàng)目均導(dǎo)入了 BIM 技術(shù)，鑒于此，總結(jié)歸納相關(guān) BIM 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及一些心得體會(huì)，以期為其他項(xiàng)目提供一定參考。

1 應(yīng)用分析

1.1 BIM 各階段應(yīng)用

BIM 應(yīng)用主要可分為設(shè)計(jì)階段應(yīng)用及施工階段應(yīng)用，具體如表 1 所示。

表 1 BIM 各階段應(yīng)用表

從各階段實(shí)施情況看，碰撞分析、預(yù)留洞及預(yù)留預(yù)埋驗(yàn)證、凈高分析及管線綜合優(yōu)化是 BIM 應(yīng)用效果成敗的關(guān)鍵，接下來(lái)就幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)分別進(jìn)行展開(kāi)分析。

1.2 碰撞問(wèn)題檢查

依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，碰撞問(wèn)題的檢查主要存在于建筑、結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備管線 3 個(gè)專業(yè)，以應(yīng)用最廣泛的地下車庫(kù)為例，重點(diǎn)檢查的部位主要有以下幾個(gè)。

建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)間的碰撞重點(diǎn)關(guān)注剪力墻與建筑墻體的重疊、結(jié)構(gòu)墻或柱影響（或占用）地下車位排布、建筑采光井或其他構(gòu)筑物頂板（或結(jié)構(gòu)底板）與結(jié)構(gòu)專業(yè)間的差異、門(mén)或洞口的位置與結(jié)構(gòu)專業(yè)無(wú)法對(duì)應(yīng)、樓梯標(biāo)高錯(cuò)誤等。

機(jī)電設(shè)備及管線與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞重點(diǎn)關(guān)注機(jī)電管線穿越結(jié)構(gòu)柱或結(jié)構(gòu)柱帽、污水或其他大尺寸管線穿越結(jié)構(gòu)梁、管線穿越不宜布管的人防口部等。

機(jī)電設(shè)備管線碰撞重點(diǎn)關(guān)注水、暖、電管線的重疊及交叉、機(jī)電專業(yè)平面圖與系統(tǒng)之間是否對(duì)應(yīng)、大尺寸管線是否會(huì)對(duì)其他專業(yè)管線造成決定性影響使其無(wú)法按設(shè)計(jì)路由實(shí)施等。

在碰撞階段，要求 BIM 設(shè)計(jì)單位給出碰撞報(bào)告，如圖 1所示，碰撞報(bào)告需要清楚的表示碰撞的位置、問(wèn)題，要求施工圖設(shè)計(jì)單位給出明確回復(fù)，在得到回復(fù)后還需要 BIM 設(shè)計(jì)單位進(jìn)行二次驗(yàn)證，這樣才能達(dá)到較好的閉環(huán)管理效果。

1.3 預(yù)留洞及預(yù)留預(yù)埋驗(yàn)證

基于管線綜合 BIM 模型對(duì)圖紙標(biāo)明的預(yù)留預(yù)埋進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)證工作。檢查預(yù)留洞口預(yù)埋套管的準(zhǔn)確性和合理性，提前預(yù)檢各專業(yè)間預(yù)留預(yù)埋的不一致性問(wèn)題，并將驗(yàn)證結(jié)果反饋給施工圖設(shè)計(jì)單位，在施工前完成對(duì)預(yù)留洞口圖紙的修改工作。

常見(jiàn)的問(wèn)題包括以下幾點(diǎn)。車庫(kù)與住宅連接處出入臺(tái)階設(shè)置在車庫(kù)內(nèi)，局部高度不足。洞口處連梁伸至車庫(kù)頂板以下，管道安裝高度不足。車庫(kù)與住宅連廊臺(tái)階抬升處凈高不足。車庫(kù)內(nèi)多處管線穿越人防門(mén)上方大梁影響結(jié)構(gòu)安全。機(jī)電管線預(yù)留洞口位置與結(jié)構(gòu)或建筑沖突或結(jié)構(gòu)專業(yè)未預(yù)留洞等。

當(dāng)遇到預(yù)留洞或預(yù)埋驗(yàn)證問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)反饋給施工圖設(shè)計(jì)單位。對(duì)于地庫(kù)及人防設(shè)計(jì)單位，必要時(shí)三方座談溝通，對(duì)圖紙進(jìn)行必要地調(diào)整，并在圖紙修改完成后進(jìn)行 BIM二次驗(yàn)證。

1.4 凈高分析及管線綜合優(yōu)化

基于管線綜合模型對(duì)凈高（空）要求高、管線密集、結(jié)構(gòu)不利區(qū)域進(jìn)行管線綜合排布，提前對(duì)凈高（高）進(jìn)行分析，并在平面圖中表示出凈高（空）有問(wèn)題的區(qū)域，輸出凈高（空）分析報(bào)告提前反饋，形成協(xié)調(diào)解決方案，指導(dǎo)后期的管線綜合優(yōu)化工作。

凈高分析時(shí)采用的管線排布原則與管線綜合優(yōu)化較為類似，主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

（1）通用原則。小管讓大管、有壓讓無(wú)壓、冷水讓熱水、技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性比較。

（2）排布原則。熱介質(zhì)管在上，冷介質(zhì)在下；無(wú)腐蝕介質(zhì)在上，腐蝕介質(zhì)管線在下；氣體介質(zhì)管線在上，液體介質(zhì)管線在下；高壓管線在上，低壓管線在下；金屬管線在上，非金屬管線在下；電氣管線在上，給排水管線在下或另一側(cè)；綜合考慮施工、維修操作空間；各類管道交叉點(diǎn)不應(yīng)設(shè)置在主車道處；綜合考慮管道支吊架、規(guī)格型號(hào)及固定方式滿足承重要求；各類管線間距、位置的規(guī)范要求。如建筑未設(shè)計(jì)吊裝口，BIM 綜合后應(yīng)滿足地下主機(jī)房設(shè)備進(jìn)出通道的高度要求。

基于以上排布優(yōu)化原則，給出各區(qū)域的凈高分析，出品凈高分析報(bào)告。同時(shí)一并形成協(xié)調(diào)解決方案，開(kāi)始管線綜合優(yōu)化工作。從各項(xiàng)目實(shí)施效果看，凈高分析報(bào)告需要給出詳細(xì)剖切位置的平面示意圖（管線交叉區(qū)域），管線排布剖面圖。

對(duì)于管線特別密集、問(wèn)題較為明顯的部位，通?？刹扇〉拇胧┲饕幸韵聨c(diǎn)。

（1）利用 BIM 模型與設(shè)計(jì)結(jié)合方式進(jìn)行多次預(yù)排論證。

（2）將主要位置的集中管道提前進(jìn)行路由調(diào)整。

（3）密集的小管道，例如給排水管道可以提前翻彎調(diào)整，避免多專業(yè)同一處交叉。

（4）對(duì)重要的大尺寸管道（如風(fēng)管）路由進(jìn)行調(diào)整，避免大尺寸管道在同一處交叉，無(wú)法解決自身專業(yè)的碰撞。

（5）進(jìn)一步調(diào)整一些其他管道，優(yōu)化他們的管線排布位置。

基于以上采取的措施，綜合實(shí)施管線優(yōu)化，確定安裝工程實(shí)施方案，完成機(jī)電深化設(shè)計(jì)，提前解決多專業(yè)管線綜合安裝的問(wèn)題。

2 成果分析

2.1 成果輸出

從幾個(gè)項(xiàng)目實(shí)際的 BIM 應(yīng)用可知，最終成果輸出應(yīng)該包括以下文件。以下以住宅項(xiàng)目典型地下室進(jìn)行 BIM 應(yīng)用為例。

（1）凈高分析報(bào)告，凈高分析報(bào)告應(yīng)該包括地下車庫(kù)、單體號(hào)樓地下走道及出售型儲(chǔ)藏室。

（2）預(yù)留預(yù)埋圖紙（包括人防區(qū)、非人防區(qū)車庫(kù)及單體部分），出圖格式以 CAD 文件格式為宜。

（3）重要剖面（最不利剖面）圖紙，出圖格式以 CAD文件格式為宜。

（4）BIM 模型文件格式，一般均指 rvt 格式。

2.2 其他關(guān)注項(xiàng)

BIM 實(shí)施過(guò)程中，各項(xiàng)目還發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，作為經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，后續(xù)項(xiàng)目盡量在 BIM 及管線施工過(guò)程中加以遵守或改進(jìn)。

（1）管綜綜合合用支吊架。通過(guò)管線綜合優(yōu)化后，在同一處布置的同類管線或有條件采取公用支架的，均建議采用公用支架。這樣一方面可體現(xiàn) BIM 管線排布綜合優(yōu)化的價(jià)值，利于支吊架成本控制，最關(guān)鍵的是具有非常好的現(xiàn)場(chǎng)展示效果，采用公共支吊架的項(xiàng)目，現(xiàn)場(chǎng)管線布置美觀，整齊，給小業(yè)主直觀的施工質(zhì)量?jī)?yōu)異的感覺(jué)。

（2）抗震支架的應(yīng)用，對(duì)于采用公用支架的，建議綜合考慮抗震支架應(yīng)用，避免各自實(shí)施抗震支架，影響其他管線的施工。

（3）BIM 成果的落地性。經(jīng)過(guò)多輪 BIM 設(shè)計(jì)單位、施工圖設(shè)計(jì)單位及總包 BIM 深化團(tuán)隊(duì)的溝通，BIM 的成果在圖紙上應(yīng)該是非常成熟的，具有較好的落地性。但現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電管線安裝單位往往分為市政配套單位（包括自來(lái)水公司、電力公司、采暖公司等）、總包單位、消防分包單位及其他分包單位（例如智能化分包單位），如無(wú)好的協(xié)調(diào)組織能力，參與單位自行按圖施工且并不參照 BIM 模型指定位置，公用支架的應(yīng)用更無(wú)從談起，BIM 的成果會(huì)受到極大的破壞，所有努力毀于一旦。

（4）BIM 設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮管線的檢修需要，尤其是電力電纜布線需要，避免出現(xiàn)管線排布美觀但無(wú)法布線或檢修的情況。

（5）管線優(yōu)化、凈高分析應(yīng)注重過(guò)程資料的收集，確保相關(guān)問(wèn)題得到閉環(huán)式解決。變更的同時(shí)應(yīng)與總包進(jìn)行及時(shí)溝通，注重與施工結(jié)合，將圖紙二次深化的結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)落地。

（6）采用 BIM 技術(shù)的目的除了管控施工質(zhì)量，獲得良好的管線排布效果外，也有經(jīng)濟(jì)性的考量。為了體現(xiàn) BIM 在經(jīng)濟(jì)性方面的價(jià)值，因注重過(guò)程管控，將優(yōu)化前后圖紙、模型及現(xiàn)場(chǎng)照片進(jìn)行收集比照，在項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告中應(yīng)以數(shù)字來(lái)體現(xiàn)效益。

（7）對(duì)于部分住宅單體也做了 BIM 模型的，可以進(jìn)一步優(yōu)化模型，尤其是體現(xiàn)出墻面各類機(jī)電設(shè)備點(diǎn)位及管線，今后可用于售樓展示，也可以提高營(yíng)銷賣點(diǎn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前濟(jì)南地區(qū)采用 BIM 技術(shù)的項(xiàng)目均已交付或接近完工。從各類檢查反饋看，注重過(guò)程管控及 BIM 成果落地的項(xiàng)目均獲得了較好的評(píng)價(jià)。BIM 技術(shù)可在后續(xù)項(xiàng)目繼續(xù)大面積鋪開(kāi)推廣，具有非常好的應(yīng)用前景。