1、论 BIM 技术在某商业项目室外总体工程实施中的应用 黄斌 上海陆家嘴金融贸易区开发股份有限公司 摘 要： 以某商业项目的室外总体工程为背景, 考虑其地下室外墙和室外红线之间的距离仅为 3m, 且室外地下管线复杂, 参与单位较多的特点。利用 BIM 技术, 对室外总体工程机电管线进行碰撞检查, 模拟并调整管线布置及走向, 避免施工后的返工。同时利用 BIM 三维立体模型有效地制定室外总体工程实施方案, 更有效地组织资源, 缩短工期, 有效提高室外管线施工效率。关键词： 室外总体工程; BIM; 机电管线综合; REVITMEP; 碰撞流程; 作者简介：黄斌 (1984) , 男, 上海人, 工
2、程师, 从事机电管理研究。收稿日期：2017-08-07The Application of BIM Technology in the Implementation of a Commercial Outdoor General ProjectHUANG Bin Shanghai Lujiazui Finance and Trade Zone Development Co.Ltd.; Abstract： Taking a commercial outdoor general project as the background, considering the features that th
3、e distance between the basement wall and the outside red line is only 3 m, the complicated underground pipelines, and many participate units. Using BIM technology to inspect the mechanical and electrical pipeline of outdoor general engineering, simulation and adjust the line layout and direction, to
4、 avoid rework after construction. At the same time, using BIM three-dimensional model to formulate the outdoor project implementation plan, to organize resources more effectively, shorten the construction period, to improve the efficiency of outdoor pipeline construction.Keyword： outdoor general eng
5、ineering; BIM; mechanical and electrical pipeline integrated; REVIT MEP; collision inspection process; Received： 2017-08-071 引言上海某商业项目位于浦东新区前滩地区, 建设用地面积 10 485m, 地下室建筑面积 9 208m, 地下室外墙与室外红线之间的距离仅为 3m, 很大一部分的室外场地在结构顶板上;地下室外管线众多 (含弱电、燃气、给水管线、消防、电力电缆、雨水管线、污水管线) , 因设计时地下室结构顶板预留高度不够, 故地下室管线大多集中在地下室外墙与红线之间
6、内。如何合理的对室外总体地下管线综合布置, 不仅影响整个室外总体工程的进度, 还影响日后的管线围护和扩容。考虑到本项目的基坑围护体系是工法桩, 在外总体工程实施时需要破除围护桩及压顶梁。在室外管线综合施工图的基础上, 利用 BIM 技术, 有效的检查管道间的碰撞, 检查管道与构筑物的碰撞, 检查管道的铺设间距、中心标高、坡度以及覆土深度, 发现问题, 及时修改调整管线的布置, 可靠的模拟出需要破除围护桩和压顶梁的位置及破除标高, 为制定室外总体的施工方案提供有利的技术支撑, 在实施过程中, 可以有效的缩短施工工期, 减少返工, 对成本控制起到了至关重要的作用。2 室外综合管线施工图设计2.1
7、设计准备室外总图综合设计的准备资料包括:建筑总平面图、地面构筑物详图等土建资料、室外各专业管线施工图、室外景观设计资料 (地形、地面铺装、植被和绿化、水景等) 。土建资料包括建筑总平面图及构筑物详图。资料内容从水平方向上, 包括基地红线、建筑退界线、主体建筑外墙线、各小型构筑物、地下室外墙线、车道、绿地、景观等;从垂直方向上, 包括路面及地形标高、地下室结构顶板标高等。管线资料主要有雨水管道、污水管道、消防管道、弱电、景观水管、燃气管道, 涉及到管径、标高、离外墙或红线距离等。室外景观设计资料包括绿地、植被、道路等, 室外地形的标高根据景观要求而定, 管线在绿地内或车道下铺设需要特别关注其埋深
8、, 需与景观协商调整标高, 或者采取局部加固保护措施。大部分绿地内会设有检查井, 检查井盖的位置、大小、做法等都需要与地面铺装、绿化要求等匹配1。2.2 确定干管走向, 明确最不利位置 (各种规格尺寸大小的管井) 在收集好各类资料后, 进行室外总体管线的综合设计, 首先需要明确主干管线走向, 在布置室外管线综合时需要遵循以下原则:1) 地下管线从建筑物向道路中心敷设;2) 各类管线在处理竖向位置时, 由上而下顺序为:电信、有线管线、燃气管线、热力管线、给水管线、电力管线、雨水管线、污水管线;3) 所有管线均应力求快捷, 少转弯、少交叉、尽量和道路平行或垂直敷设。当管线交叉时应遵循避让原则:小管
9、避让大管、临时管线避让长期管线、新建管线避让原有管线、压力管线避让重力自流管线、给水管避让排水管线、配件少的管避让配件多的管等;4) 各类管线之间及其与建筑、设施的最小水平、垂直间距应符合地下管线最小垂直净距和水平净距的要求 (见表 1) 2。结合各专业提供的室外总体图纸, 将其汇总在一张图纸上, 根据上述原则, 进行初步管线优化调整, 消除管线重叠、交叉、碰撞。同时绘制四界的管线剖面图 (见图 1) 。表 1 管线最小间距 下载原表 图 1 四界管线剖面图 下载原图2.3 确定管道构筑物位置及规格室外管线相关构筑物主要有雨水井、污水检查井、阀门井、燃气表井等, 在确定构筑物时主要考虑因素为:
10、1) 管线上构筑物所在位置;2) 构筑物的大小、埋深以及间距;3) 地面检修口的大小及做法与地面铺装的匹配;4) 与其他构筑物设置的间距要求。根据以上因素制定本项目室外总体工程的构筑物管井表 (见表 2) 。表 2 本项目室外总体工程构筑物管井明细表 下载原表 2.4 绘制综合管线初稿以及 BI M 技术的引入通过设计准备、确定主干管线走向并明确不利位置、确定管道构筑物位置及规格将室外总体工程的综合管线初稿绘制完毕, 室外总体工程管线综合的工作才刚刚开始, 接下来我们引入 BIM 技术来进行室外总体综合管线的完善, 来确保所绘制的室外总体工程综合管线图纸的准确性、可实施性。3 BI M 技术在
11、室外总体工程中的应用3.1 室外总体工程 MEP 模型的建立本工程我们利用的是 Autodesk 公司的 Revit 2016 软件进行模型的创建。需要创建土建模型和机电模型。其中, 土建模型需要将地下室主体结构和围护结构建模以及创立建筑模型;机电模型可根据上文提及的综合管线初稿进行创建。为了使模型具备可扩展性、可维护性需要编制一套详细的命名导则 (本文不详细论述) , 根据此导则, 同时利用 REVIT MEP 的提供工作功能, 将建筑模型的中心文件链接到 MEP 项目文件中, 读取标高、轴网、墙等建筑信息, 作为设计的起点3, 同样, 将结构模型的中心文件进行链接。根据命名导则, 通过 R
12、EVITMEP 软件对室外总体综合管线进行建模, 建模时将各专业系统管线绘制成不同的颜色、线型等属性, 同时在建立系统族的时候尽量贴切实际, 便于日后的管线碰撞、调整以及施工模拟。初步建立室外总体综合管线平面图及 MEP 模型见图 2。图 2 室外总体综合管线平面图及 MEP 模型 下载原图3.2 碰撞检查及其流程根据建立的室外总体综合管线 MEP 模型进行碰撞点的检查, 具体如下:1) 关闭基坑围护结构体系的模型, 进行纯机电管线以及机电管线构筑物的碰撞检查, 找到明显的交叉碰撞点, 进行第一轮调整, 大多数碰撞可以通过移动管线位置和调整标高来解决, 记录不能调整的问题, 形成书面的碰撞报告
13、。2) 邀请各相关专业召开协调会, 将碰撞检查中出现的问题进行专题研讨, 得出方案, 重新调整综合管线 MEP 模型。如此往复, 直至碰撞消除。3) 打开基坑围护结构体系模型, 检查调整好的综合管线 MEP 模型与维护体系的碰撞, 在模型中调整基坑围护结构体系工法桩的标高, 满足实际的管线走线, 根据碰撞的管线位置及标高确认需要破除工法桩的具体位置。为编制具体的室外总体实施方案提供有利的技术支撑。4) 利用 REVIT 自带的“碰撞检查”功能进行复查, 确认无误, 形成一套完整的可以指导室外总体实施的施工图。形成碰撞检查流程 (见图 3) 图 3 碰撞检查流程 下载原图3.3 解决方案的形成根
14、据此室外总体工程的特点, 因地下室外墙与室外红线之间的距离仅为 3m, 很大一部分的室外场地在结构顶板上;地下室外管线众多 (含弱电、燃气、给水管线、消防、电力电缆、雨水管线、污水管线) , 因设计时地下室结构顶板预留高度不够, 故地下室管线大多集中在地下室外墙与红线之间内。在做碰撞时将根据场地特点进行四周界剖面切割, 检查管道间的碰撞、管道与构筑物的碰撞、管道与结构地下室顶板及基础的碰撞、管道的覆土深度、管道敷设间距等。下面结合图示列举几种典型的碰撞案例进行分析, 提出解决方案。3.3.1 检查平面施工图绘制过程中的错误如图 4 检查平面施工图绘制过程中的错误, M-N 轴/15 轴处, 此
15、处 YL-03-01 管道排水至雨水井 1, 但按平面图所示雨水井 1 不与其它井连通, 经核实, 此处为设计院图纸错误, 设计院回复为:雨水井 1 取消, 雨水立管接至下方雨水井。图 4 检查平面施工图绘制过程中的错误 下载原图3.3.2 检查管道间的敷设间距及碰撞如图 5 检查管道间的敷设间距及碰撞, 轴 P/轴 4, 此处市政给水管道埋深为 1m, 与雨水管发生碰撞, 且此给水管若上调, 则不满足埋深, 若下降会与污水管碰撞, 且也会与 800 的雨水管发生碰撞。此种情况给水管道往外移, 可避免上翻及与污水井的碰撞, 同时可以解决给水管埋深的问题。图 5 检查管道间的敷设间距及碰撞 下载
16、原图3.3.3 检查管道与构筑物管井的碰撞或构筑物之间的碰撞如图 6 检查管道与构筑物管井的碰撞或构筑物之间的碰撞, A 轴/13 轴的燃气补偿井与雨水井位置放置两者碰撞, 且雨水管穿过燃气补偿井。此种情况核实是否可以调整雨水井位置, 若可以, 雨水井避开燃气补偿井, 同时雨水管道根据雨水井的位置作调整避开燃气补偿井。3.3.4 检查管道与结构地下室顶板或基础围护结构的碰撞图 6 检查管道与构筑物管井的碰撞或构筑物之间的碰撞 下载原图如图 7 检查管道与结构地下室顶板或基础围护结构的碰撞, A-A 及 B-B 剖面处管道按照剖面所示管道位置调整后, 一部分消防管道处于围墙基础正下方, 根据设计
17、院建议, 建议将水管外移至围墙基础与红线之间, 移动弱电井避让。3.3.5 检查管道与建筑物及外立面的碰撞如图 8 检查管道与建筑物及外立面的碰撞, E 轴/16 轴位置处的消防给水管道与3#楼外墙碰撞, 且遮挡大门, 经过调整避开墙体及大门。图 7 检查管道与结构地下室顶板或基础围护结构的碰撞 下载原图利用 BIM 技术, 通过以上几种典型的碰撞案例分析, 运用软件的可视化界面, 可以很直观的发现存在的问题, 通过邀请各专业技术人员召开专题协调会, 提出解决问题的方案, 各专业工程师一起进行协调讨论。设计师从规范、系统上进行审核;施工方从现场条件、施工要求等进行复核, 通力协作来有效、及时的
18、提出解决问题, 调整模型, 确定方案, 最终完善施工图及模型。图 8 检查管道与建筑物及外立面的碰撞 下载原图4 室外总体工程的实施通过室外总体工程施工图的绘制, 引入 BIM 技术完善施工图, 确定用于指导施工的 MEP 模型, 为施工总体工程的实施做好技术准备。编制施工方案时, 可以根据 BIM 模型, 分段确定破桩的位置、开挖深度、管道的布设顺序, 以及外架的拆除时间等, 合理规划好实施方案, 以及工序衔接, 合理配置资源, 统一部署, 分步实施。5 结语BIM 技术进入中国已有十几年的时间, 在项目上的利用之前还只是基于模型的建立, 除了建模功能, BIM 还可以进行工程量的统计 (需
19、要在建模时录入准确的信息, 目前使用不多) ;根据施工进度进行施工模拟并且做到可视化管理;另外, 通过建立准确的模型可以为日后的运行维护提供保障。但是, 很多施工方考虑利益问题对此有抵触情绪, 利用 BIM 指导施工也只是流于形式。当然, BIM技术本身也存在一些不足, 比如软件自带族库尚需完善;对于绘制 BIM 的技术人员水平需要既懂设计的基本原理, 同时还需具备一定施工经验等, 否则只是形式上的翻图。随着社会的发展, 基于 BIM 的特点, 伴着软件技术的完善, 在今后的若干年, 相关设备厂家提供自身的设备的族库将会成为一种趋势。那些不能提供设备族库的企业将会失去竞争力, 同时标准化的建模
20、导则将会形成规范, 模型之间的接口将会被开发, 图纸的纸质化向数字化的转变也会成为现实。本文通过上海某商业项目, 探讨了室外总体工程施工图的绘制, 引入 BIM 技术进行模型碰撞, 并梳理出碰撞检查流程, 重点对几种典型的碰撞案例进行分析, 确定解决方案, 完善模型。以技术先行的原则, 确定室外总体工程的实施方案, 用于指导室外总体工程的实施。参考文献1桂学明, 杨民.BIM 技术在上海中心大厦室外总体设计中的应用J.给水排水, 2015, 41 (4) :77-82. 2GB500152003 建筑给水排水设计规范S. 3张耀冬, 杨民, 龚海宁.浅析上海迪士尼奇幻童话城堡 BIM 技术的应用J.给水排水, 2014, 40 (7) :63-66.
