BI M技術在杭州南站機電工程中的應用

韋爭爭

（中國中鐵建工集團北方工程有限公司，天津300450）

1 引言

隨著我國經濟的快速崛起，建筑行業(yè)在高速發(fā)展的同時，在進度控制、質量控制、成本控制等方面也面臨著嚴峻考驗。BIM技術工作效率高、實際應用性強的特點，為我國建筑業(yè)的設計及施工發(fā)展注入了新的活力，成為未來我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

2 工程概況

杭州南站位于杭州市蕭山區(qū)，建筑面積約46 973m2。車站站場按7臺21條線（其中12條到發(fā)線，9條正線）進行設計，到發(fā)線臨靠站臺，站房按照最高聚集人數2 000人設計。

杭州南站工程涉及的專業(yè)眾多，其中，機電安裝工程就包含電氣、給排水、通風空調、智能建筑等多個分部工程。各專業(yè)彼此交叉，同時還需要與土建裝修密切配合，協(xié)同作業(yè)。因此，為提升建設單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位等各相關方之間的信息溝通及協(xié)同，有效控制工程進度、質量、成本，應用BIM技術開展深化設計，查找并解決潛在的問題，及時反饋至相關單位，為尚未開始施工的部分提供可靠指導；增強施工圖設計的深度，提高圖紙質量，切實發(fā)揮設計指導施工的作用，避免后期施工變更帶來的資源浪費及工期延誤，為工程建設施工提供良好的技術支撐。

3 BI M技術的具體應用

3.1 BI M可視化應用

BIM可視化就是將傳統(tǒng)的CAD平面圖紙轉化為4D立體形象的建筑模型，它包含了建筑物幾乎所有與設計相關的設計數據，使施工過程中可以更直觀地查詢所要施工部位的信息，降低施工難度。并可以提前反映出施工的重難點、工藝特性以及方案的提前優(yōu)化，達到提高管理水平的目的。

3.2 BI M虛擬碰撞檢測應用

傳統(tǒng)建筑領域中，建筑項目的品質在設計階段已經確立，但由于設計方專業(yè)復雜，在后續(xù)施工階段將會出現約70%的碰撞錯誤。如果到了施工階段才被發(fā)現再進行修改，則將會造成工程施工的巨大浪費及損失。虛擬碰撞技術可以通過Auto Naviswork軟件對模型提前進行碰撞檢測，進而在正式施工開始前發(fā)現設計圖紙中的錯、漏、碰、缺之處，提高工作效率和建筑的使用性能。

在杭州南站項目中，利用BIM技術對綜合管線實行虛擬碰撞4次。第一次碰撞檢測，共檢測出5 299個碰撞問題；隨后將碰撞問題提交給了設計院進行修改；針對設計院修改完成后的模型進行了第二次碰撞檢測，共檢測出1 055個碰撞問題；然后又進行了第三次碰撞檢測，共檢測出12處碰撞問題；最后在第四次碰撞檢測，共檢測出2處碰撞問題。從前后4次的檢測結果可以看出，從最初的多達5 299處碰撞問題最后減少到2處，充分體現了BIM技術在綜合管線布置的應用。優(yōu)化排布后的綜合管線模型，解決了因管線沖突引起的設計變更和材料浪費，可在三維環(huán)境下觀察管線之間的排布關系，并可以任意生成所需要位置的三維立體圖，通過測量獲得管線安裝的準備位置。同時更加有效地避免了在施工過程中出現碰撞后再采取滯后措施的現象。支架與消防管碰撞前后的模型如圖1和圖2所示。

圖1支架與消防管碰撞

圖2位置調整后

3.3 BI M技術在綜合支吊架上的應用

在杭州南站機電工程中，綜合管線布置主要包括：通風與空調分部工程、給排水及消防分部工程、建筑電氣分部工程、智能建筑分部工程的管道綜合布置。而機電各專業(yè)的設計圖紙通常是各專業(yè)設計分別進行各系統(tǒng)的繪制，機電工程各系統(tǒng)管線繁雜，工程量較大，建筑物可利用的空間又有限，極易造成現場施工中多個系統(tǒng)的管道沖撞及空間不足的情況。高架層綜合管廊上下高度不足2m，且管廊中途有多處旋轉樓梯，進一步壓縮空間，使得左右最窄處不超過4m，但管道需多次轉彎，然各種管道多達20趟，包含消防、電力、給排水、通風空調、信息客服、BAS、FAS7共7個專業(yè)，3家施工單位，7支專業(yè)隊伍，要采用同一組綜合支吊架進行安裝，施工協(xié)調與技術難度都非常大，通過BIM技術管線碰撞模擬，結合CAD綜合管線布置圖，合理布置綜合管線，有效避免了不必要的碰撞，確保建筑物凈空高度，保證建筑物的觀感和使用效果；減少了機電與主體結構、裝飾裝修專業(yè)的施工沖突，避免了因管線沖突造成的二次返工的損失；保證了管線和預留洞的精確定位，減少對結構施工的影響；更加合理地布置各專業(yè)機房的設備位置，保證設備的運行維修、安裝等工作有足夠的空間完成，如圖3～圖5所示。

圖3高架層綜合管廊

圖4綜合支架剖面圖

圖5施工現場照片

3.4 4D施工進度管理

4D進度計劃管理可以有2種實現方法：第一種是通過Auto Navisworks軟件的管理界面，對進度計劃進行管理。當平臺中的進度計劃根據現實施工情況進行調整，4D施工模型也隨之自動調整。同時，施工進度計劃不僅可以用網絡圖、橫道圖等二維平面表示，還可以用三維模型進行動態(tài)體現。第二種是在BIM軟件的操作界面中，可實現4D施工模型的動態(tài)管理，其主要功能包括：可實時查看各工序的起止時間、持續(xù)時間、工序的施工進度。模型上不同的顏色代表各不同的工序，已完工的可用專屬顏色標記；可實時查看圖像平臺上的任意構件、構件單元或工程段等任意工序的施工狀態(tài)和工程屬性信息，如當前工序的計劃起始時間、持續(xù)時間、施工工藝、承攬單位及任務量等；對施工對象的持續(xù)時間和目前施工情況進行修改，系統(tǒng)會根據項目進展自動調整進度數據庫，修改進度計劃，并即時更新呈現4D圖像；當4D模型或進度計劃發(fā)生了改變，系統(tǒng)會自動更新數據，重新進行勞動力、機械、材料等施工資源的計算和調配，資源配置始終與施工進度計劃關聯，協(xié)調時間的同步性，實現了基于進度計劃的資源動態(tài)管理。

4 結語

本文通過對杭州南站BIM技術的應用實例的介紹，詳細分析了BIM在當今工程建設中的巨大作用。通過BIM技術的應用，能夠有效提高建設單位組織決策效率及工程管理可控性，提高深化設計效率，提高施工安全管理效率，提高項目施工技術管理能力及成本控制管控能力。隨著工程建設裝配化的大力推行，BIM技術在今后工程建設中將發(fā)揮越來越大的作用。