BI M技术在杭州南站机电工程中的应用

韦争争

（中国中铁建工集团北方工程有限公司，天津300450）

1 引言

随着我国经济的快速崛起，建筑行业在高速发展的同时，在进度控制、质量控制、成本控制等方面也面临着严峻考验。BIM技术工作效率高、实际应用性强的特点，为我国建筑业的设计及施工发展注入了新的活力，成为未来我国建筑业发展的必然趋势。

2 工程概况

杭州南站位于杭州市萧山区，建筑面积约46 973m2。车站站场按7台21条线（其中12条到发线，9条正线）进行设计，到发线临靠站台，站房按照最高聚集人数2 000人设计。

杭州南站工程涉及的专业众多，其中，机电安装工程就包含电气、给排水、通风空调、智能建筑等多个分部工程。各专业彼此交叉，同时还需要与土建装修密切配合，协同作业。因此，为提升建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等各相关方之间的信息沟通及协同，有效控制工程进度、质量、成本，应用BIM技术开展深化设计，查找并解决潜在的问题，及时反馈至相关单位，为尚未开始施工的部分提供可靠指导；增强施工图设计的深度，提高图纸质量，切实发挥设计指导施工的作用，避免后期施工变更带来的资源浪费及工期延误，为工程建设施工提供良好的技术支撑。

3 BI M技术的具体应用

3.1 BI M可视化应用

BIM可视化就是将传统的CAD平面图纸转化为4D立体形象的建筑模型，它包含了建筑物几乎所有与设计相关的设计数据，使施工过程中可以更直观地查询所要施工部位的信息，降低施工难度。并可以提前反映出施工的重难点、工艺特性以及方案的提前优化，达到提高管理水平的目的。

3.2 BI M虚拟碰撞检测应用

传统建筑领域中，建筑项目的品质在设计阶段已经确立，但由于设计方专业复杂，在后续施工阶段将会出现约70%的碰撞错误。如果到了施工阶段才被发现再进行修改，则将会造成工程施工的巨大浪费及损失。虚拟碰撞技术可以通过Auto Naviswork软件对模型提前进行碰撞检测，进而在正式施工开始前发现设计图纸中的错、漏、碰、缺之处，提高工作效率和建筑的使用性能。

在杭州南站项目中，利用BIM技术对综合管线实行虚拟碰撞4次。第一次碰撞检测，共检测出5 299个碰撞问题；随后将碰撞问题提交给了设计院进行修改；针对设计院修改完成后的模型进行了第二次碰撞检测，共检测出1 055个碰撞问题；然后又进行了第三次碰撞检测，共检测出12处碰撞问题；最后在第四次碰撞检测，共检测出2处碰撞问题。从前后4次的检测结果可以看出，从最初的多达5 299处碰撞问题最后减少到2处，充分体现了BIM技术在综合管线布置的应用。优化排布后的综合管线模型，解决了因管线冲突引起的设计变更和材料浪费，可在三维环境下观察管线之间的排布关系，并可以任意生成所需要位置的三维立体图，通过测量获得管线安装的准备位置。同时更加有效地避免了在施工过程中出现碰撞后再采取滞后措施的现象。支架与消防管碰撞前后的模型如图1和图2所示。

图1支架与消防管碰撞

图2位置调整后

3.3 BI M技术在综合支吊架上的应用

在杭州南站机电工程中，综合管线布置主要包括：通风与空调分部工程、给排水及消防分部工程、建筑电气分部工程、智能建筑分部工程的管道综合布置。而机电各专业的设计图纸通常是各专业设计分别进行各系统的绘制，机电工程各系统管线繁杂，工程量较大，建筑物可利用的空间又有限，极易造成现场施工中多个系统的管道冲撞及空间不足的情况。高架层综合管廊上下高度不足2m，且管廊中途有多处旋转楼梯，进一步压缩空间，使得左右最窄处不超过4m，但管道需多次转弯，然各种管道多达20趟，包含消防、电力、给排水、通风空调、信息客服、BAS、FAS7共7个专业，3家施工单位，7支专业队伍，要采用同一组综合支吊架进行安装，施工协调与技术难度都非常大，通过BIM技术管线碰撞模拟，结合CAD综合管线布置图，合理布置综合管线，有效避免了不必要的碰撞，确保建筑物净空高度，保证建筑物的观感和使用效果；减少了机电与主体结构、装饰装修专业的施工冲突，避免了因管线冲突造成的二次返工的损失；保证了管线和预留洞的精确定位，减少对结构施工的影响；更加合理地布置各专业机房的设备位置，保证设备的运行维修、安装等工作有足够的空间完成，如图3～图5所示。

图3高架层综合管廊

图4综合支架剖面图

图5施工现场照片

3.4 4D施工进度管理

4D进度计划管理可以有2种实现方法：第一种是通过Auto Navisworks软件的管理界面，对进度计划进行管理。当平台中的进度计划根据现实施工情况进行调整，4D施工模型也随之自动调整。同时，施工进度计划不仅可以用网络图、横道图等二维平面表示，还可以用三维模型进行动态体现。第二种是在BIM软件的操作界面中，可实现4D施工模型的动态管理，其主要功能包括：可实时查看各工序的起止时间、持续时间、工序的施工进度。模型上不同的颜色代表各不同的工序，已完工的可用专属颜色标记；可实时查看图像平台上的任意构件、构件单元或工程段等任意工序的施工状态和工程属性信息，如当前工序的计划起始时间、持续时间、施工工艺、承揽单位及任务量等；对施工对象的持续时间和目前施工情况进行修改，系统会根据项目进展自动调整进度数据库，修改进度计划，并即时更新呈现4D图像；当4D模型或进度计划发生了改变，系统会自动更新数据，重新进行劳动力、机械、材料等施工资源的计算和调配，资源配置始终与施工进度计划关联，协调时间的同步性，实现了基于进度计划的资源动态管理。

4 结语

本文通过对杭州南站BIM技术的应用实例的介绍，详细分析了BIM在当今工程建设中的巨大作用。通过BIM技术的应用，能够有效提高建设单位组织决策效率及工程管理可控性，提高深化设计效率，提高施工安全管理效率，提高项目施工技术管理能力及成本控制管控能力。随着工程建设装配化的大力推行，BIM技术在今后工程建设中将发挥越来越大的作用。