基于BIM技术的地下室水泵房设计初探

封声凤　马世斌

(贺州学院　广西贺州　542899)



基于BIM技术的地下室水泵房设计初探

封声凤马世斌

(贺州学院广西贺州542899)

以一高层办公楼的地下室水泵房为例，介绍BIM技术在建筑给水排水设计中技术革新运用，并指出运用过程中存在的问题，及今后改进的建议。

BIM；水泵房；建筑给水排水

0　引言

2002年，业内人士称之为BIM纪元年，那时候BIM才刚被行业所接受[1]。“BIM”这样一个字眼，从原来的懵懂到现如今的炙手可热，各大设计院、施工方、建设方、高校等视之为香饽饽。业内广大人士已经意识到，BIM时代已经来临，抢先运用才是硬道理。

众所周知，地下室的泵房是设备最多，管线最为复杂的地方，被称之为给水排水专业的心脏[2]，本文选取一高层办公楼的地下室消防泵房作为代表，探讨BIM技术对地下室泵房的管线、阀门、支吊架等设计的指导意义。

1　工程简介

目前基于BIM技术的软件很多，比如Revit、Archicad、MagiCAD等。本工程采用的是Autodesk公司推出的Revit 2014 - 简体中文 (Simplified Chinese)软件，该软件具有设计能力强、界面与传统CAD类似、兼容性好等优点，但该软件在给水排水专业中所花心思较少，对于管道的功能还待完善，为此本工程采用了鸿业BIMSpace插件，类似于传统二维图纸设计中CAD的天正插件。

本工程为一座高层办公楼，地下2层，地上22层，总建筑面积3982m2。在该大厦地下2F有一个450m3消防水池和一个193m2的消防泵房。该水泵房内设一个容积为33m3不锈钢生活水箱及不锈钢水泵两台，水泵型号为ADL(F)20X12(Q=22m3/h，H=133m，N=15kW ,一用一备)，消毒采用SCII-5HB水处理设备，全自动运行。室内消火栓采用临时高压系统，加压采用消防专用泵两台，加压泵型号为XBD16/40-150D/8-W5(Q=40L/s，H=160m，N=110kW，一用一备)；喷淋加压泵两台，型号为XBD15/50-150D/6-W5(Q=40L/s，H=161m，N=110kW，一用一备)。

2　项目应用

BIM技术对于水泵房设计的帮助是显而可见的，直观的三维模型对于非专业人士进行立体展示有很好的效果，整个过程虚拟可视，使参与沟通的各方更加顺畅。BIM技术所构建的三维模型是由一个个实体构件组成的，这些构件具有各类参数，可直接用于水力计算，同时，某一个视图上的更改，可以同步反应到其它视图上，避免了逐个修改的繁琐。BIM技术还具备碰撞检测功能，生成的检测报告能让设计人员通过各个构件的编号快速定位碰撞位置，及时进行改正。现将BIM技术运用在该水泵房的成果展示如下：

(1)可视化设计

基于BIM技术的水泵房设计不再是传统的二维图纸设计，已把设计师从繁重的平面、立面、剖面的绘制等解脱出来。三维可视化模型是BIM技术的最大特点，如图1，可以让设计师在虚拟空间里漫游检查体验各个构件及其参数。地下室水泵房设备繁多，管线复杂，同时还需考虑设备安装和维修空间，但通过三维虚拟，让设计过程一目了然，利于后期的运营维护。三维可视化模型也能让参与各方(建设方、施工方、监理方等)很好地理解设计师的意图，将信息损失降到最小，对提高工作效率意义重大。

(2)管线碰撞

水泵房是集设计、施工、使用、维修4个环节的统一，在这个过程中既可能发生实体碰撞的“硬碰撞”，也可能发生非实体碰撞的“软碰撞”[3]。管道碰撞与交叉问题是给排水设计过程中最棘手的，尤其在水泵房这样空间有限而管线错综复杂的地方更是难上加难。本工程运用Revit软件中的“碰撞检测”功能发现水专业与水专业碰撞3处，水专业与结构专业碰撞11处，水专业与暖通专业碰撞12处，水专业与电气专业碰撞7处，通过生成的碰撞报告用“按ID号选择”高亮显示错误处，发现 错误及时与相关专业协商，秉持管道碰撞基本避让原则拿出最佳方案，经修改后再次碰撞检测直至模型零碰撞，如图2，有效地预防了施工中返工的问题。本工程的软碰撞采用虚拟漫游的方法，制作出长宽高相对应的立方体，以立方体漫游行进检查，发现设备管线与立方体碰撞及时订正。

(3)安装工序模拟

传统项目管理中使用横道图或双代号网络计划图表示施工进度计划已很难直观描述复杂施工的动态变化，BIM技术所构建的三维模型可与施工进度相结合模拟施工过程，为施工交底提供指导性意见。本工程中的水泵房三维模型每个构件都被赋予时间信息概念，把描述水泵房安装进展计划的MPP项目管理文件导入TimeLiner中，时间信息与构件信息相对接，将水泵房的安装进展形象地表现，形成动态的水泵房设备管线安装过程模拟，同时也能结合后期的风险管理、设计变更同步、供应链管理等。

将BIM技术运用在地下室水泵房，使其在设计阶段更全面地考虑，避免了大量的琐碎制图，对施工方和设计方均是有益的，但运用Revit实现水泵房的 三维设计的过程中还存在一些问题，需要以后不断改进：

(1)对于本工程实际操作中最大的障碍是族的不健全。想要画出与施工完成后贴近的图纸，必然图纸中所选用的每一个设备均是真实可靠的，设计中 虽然用了鸿业BIMspace，但市面上的设备种类繁多且层出不穷，目前软件公司不可能将其尽纳入族库。比如此项目水泵房的消防泵采用的是XBD16/40-150D/8-W5，而鸿业BIMspace里面就没有这个族，为此设计师得对照泵的样本用Revit新建/族/公制常规模型里面的拉伸、融合、放样、旋转等各种命令创建出一个泵的族出来，这必将影响画图的速度。设想如果族的完善达到理想效果，那把泵画入三维模型图中只需点两下鼠标即可。

(2)异径三通是普遍存在于给排水设计中的，所谓的异径三通即支管与另外两端的直径不同。如本工程中水泵试验的水管，该试验水管是从泵DN200的出水管引出的DN70的管，实际工程中施工人员也定会安装一个异径三通，但软件自带的所有管线及管线附件中却忽略了，为此本工程只好用一个等 径三通加一个变径来表达，如图3。

(3)鸿业BIMSpace中的自动升降对于管道出现碰撞之后的修改作用很大，特别是管线聚集的地下室，如很多小管径的喷淋管需避让风管，设置好升降高度之后便可自动避让，但也还需改进。如系统无法识别碰撞的深度不可自动升降，如图4，该软件可能有这样的初衷但使用时却没理想的成功过，或者软件能在局部三维视图时测量标高方便到每一个点也大可提高升降的工作效率。

(4)BIM技术可实现平面、立面、剖面联动修改，使工作效率提高。通过所建的模型可做任意剖面。

剖切线可通过线段间隙进行打断，任意拐折，但剖切范围却无法拐折，如图5，实属遗憾。因BIM模型的剖切是所见即所得，只要在剖切范围内均能看到，而给排水的剖面图有时只需要介绍一个系统即可，这时候剖面图中会混杂各种不必要的图元，使剖面图很杂乱，建议剖切的范围也可拐弯打折。

3　结语

BIM的出现，让给排水设计、地下室水泵房设计实现了质的提高，不再仅仅是抽象的二维图纸，还是三维模型、漫游动画、施工模拟等等，不但使得水泵房的设计更加形象生动，而且节约了返工变更的成本，降低了施工投入。但同时也应看到在推广BIM技术的过程中还有大量工作要做，这需要各方的共同努力。相信随着BIM技术运用的日益广泛，其存在的不足在各方人士的努力下将得到有效地完善，未来BIM技术的成熟运用将对我国的建筑行业产生积极影响。

[1]何关培.BIM内省[J].建筑技艺,2013,(2):204-209.

[2]罗思杨.关于消防水泵房设计的几点思考[J].中国新技术新产品,2013,(3):111.

[3]高远,邓雪原.基于BIM的建筑MEP设计技术研究[J].土木建筑工程信息技术,2010,02(2):91-96.

封声凤(1988.02-)，女，助理工程师，助教，主要从事给排水设计方向的研究。

马世斌(1988.05-)，男，助理工程师，主要从事给排水设计方向的研究。

The original research based on the application of BIM technology in the pump house of basement

FENGShengfengMAShibin

(Hezhou University,Hezhou 542899)

By taking a example of a pump house in the basement of a high-rise building,paper tells a lot about BIM’s application were introduced in the paper.In addition,it reveals both the achievements and problems in the application,and puts forward its influence on the whole industry.

BIM; Pump house; Water supply and drainage

基于BIM技术的MEP设计研究(2015ZZZK06)

封声凤(1988.02- )，女，助理工程师，助教。

E-mail:525579518@qq.com

2015-12-13

TU991.35

A

1004-6135(2016)02-0097-03