賈淑明，王曉英

（1.蘭州工業(yè)學(xué)院土木工程學(xué)院；2.蘭州市西固西城綜合開發(fā)有限公司）

1 引言

機(jī)電安裝是建筑工程的重要組成部分。近年來，BIM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外機(jī)電安裝工程中，以縮短施工時間、保證工程質(zhì)量、提高工程效率。

醫(yī)院是一個有很多功能要求的建筑，流動人口眾多，結(jié)構(gòu)布局功能復(fù)雜，機(jī)電專業(yè)種類繁多，包括各種專業(yè)醫(yī)療器械、管道、潔凈室等。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)院的普及度還不夠高，設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的全部圖紙大多是傳統(tǒng)的二維圖紙，無法解決管線碰撞和綜合布局的問題。BIM 技術(shù)的可視化、參數(shù)化和其他特點(diǎn)與醫(yī)院建筑機(jī)電安裝項(xiàng)目的特點(diǎn)相結(jié)合，從深化設(shè)計(jì)階段開始，直至整個施工全過程，最大限度地利用“保工期、降成本、提效率和提質(zhì)量”的應(yīng)用理念實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期。

2 工程概況

該工程項(xiàng)目為天水市某醫(yī)院住院樓項(xiàng)目，總建筑面積33720m2，其中地上26410m2，地下7310m2。建筑物結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑層數(shù)地上18 層，地下2 層，建筑高度65.95m，室內(nèi)外高差1.5 m，地下室埋置深度9.9m。該建筑設(shè)計(jì)使用年限50a，建筑抗震設(shè)防烈度為8 度。該建筑基礎(chǔ)為梁板式筏形基礎(chǔ)。Revit建筑模型如圖1所示。

圖1 建筑模型

3 BIM 技術(shù)在該建筑機(jī)電工程中的應(yīng)用

建筑物在工程造價控制工作中，機(jī)電安裝應(yīng)合理應(yīng)用BIM建造技術(shù)，有效降低項(xiàng)目投入成本，最大可能保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。建造過程中造價管理人員應(yīng)能充分利用BIM技術(shù)開展多工種之間的數(shù)據(jù)共享以及相應(yīng)的管理工作，增加數(shù)據(jù)資源管理的深度和廣度，減少數(shù)據(jù)信息的浪費(fèi)，同時達(dá)到合理整合利用人力資源，降低人力成本[1]。

機(jī)電安裝工程的深化設(shè)計(jì)需要不同專業(yè)之間的協(xié)調(diào)參與，減少各專業(yè)施工中的沖突。深化設(shè)計(jì)主要包括管線之間的綜合排布、機(jī)電安裝中的凈高優(yōu)化、剪力墻體的預(yù)留洞口以及支吊架等[2]。Revit 機(jī)電模型如圖2所示。

圖2 機(jī)電模型

3.1 管線綜合排布

由于該工程在設(shè)計(jì)階段未運(yùn)用BIM 技術(shù)，各專業(yè)之間不能很好地協(xié)同工作，施工中難免會出現(xiàn)不同程度的碰撞問題。在管線綜合排布的優(yōu)化過程中，應(yīng)充分考慮各個設(shè)備的布置位置及尺寸大小，對設(shè)備的擺放位置進(jìn)行合理調(diào)整，使位置關(guān)系能很好的滿足設(shè)備的安裝、試運(yùn)行以及維修的要求[3]。

在施工中的碰撞檢查完成后，從建筑模型中可導(dǎo)出建筑平面圖、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)詳圖、建筑剖面圖及三維演示圖，并對建筑圖紙的變更的相關(guān)部位生成視點(diǎn)報告。以建筑平面圖、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)詳圖、建筑剖面圖、三維圖演示圖及相應(yīng)的視點(diǎn)報告為基礎(chǔ)，組織各專業(yè)人士對項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)交底，最終確定解決各構(gòu)造節(jié)點(diǎn)和相關(guān)圖紙問題的解決方案。該醫(yī)院項(xiàng)目地下一層管線模型綜合調(diào)整后效果如圖3所示。

圖3 地下一層管線模型綜合調(diào)整后效果

3.2 碰撞檢查

在機(jī)電工程安裝施工過程中，各專業(yè)及各個運(yùn)營環(huán)節(jié)之間難免會出現(xiàn)沖突，在實(shí)際施工作業(yè)過程中也可能會存在相互干擾。如果能夠應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目工程的管道碰撞檢查，就能提前發(fā)現(xiàn)問題，提前處理機(jī)電工程中可能存在的碰撞問題，并以軟件模擬的結(jié)果為施工依據(jù)，調(diào)整管線之間的分布、間距和標(biāo)高，保證管線的最優(yōu)化施工，確保工程項(xiàng)目中機(jī)電安裝部分的規(guī)范和高效[4-5]。

醫(yī)院建筑中的機(jī)電管線系統(tǒng)復(fù)雜繁多，管線管徑也較大。在實(shí)際建筑施工前，應(yīng)用Revit軟件中建立好的BIM結(jié)構(gòu)模型做機(jī)電工程管線相互之間和機(jī)電工程管線與建筑模型之間的碰撞檢查工作，并導(dǎo)出碰撞檢查報告。再根據(jù)報告找出實(shí)際建筑中機(jī)電管線位置進(jìn)行綜合優(yōu)化。

本工程利用Revit 軟件建立的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碰撞檢測，共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)1233 處，通過軟件導(dǎo)出機(jī)電各專業(yè)的碰撞點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)行了一一對應(yīng)的修改與深化。該醫(yī)院建筑項(xiàng)目中水管系統(tǒng)碰撞檢查優(yōu)化前后三維模型如圖4-5所示。

圖4 調(diào)整前的三維模型

圖5 調(diào)整后的三維模型

3.3 建筑凈高優(yōu)化

在Revit軟件建立結(jié)構(gòu)模型時，各個機(jī)電安裝系統(tǒng)的標(biāo)高是貼梁布置或者給出的限定標(biāo)高，所以進(jìn)行機(jī)電安裝深化設(shè)計(jì)前的信息模型的凈高原則上是基本滿足的。但在進(jìn)行綜合排布后的結(jié)構(gòu)模型中標(biāo)高會出現(xiàn)不滿足要求的情況，因此，需要在機(jī)電安裝工程優(yōu)化完成后，對凈高進(jìn)行相應(yīng)檢查。

根據(jù)醫(yī)院建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范要求[5]，診查室不能低于2.6m，公共走道不宜低于2.3m，病房不宜低于2.8m。結(jié)合建筑施工圖中對各個房間功能上的凈高相應(yīng)要求，對該項(xiàng)目進(jìn)行凈高檢查后，對不滿足規(guī)范要求高度的管線進(jìn)行重新優(yōu)化調(diào)整。

3.4 預(yù)留洞口

利用BIM 技術(shù)，建立機(jī)電安裝模型中管線的分層排布、翻彎的位置以及閥門設(shè)備在系統(tǒng)中的定位，在機(jī)電安裝模型優(yōu)化設(shè)計(jì)完成后，還需要不同專業(yè)的技術(shù)人員對機(jī)電模型的可施工性、機(jī)電設(shè)備的可檢修性以及整體美觀性等方面進(jìn)行相應(yīng)審核和最終確認(rèn)。各個專業(yè)施工技術(shù)人員確認(rèn)后，方可在模型中預(yù)留洞口的位置放置適宜的套管，為了避免二次開洞，應(yīng)對深化后的機(jī)電模型確定預(yù)留洞口的位置，方便后期機(jī)電安裝工程的施工[6]?

3.5 支吊架

醫(yī)院機(jī)電安裝工程中有機(jī)電各個專業(yè)的管線，管線布置完畢后，再進(jìn)行支吊架布置。傳統(tǒng)的支吊架布置方式難以布置完整的支吊架，這將影響機(jī)電施工的質(zhì)量和美觀要求，增加施工成本和施工工期，因此，支吊架按管線綜合布置布置，也是機(jī)電深化設(shè)計(jì)的重要組成部分[7]。

4 結(jié)語

醫(yī)院建筑中機(jī)電安裝管線繁多、復(fù)雜，施工難度較高。合理應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行機(jī)電安裝工程的管線綜合分析，能夠顯著提升工程項(xiàng)目的質(zhì)量、安全、成本等各方面效益。

①綜合利用BIM技術(shù)的可視化，方便設(shè)計(jì)、施工和業(yè)主三方的協(xié)調(diào)溝通，減少因未能很好溝通而帶來的一系列錯誤。

②綜合利用BIM 技術(shù)的碰撞檢查，能夠在施工前期把問題得以解決，降低了機(jī)電安裝工程現(xiàn)場施工的難度，提高了效率，節(jié)約施工工期，降低建筑建造成本[8]。

③綜合利用BIM 技術(shù)的信息化，使安裝工程中所有構(gòu)件的現(xiàn)實(shí)屬性在機(jī)電模型中能夠很好的體現(xiàn)，使基于BIM的建筑設(shè)計(jì)方案更具有合理性，也為后期施工維護(hù)打下基礎(chǔ)。