基于BIM 技术的地库机电安装工程施工探究

马铭君

（中铁二十二局集团第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨）

前言

BIM 是近年来发展起来的一种建筑信息模型技术。自国家住建部门联合国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、交通运输部、水利部等十三个部门发布了有关推进BIM技术应用的相关政策, 随后各级地方相关部门加大BIM技术的推广应用，使BIM 技术在建筑领域的应用越发普遍。

地下车库对于整个工程的重要性不言而喻，不仅要满足停车、商业、通行、仓储等日常服务功能，还包括各类设备用房、控制机房、水电管井等，而机电安装工程则是这个重要部位的重中之重，为整个工程的正常运行提供水、电、暖通、消防等功能性服务，传统的机电安装工程技术已经不能满足时代发展和社会进步的需求，那么如何将地库机电安装工程做好、做精、做细？本文将针对BIM技术在地库安装工程中的应用进行深入探究。

1 工程概况

哈西客站铁路配套住宅工程项目位于哈尔滨市道里区兴江南路与顾新路相交地段。工程总建筑面积为194 442.61 m2（其中地下建筑面积为45 047.18 m2），拟建10 个建筑单体，总户数共计1 122 户，绿地面积20 277.04 m2，绿地率为35%。

地下车库平时为大型Ι 类汽车库及小区配套设备用房，局部设有人防工程；地库层高为4.3 m，覆土厚度为1.15 m～2.35 m，结构形式为无梁楼盖，停车泊位共计1 636 位（地上470 位，地下1 166 位）；地下车库中心设下沉休闲广场。

2 软件准备

以工程中的地库机电安装工程为背景，通过综合分析和细致研究，采用建筑信息模型(BIM)构建软件Autodesk Revit 2016 对地库管线进行建模设计并输出施工图，并使用Naviswoeks 进行碰撞检测（见图1）。

图1 使用软件情况

3 BIM 技术的实施应用

BIM 技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率，节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。在项目前期,数据库建立信息较少,但随着工程进度的推进, 数据信息不断丰富和完善, 不同需求人员可以从中获取需要的信息,实现信息共享,同时保证了信息一致性, 进而实现项目各阶段降本增效,同时提高项目协同效率[1]（见图2）。

图2 BIM 模型应用关系

3.1 模型搭建

在整体建模之前需对整个地库机电安装工程按照各施工专业和施工区域进行分解，基于机电安装工程施工原理，通过分层、分块划分每一个施工单元的范围，具体到最小的施工部位，便于后期对模型进行具体定位。

首先根据本项目地下车库的设计图纸在Autodesk Revit 建模软件中完成土建专业BIM 模型的搭建工作，搭建过程中重点关注二次结构构件、砌体构件、设备基础、预埋件、预留洞等的完整性及准确性，并对发现的建筑及结构方面设计不合理的问题进行汇总并形成报告，上报建设单位、设计单位通过图纸会审、技术联系单、设计变更等方式解决既有建筑、结构专业方面的设计问题，最终输出原始净高条件图。

其次使用Autodesk Revit 软件将机电安装工程模型添加在既有建筑、结构BIM 模型中，按照原设计施工图纸的定位、路由、标高进行线路、桥架、风管、设备、支吊架等构件的搭建，搭建过程中对模型进行分区域搭建并做好拆分及编码，编码按照专业、施工部位进行编排，避免出现重复编码，模型搭建过程中发现的机电各专业的问题进行汇总形成问题报告，及时汇报项目业主单位处理相关问题，模型搭建完成后与图纸进行再次核对，避免出现因识图失误造成BIM模型错误（见图3、图4）。

图3 地下车库机电模型总体图

图4 地下车库机电模型局部图

3.2 模型成果初步审核

机电BIM模型搭建完成后，组织项目各参建方主要管理人员召开专题会议，对模型进行整体展示，对本次模型搭建过程中发现的问题逐一进行探讨研究(如安装专业部分缺少设备、缺少管线、相关设备设置不合理、部分管线走向偏离等),确定问题的影响范围及后果，通过参会人员对比、分析BIM 模型现场演示的各种方案，最终确认合理的解决方案。在模型展示过程中，对地库净空高度、空间布局进行研究，确认空间相关参数的可行性、理想性（见表1）。

表1 管线层数划分

3.3 模型碰撞检测

初步审核后根据形成的解决方案，对BIM模型进行调整、修改、优化。针对优化后的BIM 模型通过Naviswoeks 软件进行碰撞检测试验及空间净高分析，最终形成碰撞问题清单报告（见表2）。

表3 解决设计问题情况

3.4 深化设计调整

本次深化秉承“有压管道避让无压管道、管径小的管道避让管径大的管道、冷水管道避让热水管”的主要原则，在保证各配套专业设计的使用功能、不影响地库净空高度的基础上，解决碰撞报告中的相关问题，对原设计管线位置及标高进行优化。

针对各参建单位提出的、碰撞报告中体现的问题，逐一利用BIM 模型进行调整，整体达到各专业相互协调，保证使用功能的前提下实现美观、节能、环保的要求。地下车库各专业安装工程采用BIM技术进行路由、标高限位优化。最终将设计在车位上空的管线、桥架、风管等相关影响车位净高的设施全部优化至通道位置，确保车辆通道安装工程完成后净高在2.5 m以上。

最终通过Autodesk Revit 软件、Auto CAD 软件将BIM 三维模型转化为施工图纸，经原设计单位审核同意后指导现场施工作业（见图5～图7）。

图5 给水管道与通风管道碰撞模型

图6 消防管道与通风管道碰撞模型

图7 深化设计后管线剖面

3.5 施工过程中的模型应用

项目施工过程中，根据更新的设计变更、技术联系单对模型进行更新、调整，随时满足参建各单位对工程信息需求。将BIM模型通过晨曦软件可以获取工程量数据，相关部门根据工程数量按照施工进展编制材料需求计划，保证项目资源供应；根据施工进展随时通过BIM模型统计完成工程数量，经济管理部门进行成本控制及经济分析，与成本目标计划、进度目标计划进行核对，并及时制定纠偏措施，实现BIM模型指导施工精细化管理。

4 BIM 技术应用亮点

通过BIM技术的应用，把各专业的施工图纸融合到一个三维空间中，可以更直观、更立体地看到各专业的设计内容，及时发现各专业设计交叉存在的问题，避免了施工中的返工作业，从而提高工程的整体经济效益；采用BIM三维模型不仅能实现平面图纸交底全部要求,还能将结构预埋件、钢筋、管线之间的空间排布位置进行清晰展示, 更易于被交底人员正确理解,极大程度避免了施工过程造成的返工、窝工、浪费等问题,从而达到加快进度、保证质量、提高效益的目的[2]。

使得原本由不同的各设计师分别设计的设计图纸通过可视化模型展现出来，同专业管线采取集中布置的方法，管线间距分布均匀,综合性更强，整体性更高，各管线的排布更加规范、整齐、美观。

BIM 技术的使用能够呈现出比较好的可视化效果，能够做到对各个建筑给排水管道设计需要的满足，此外凭借三维可视化模型的手段进行呈现，促使设计工作人员以及施工工作人员能够更加直接地掌握构建给排水管道工程的方方面面[3]。

利用BIM 模型同时结合使用算量软件可以获取工程量数据，数据结果具有及时性、准确性、可追朔性，为我们提供细致、准确、全面的工程量和经济分析数据，从而对施工的材料、完成工程量实现动态监控。

结束语

针对存在工期紧、规模大、空间排布复杂、多专业工种交叉施工等难题的地库机电安装工程, 通过BIM建筑信息模型技术的探究,节约了工程建设成本，提高了施工管理效率，保质保量地完成了工期目标,凸显了信息化建设的优势。