BIM技术在某地下室工程中的应用

潘俊武

PAN Junwu

(浙江建设职业技术学院,浙江 杭州 311231)

近年来,建筑行业为了提高行业效率与质量,竞相推广应用国际上新兴的BIM技术。BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术是利用计算机软硬件技术,通过建筑信息模型的创建和使用,实现建筑信息有效传递和共享。它同时也是建筑开发、建筑设计、建筑施工及建筑运维基于建筑信息模型的过程和方法,并且贯穿于建筑的全生命周期[1]。

国家住房和城乡建设部早在2015年4月14日发布的 《关于推进BIM技术在建筑领域应用的指导意见》中,要求“2016年起政府投资的2万平方米以上大型公共建筑以及申报绿色建筑项目的设计、施工采用BIM技术；截至2020年,完善BIM技术应用标准、实施指南,形成BIM技术应用标准和政策体系；在有关奖项,如全国优秀工程勘察设计奖、鲁班奖(国际优质工程奖)及各行业、各地区勘察设计奖和工程质量最高的评审中,设计应用BIM技术的条件。”在2016年8月发布的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中提出,未来五年发展的主要任务之一是“深入研究BIM、物联网等技术的创新应用。”

但从总体来讲,现阶段我国的BIM技术发展仍处于初级阶段。比起美国等发达国家,我国建筑施工企业员工的整体素质较差,计算机应用水平也较低。在这样的情况下,施工企业对BIM应用需要一个认识—理解—应用—深入的过程,短期内应用BIM进行精细化管理恐怕难以兑现。因此,以算量技术、碰撞技术为突破口,实实在在地利用BIM解决实际问题,是比较好的切入点。基于此,特对浙江省警卫局后勤保障基地一期工程使用BIM技术,尝试BIM应用研究,探索具有实际应用价值的施工项目BIM应用方法和途径。

1　BIM技术在地下室工程中的应用

1.1　工程概况

浙江省警卫局后勤保障基地项目工程,总用地面积约10 700m2,总建筑面积约54 600m2,分为一期和二期两阶段工程；其中一期工程总建筑面积约20 200m2,地上建筑面积约15 800m2,地下建筑面积约4 400m2。地上部队营房20层,建筑高度为69.7m,裙房4层。地下1层(带夹层)，该工程的战时用途为二等人员掩蔽部,平时用途为地下汽车库；防护等级为甲类六级；位于地下一层。结构层高5.9m、夹层层高3.6 m；地下一层建筑面积为3 482.65m2,地下夹层建筑面积为890.07m2。考虑到地下室机电管线复杂,设备种类多,机房、配电间、电井、管道井等重点部位管道密集,属于碰撞问题的高发区,因此,选择一期的人防地下室建立模型。同时,在一期地下室的建模过程中积累的经验,可以在二期的建造过程中得到应用和改进。

1.2　项目建模

在收集并熟悉项目的设计施工图后,首先确立建模范围和各专业的建模标准。本工程的建模范围为一期地下室建筑构建结构全部建模,参数以结构图纸为准；机电各系统(水电风)管线、电线等全部建模,参数以机电、动力图纸为主。其中管线之间连接连续,排水、通风、电路方向正确。后期可制作查看各系统之间运行动画,保证畅通。

模型的内容及深度参照《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015)》中施工图设计阶段,以及《民用建筑信息模型设计标准》(北京市地方标准)深度等级3.0执行。建筑、结构模型及机电模型均采用Revit 软件。

建模时,需要各专业及专业间分工协作,完成后再将分模型链接在一起,因此,确定统一的图纸基准点是必要的。基准点一般选择在不易发生设计变更的部位,本工程的基准点为地下室西南角的1/0A与1轴交界处,见图1。

图1　图纸基准点的选择

1.2.1建筑、结构模型的建立

将CAD平面图清理后,链接进入Revit软件中,根据图纸建立标高、轴网后,逐层建立结构柱、剪力墙、梁、板、楼梯、坡道、建筑墙、门、窗等构件和基础,完成建筑、结构模型的建立,见图2。

图2　地下室建筑结构模型

1.2.2通风、给排水、电气、消防等机电模型的建立

为确保设计团队进行高效的协同工作,开始机电项目时,先创建空白项目文件,在文件中链接已创建完成的建筑、结构模型。使用“复制/监视”工具,复制创建链接模型中的轴网与标高,这样既能保持与建筑结构模型中图元协调一致，又提高了建模效率。

设备管线按照设备专业施工要求分系统进行,各系统设置不同的颜色以便区分,视图样板的设置见图3。建模顺序按照由上到下、从大到小进行,以减小后期调整管线避让的工作量。

图3　各系统设置不同的颜色

机电图纸按专业分为给排水、暖通、电气三个专业。各专业模型建立时,先绘制设备定位,再绘制管路。先从设备用房入手,绘制房内管路,再绘制房外的。例如,在建立给排水模型时,先布置台盆、小便器等卫浴装置,再创建给排水系统的管道,然后在项目中绘制给水管(排水管),再添加阀门等管路附件，完成后的地下室机电模型见图4。

图4　地下室机电模型

1.3　图纸校核

图纸校核是BIM模型最直接的应用,也是BIM最主要的价值体现之一。通过Revit软件建模,将二维的施工图转换成直观的三维模型,并将建筑、结构、通风、给排水、电气、消防等专业整合在一起,可以有效地发现图纸中的错误,从而在施工前夕将问题解决,避免因返工而增加成本。事实上,整个建模的过程就是对图纸的校核过程,在根据图纸建立模型的过程中,我们发现了图纸中存在的多处错、漏、碰问题,并整理成图纸问题汇总,提交给设计、施工双方,由设计院进行第一次更改优化。见图5。

图5　建模时发现的图纸部分问题

1.4　碰撞检查

模型完成后,导出NWC文件,在Navisworks软件中,我们将土建与机电及机电与机电模型进行碰撞检查,共检测出424处土建与机电管线的碰撞点,31处机电管线与机电管线间的碰撞点。经过整理、编辑后,汇总出图文并列的土建与机电、机电与机电碰撞报告,提交给设计、施工双方,由设计院进行再次的更改优化。见图6、图7。

图6　土建与机电碰撞报告导出的问题之一：管道穿梁

图7　机电与机电碰撞报告导出的问题之一：风管与电缆桥架相撞

图8　通过模型导出的CAD剖面图

1.5　工程量统计和CAD出图

模型生成后,直接用Revit软件中的明细表工具,生成房间、楼板、梁、柱、基础、门窗等明细表,统计出数量、体积等详细的工程量,精确计算出工程成本。Revit软件可利用模型导出CAD格式的图纸,极大地减少了模型优化后设计院的图纸绘制工作。见图8。

2　经济和社会效益分析

通过BIM技术的应用,提前发现了施工中可能出现的碰撞,减少了施工中的返工,显著缩短了工期,节约了成本,在保证质量的同时,也减少了建筑材料、水、电等资源的消耗及其带来的环境问题。

由于在模型中可以生成任意复杂位置的机电管线综合剖面图、三维立体图,从而为管线设计决策提供了依据。在减少对基础设施的投资和操作成本的前提下,形成管线、机电安装工程的施工指导方案，进而提高了项目整体管理水平,为工程建设的顺利实施提供有力的技术保障。

3　结　语

BIM是建筑行业未来重要的发展方向,BIM技术的不断深入应用将对我国建筑施工行业的创新发展带来巨大的价值。本项目的BIM实践应用,解决了企业的部分实际工程问题,为后续的BIM技术应用探索提供了更多的思路、方法和技术支持。