BIM技術(shù)在深化設(shè)計中的應(yīng)用T

1、BIM技術(shù)在深化設(shè)計中的應(yīng)用 田華 韓永亮 劉釗 何蔚摘要：無錫恒隆廣場綜合開展工程在深化設(shè)計過程中采用了最先進(jìn)的BIM技術(shù)，打破了平面設(shè)計的傳統(tǒng)模式，通過建立三維標(biāo)準(zhǔn)化模型，檢測管路碰撞情況，提高了圖紙深化的效率。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 可視化 深化設(shè)計 碰撞檢測一、BIM是什么？BIM的全拼是Building Information Modeling，即：建筑信息模型。所謂BIM，即指基于最先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計和工程軟件所構(gòu)建的“可視化的數(shù)字建筑模型，為設(shè)計公司、施工單位、開發(fā)商乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析的科學(xué)協(xié)作平臺，幫助他們利用三維數(shù)字模型對工程進(jìn)行設(shè)計、建造及運(yùn)營管理，最終使

2、整個工程工程在設(shè)計、施工和使用等各個階段都能夠有效的實現(xiàn)節(jié)省能源、節(jié)約本錢、降低污染和提高效率。 BIM三大特征：三維化、參數(shù)化、智能化。其中三維化是形式，參數(shù)化是關(guān)鍵技術(shù)，智能化是結(jié)果。 BIM是軟件嗎？不是，軟件只是BIM的一種工具，例如螺絲刀。 BIM是模型嗎？BIM是“Building Information Modeling，而不是“Building Information Model， BIM是利用數(shù)字模型對工程進(jìn)行設(shè)計、施工和運(yùn)營的過程，而不僅僅是我們要生產(chǎn)的那個產(chǎn)品建筑物的數(shù)字模型，雖然BIM模型也是BIM過程的成果之一。BIM是利用建筑物數(shù)字模型里面的信息在設(shè)計、施工、運(yùn)維等

3、各個階段對建筑物進(jìn)行分析、模擬、可視化、施工圖、工程量統(tǒng)計的過程。顯然，這里的核心是信息，一個創(chuàng)立、收集、管理、應(yīng)用信息的過程。 BIM模型的核心不是模型本身幾何信息、可視化信息，而是存放在其中的專業(yè)信息建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、熱工、聲學(xué)、材料、價格、采購、標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等。因此模型也好，過程也罷，事實上真正的核心是信息。 二、傳統(tǒng)二維深化設(shè)計的缺陷深化設(shè)計是指在工程實施過程中對招標(biāo)圖紙或原施工圖的補(bǔ)充與完善，使之成為可以現(xiàn)場實施的施工圖。深化設(shè)計包括專業(yè)工程深化設(shè)計和管線布置綜合平衡深化設(shè)計；專業(yè)工程深化設(shè)計是在確定設(shè)備供給商、設(shè)備品牌后，由專業(yè)施工單位按原設(shè)計的技術(shù)要求進(jìn)行二次設(shè)計，完成最后的施工圖

4、；管線布置綜合平衡深化設(shè)計是將暖通、電氣、給排水、消防、弱電等相關(guān)專業(yè)施工圖中的管線如：風(fēng)管、水管、橋架、設(shè)備等綜合到一起，發(fā)現(xiàn)其中存在的施工交叉點(diǎn)或無法施工的部位，在不改變原設(shè)計的機(jī)電工程各系統(tǒng)的設(shè)備、材料、規(guī)格、型號又不改變原有使用功能的前提下，按照施工標(biāo)準(zhǔn)和管道避讓一般原那么小管讓大管，有壓讓無壓，布置設(shè)備系統(tǒng)的管路，管路原那么上只做位置的移動，不做功能上的調(diào)整，使之布局更趨合理，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，既到達(dá)合理施工又可節(jié)省工程造價；管線布置綜合平衡深化設(shè)計是深化設(shè)計工作中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。在大型復(fù)雜的建筑工程工程設(shè)計中，設(shè)備管線的布置由于系統(tǒng)繁多、布局復(fù)雜，常常出現(xiàn)管線之間或管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生

5、碰撞的情況，給施工帶來麻煩，影響建筑室內(nèi)凈高，造成返工或浪費(fèi)，甚至存在平安隱患。為了防止上述情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的施工流程中通過深化設(shè)計時的二維管線綜合設(shè)計來協(xié)調(diào)各專業(yè)的管線布置，但它只是將各專業(yè)的平面管線布置圖進(jìn)行簡單的疊加，按照一定的原那么確定各種系統(tǒng)管線的相對位置，進(jìn)而確定各管線的原那么性標(biāo)高，再針對關(guān)鍵部位繪制局部的剖面圖?？偟膩碚f存在以下缺陷：1管線交叉的地方靠人眼觀察，難以進(jìn)行全面的分析，碰撞無法完全暴露及防止。特別是對于大型的、結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜的建筑，在梁高變化較大的地方，常常解決了管線之間的碰撞，卻忽略了管線與梁之間的碰撞。2管線交叉的處理均為局部調(diào)整，很難將管線的連貫性考慮進(jìn)去，可能

6、會顧此失彼，解決了一處碰撞，又帶來別處的碰撞。3管線標(biāo)高多為原那么性確定相對位置，僅局部繪制剖面的位置有精確定位，大量管線沒有全面精確地確定標(biāo)高。4多專業(yè)疊合的二維平面圖紙圖面復(fù)雜繁亂，不夠直觀。僅通過“平面+局部剖面的方式，對于多管交叉的復(fù)雜部位表達(dá)不夠充分。5雖然以各專業(yè)的工藝布置要求為指導(dǎo)原那么進(jìn)行布置，但由于空間、結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，有時無法完全滿足設(shè)計原那么，尤其在凈空要求非常高的情況下，需要因地制宜地變通布置方式，這時二維的管線綜合設(shè)計方式的局限性就顯露出來。由于傳統(tǒng)的二維管線綜合設(shè)計存在以上缺乏，采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維管線綜合設(shè)計方式就成為針對大型復(fù)雜建筑管線布置問題的優(yōu)選解決方案

7、。三、BIM技術(shù)在深化設(shè)計中的優(yōu)勢對于大型復(fù)雜的工程工程，采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維管線綜合設(shè)計有著明顯的優(yōu)勢及意義。BIM模型是對整個建筑設(shè)計的一次“預(yù)演，建模的過程同時也是一次全面的“三維校審過程。在此過程中可發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計中的問題，這些問題往往不涉及標(biāo)準(zhǔn)，但跟專業(yè)配合緊密相關(guān)，或者屬于空間高度上的沖突，在傳統(tǒng)的單專業(yè)校審過程中很難被發(fā)現(xiàn)。與傳統(tǒng)2D深化設(shè)計比照，BIM技術(shù)在深化設(shè)計中的優(yōu)勢主要表達(dá)在以下幾個方面：1、三維可視化、精確定位傳統(tǒng)的平面設(shè)計成果為一張張的平面圖，并不直觀，工程中的綜合管線只有等工程完工后才能呈現(xiàn)出來，而采用三維可視化的BIM技術(shù)卻可以使工程完工后的狀貌在施工前就

8、呈現(xiàn)出來，表達(dá)上直觀清楚。模型均按真實尺度建模，傳統(tǒng)表達(dá)予以省略的局部如管道保溫層等均得以展現(xiàn)，從而將一些看上去沒問題，而實際上卻存在的深層次問題暴露出來。平面圖紙與三維模型實時對應(yīng)三維模型與實物對照2、碰撞檢測、合理布局傳統(tǒng)的二維圖紙往往不能全面反映個體、各專業(yè)個系統(tǒng)之間的碰撞可能，同時由于二維設(shè)計的離散型為不可預(yù)見性，也將使設(shè)計人員疏漏掉一些管線碰撞的問題。而利用BIM技術(shù)可以在管線綜合平衡設(shè)計時，利用其碰撞檢測的功能，將碰撞點(diǎn)盡早的反應(yīng)給設(shè)計人員，與業(yè)主、參謀進(jìn)行及時的協(xié)調(diào)溝通，在深化設(shè)計階段盡量減少現(xiàn)場的管線碰撞和返工現(xiàn)象。這不僅能及時排除工程施工環(huán)節(jié)中可以遇到的碰撞沖突，顯著減少由此

9、產(chǎn)生的變更申請單，更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的本錢增長和工期延誤。3、設(shè)備參數(shù)復(fù)核計算在機(jī)電系統(tǒng)安裝過程中，由于管線綜合平衡設(shè)計，以及精裝修調(diào)整會將局部管線的行進(jìn)路線進(jìn)行調(diào)整，由此增加或減少了局部管線的長度和彎頭數(shù)量，這就會對原有的系統(tǒng)參數(shù)產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)深化設(shè)計過程中系統(tǒng)參數(shù)復(fù)核計算是拿著二維平面圖在算，平面圖與實際安裝好的系統(tǒng)幾乎都有較大的差異，導(dǎo)致計算結(jié)果不準(zhǔn)確。偏大那么會造成建設(shè)費(fèi)用和能源的浪費(fèi)，偏小那么會造成系統(tǒng)不能正常工作?，F(xiàn)在運(yùn)用BIM技術(shù)后，當(dāng)您繪制好機(jī)電系統(tǒng)的模型，接下來只需點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)就可以讓BIM軟件自動完成復(fù)雜的計算工作。模型如有變化，計算結(jié)果

10、也會關(guān)聯(lián)更新，從而為設(shè)備參數(shù)的選型提供正確的依據(jù)。四、BIM技術(shù)在深化設(shè)計中的應(yīng)用1 工程介紹無錫恒隆廣場綜合開展工程位于無錫市崇安區(qū)中心位置的東大街地塊，占地總面積為3.73萬平方米。地上建筑面積約24.3萬平方米，地下建筑面積約14.1萬平方米。本工程集精品購物、高端餐飲、五星級酒店和甲級寫字樓等多功能于一體的現(xiàn)代化“城市綜合體。中建五局安裝公司負(fù)責(zé)此工程地庫裙樓局部的機(jī)電安裝工程暖通、強(qiáng)電、給排水、消防、弱電，地庫裙樓局部建筑面積20.84萬平方米。2 BIM技術(shù)在深化設(shè)計階段的應(yīng)用2.1 深化設(shè)計難點(diǎn)1無錫恒隆廣場綜合開展工程建筑面積大、管線排布復(fù)雜、協(xié)調(diào)難度高等特點(diǎn)，讓傳統(tǒng)設(shè)計手段難

11、以應(yīng)付。另外由于層高及精裝凈高的限制，其復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)和管線排布將直接影響到后續(xù)的機(jī)電安裝及裝修的質(zhì)量和效果。2原設(shè)計前期設(shè)計階段對機(jī)電管線綜合考慮缺乏，加上業(yè)主在過程中提出了很多新的要求，建筑、結(jié)構(gòu)圖經(jīng)常修改，使本來深化好的圖紙需要重新進(jìn)行調(diào)整。2.2 BIM解決方案1BIM模型構(gòu)建可視化設(shè)計無錫恒隆廣場綜合開展工程BIM團(tuán)隊在各專業(yè)圖紙的根底上，利用Revit系列軟件創(chuàng)立BIM三維模型，考慮到本工程模型體量較大，在構(gòu)建模型時分別構(gòu)建建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、暖通空調(diào)專業(yè)模型、給排水專業(yè)模型和電氣專業(yè)模型，在構(gòu)建模型時，給各構(gòu)件賦予了完整的參數(shù)，如尺寸、規(guī)格、型號、材料等。我們的創(chuàng)立流程是先建立建

12、筑模型和結(jié)構(gòu)模型，然后在建筑、結(jié)構(gòu)模型的根底上進(jìn)行各專業(yè)設(shè)備管線的建模，再根據(jù)各專業(yè)要求及凈高要求，對管線進(jìn)行合理細(xì)致的調(diào)整、避讓，最后匯成文檔出圖。設(shè)備管線的建模與調(diào)整、避讓其實是無法截然分開的過程，常常是一邊建模一邊調(diào)整避讓。 2管線碰撞檢查在保證工程功能和系統(tǒng)要求的根底上，結(jié)合裝修設(shè)計的吊頂高度的情況，對各專業(yè)模型進(jìn)行整合和深化設(shè)計，同時在管線綜合過程中，遵循有壓管讓無壓管，小線管讓大線管，施工簡單的避讓施工難度大的原那么，進(jìn)行管線的初步綜合調(diào)整。初調(diào)完成后，利用Revit軟件進(jìn)行機(jī)電管線的碰撞點(diǎn)檢測，生成碰撞報告。對于一些簡單的碰撞，我們工程內(nèi)部進(jìn)行溝通調(diào)整，但是有些涉及到凈高尤其是公

13、共區(qū)域凈高缺乏的情況下，我們會及時通知業(yè)主、總包、各專業(yè)參謀等進(jìn)行協(xié)調(diào)，協(xié)商解決方案，然后再調(diào)整模型，直至綜合模型在布局合理的情況下實現(xiàn)零碰撞。碰撞檢測流程碰撞檢查及優(yōu)化無錫恒隆廣場綜合開展工程地下二層為公共車庫，需將管線合理美觀布局，提升整體管線高度，創(chuàng)造較好的空間感。但是通過模型顯示有一車道交叉處管線極其復(fù)雜，梁底高度為3.02m，梁下需安裝機(jī)電管線分別為：縱向DN500的冷凍水管兩根，DN250冷凍水管兩根，DN150冷凍水管兩根，1600×300補(bǔ)風(fēng)管一根，DN150消防水管三根，DN150無壓污水管一根；橫向DN250冷凍水管六根，DN125冷凍水管四根，50×2

14、5、75×75、100×50、100×100、200×100、300×100橋架各一根，生活給水管DN150一根，DN100兩根，DN150消防水管兩根，經(jīng)過與業(yè)主、總包、各專業(yè)參謀屢次協(xié)調(diào)溝通，決定兩根DN500的冷凍水管從車道位置移到車位位置以提高車道上方的凈高，橋架繞開冷凍水管集中的區(qū)域，風(fēng)管利用梁空上翻讓冷凍水管從其下方通過，一根DN150的消防水管穿梁以避開與冷凍水管的碰撞，這樣在空間滿足的情況下，盡量滿足了布局的美觀合理見下列圖。通過這一問題的解決，業(yè)主、總包和各專業(yè)參謀由衷的說，BIM技術(shù)確實是一個好東西，同時此技術(shù)也得到了各方的一致好評。 三維視圖 平面視圖3凈高控制應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行凈高控制：1、通過建立一個標(biāo)高檢查過濾器，依據(jù)要求設(shè)置好相應(yīng)管線的最低標(biāo)高要求，設(shè)置過濾器所顯示的顏色，應(yīng)用過濾器后低于設(shè)置標(biāo)高的管線即會通過相應(yīng)的顏色顯示出來；2、建立一個天花