BIM技術(shù)在廈門某地鐵車站給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

任志群 林 晨 李 晨

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300251)

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BIM技術(shù)在廈門某地鐵車站給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

任志群 林 晨 李 晨

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300251)

主要闡述了將BIM理念引入地鐵站設(shè)計(jì)后，對給排水專業(yè)的設(shè)計(jì)方式產(chǎn)生的重大影響，根據(jù)碰撞檢查報(bào)告研究了如何合理的進(jìn)行系統(tǒng)管線的布置，并探討了Revit軟件在應(yīng)用過程中存在的問題，指出BIM技術(shù)的應(yīng)用為施工建設(shè)和維護(hù)管理提供了便利。

地鐵，BIM，碰撞檢查，給排水設(shè)計(jì)

1 工程概況

廈門某地鐵車站位于廈門軌道交通1號線，屬于典型的地下2層雙柱島式站臺車站。車站長度為180.5 m，站臺寬度為12 m，車站標(biāo)準(zhǔn)段寬度為20.7 m，總建筑面積為11 987 m2。車站共設(shè)兩組風(fēng)亭：1號、2號風(fēng)亭均為敞口風(fēng)亭和一組冷卻塔。車站共設(shè)四組出入口，均為非敞口。

該地鐵站設(shè)計(jì)中涉及到的專業(yè)眾多，專業(yè)間需要密切的配合，其中僅給排水專業(yè)就包括生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)、生產(chǎn)廢水系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)及滅火器布置等。

如何對環(huán)境控制、給排水、動(dòng)力照明等專業(yè)的風(fēng)管、水管和橋架合理的進(jìn)行布置是該地鐵站設(shè)計(jì)中一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。將BIM理念引入該地鐵站設(shè)計(jì)后，在三維模型中進(jìn)行碰撞檢查、完成綜合管線布置，為解決錯(cuò)綜復(fù)雜的管線綜合問題提供了一種新途徑。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

建筑信息模型(Building Information Modeling，簡稱BIM)是指將建筑工程項(xiàng)目中的單一構(gòu)件或物體作為基本元素，將描述基本元素的幾何數(shù)據(jù)、物理特性、施工要求、價(jià)格資料等相關(guān)信息有機(jī)地組織起來，形成一個(gè)數(shù)據(jù)化的建筑模型，作為整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料庫。目前，BIM技術(shù)在國內(nèi)很多建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域都有實(shí)際的應(yīng)用，為解決管線綜合問題和指導(dǎo)施工過程提供較好的解決方案。

通過Revit軟件，對該地鐵站進(jìn)行全方位的模型建立，各專業(yè)以協(xié)同工作的方式同步參與設(shè)計(jì)，保證了設(shè)計(jì)的同步性，減少了信息傳遞的誤差。構(gòu)成BIM的每個(gè)構(gòu)件都是信息化的，這為協(xié)同工作的順利進(jìn)行保證了技術(shù)上的可行。可以說，BIM著眼于建筑的全生命周期，不僅為設(shè)計(jì)階段，更為之后的施工和運(yùn)營維護(hù)階段提供充分的保障。

Revit軟件提供鏈接模式和工作集模式兩種協(xié)同工作形式。在鏈接模式下，給排水專業(yè)建模需要將建筑和結(jié)構(gòu)的模型作為外部鏈接插入到項(xiàng)目中，這些外部鏈接在模型中不可編輯，不利于管線調(diào)整。工作集模式下，參與建模的所有專業(yè)在同一中心文件下作業(yè)，在權(quán)限的獲取和釋放的過程中，可以較好實(shí)現(xiàn)綜合管線的調(diào)整。因此，廈門該地鐵車站的三維BIM建模采用工作集協(xié)同工作模式。

3 BIM在廈門某地鐵站給排水建模中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 項(xiàng)目創(chuàng)建

1)協(xié)同工作方式。在Autodesk Revit 2014軟件的工作集模式下，要實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。首先，在網(wǎng)絡(luò)中定位中心文件位置；然后，在打開中心文件時(shí)采取從本地分離的形式在本地創(chuàng)建本專業(yè)模型；最后，在完成時(shí)需要與中心同步，將本地模型共享在中心模型上，從而實(shí)現(xiàn)中心文件的及時(shí)更新。

2)三維視圖和平面視圖的創(chuàng)建。為便于給排水管道在分層平面圖及附屬部分的繪制，復(fù)制建筑模型，并創(chuàng)建給排水的各層平面視圖及站臺層和站廳層等三維視圖，以便于對模型的及時(shí)查看。通過設(shè)定視圖范圍，隱藏模型的其他部分，并通過可見性的設(shè)置可以隱藏其他專業(yè)的工作集及與專業(yè)無關(guān)的對象。

3)中心文件與工作集的創(chuàng)建。將已創(chuàng)建的模型文件保存在各個(gè)專業(yè)工程師都有讀寫權(quán)限的服務(wù)器上，建立中心文件。各專業(yè)在創(chuàng)建本專業(yè)模型時(shí)選擇從中心分離中心文件，建立本地的鏡像文件。將模型修改創(chuàng)建之后，利用“與中心文件同步”功能，可實(shí)時(shí)在中心文件中更新模型。根據(jù)系統(tǒng)不同，創(chuàng)建不同工作集，并根據(jù)專業(yè)獲取各自權(quán)限。這樣其他專業(yè)不能對自己專業(yè)工作集圖元進(jìn)行修改，但在必要時(shí)也可以放權(quán)給他人編輯。

3.2 給排水系統(tǒng)模型創(chuàng)建

1)參數(shù)設(shè)置。由于BIM的參數(shù)化設(shè)計(jì)，在模型建立前期需要對各系統(tǒng)參數(shù)做好提前設(shè)置。在進(jìn)行給排水各系統(tǒng)創(chuàng)建之前，首先要對模型建立過程中管道需要的管材、管徑、坡度及顏色等特性進(jìn)行設(shè)置；然后再對所需的閥門、儀表及設(shè)備等族進(jìn)行加載，相關(guān)特性參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。該過程是整個(gè)模型建立的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，這些信息的設(shè)置有利于后期自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和設(shè)備材料表的自動(dòng)生成。

2)設(shè)備選型與系統(tǒng)建立。在對管道系統(tǒng)設(shè)置和閥門配件族加載之后，可以進(jìn)行給排水系統(tǒng)模型的建立。在建立過程中可以手動(dòng)創(chuàng)建，也可以加入CAD外部參照進(jìn)行輔助建模，同時(shí)在“可見性—導(dǎo)入的類別”中可對鏈接的CAD進(jìn)行可見性設(shè)置。

利用“系統(tǒng)”中的“管道”命令在平面圖中繪制管道，并同步從已設(shè)置的管道類型中選擇所需該管道類型和管徑等，設(shè)置標(biāo)高。利用“系統(tǒng)”中的“機(jī)械設(shè)備”和“衛(wèi)浴裝置”放置模型中所需的設(shè)備和衛(wèi)浴，再利用“系統(tǒng)”中的“管路附件”在必要的位置放置閥門配件等。在繪制立管時(shí)，可利用“視圖”中“剖面”命令手動(dòng)創(chuàng)建所需剖面，利用平面和剖面同步建模，從而可使得立管位置更明確，連接更直觀和準(zhǔn)確。圖1～圖3分別表示地鐵站內(nèi)站廳層、站臺層管道模型及站臺層廢水泵房管道模型。

3.3 碰撞檢查

給排水工程師在建立本專業(yè)管道模型的同時(shí)，環(huán)控專業(yè)，動(dòng)照專業(yè)也會(huì)同步繪制風(fēng)管、橋架等。由于地鐵吊頂內(nèi)空間有限，各專業(yè)在建模的過程中可以相互觀察彼此的工作進(jìn)度，在模型建立初期便可避免一些碰撞情況或?qū)⑴鲎参恢眠M(jìn)行截圖記錄，待模型建立后集中調(diào)整。

在模型建立初期，對綜合管線工作調(diào)整的時(shí)候，各專業(yè)可以將記錄的碰撞在此階段一并調(diào)整。在這個(gè)第一輪的調(diào)整完成之后，各專業(yè)管道碰撞情況得到一定解決，此時(shí)利用Revit提供的“碰撞檢查”功能，生成沖突報(bào)告，對認(rèn)為沒有記錄到的碰撞情況進(jìn)行解決。這樣可以避免直接利用碰撞檢查功能搜索碰撞點(diǎn)造成的碰撞點(diǎn)數(shù)量多，修改任務(wù)繁瑣的缺陷。

如圖4所示表示地鐵環(huán)控系統(tǒng)的風(fēng)管和給排水系統(tǒng)的消火栓管道發(fā)生碰撞，可以通過將消火栓管道進(jìn)行局部抬升，使其與風(fēng)管沖突部分分離開，詳見圖5，從而解決此處碰撞。當(dāng)面對重大調(diào)整問題時(shí)，需要結(jié)合模型構(gòu)建的實(shí)際情況，多個(gè)專業(yè)共同協(xié)商綜合考慮得出解決方案。總的來說綜合管線的調(diào)整通常會(huì)進(jìn)行好幾輪，如何更好更快的完成碰撞的解決和空間的有效利用，不僅對設(shè)計(jì)有利，也更有助于減少施工的難度，加快施工的進(jìn)度。

4 Revit軟件對給排水專業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題

1)國內(nèi)尚無適合國內(nèi)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的BIM解決方案。筆者在本文中闡述地鐵BIM模型建立是在美國Autodesk公司提供的BIM解決方案Revit的環(huán)境下完成的，但國內(nèi)目前尚無廠家做好BIM解決方案的軟件或者是在Revit環(huán)境下適合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)設(shè)計(jì)師習(xí)慣的插件，好多管道調(diào)整和標(biāo)記需要手動(dòng)完成，極大降低模型建立的效率。

2)Revit軟件二維功能欠缺。模型的建立最后要以圖紙的形式指導(dǎo)施工或是解決問題。但Revit軟件中二維的管道標(biāo)注缺少對系統(tǒng)類別的區(qū)分，各系統(tǒng)管道在平面圖上僅能夠以顏色作為區(qū)分，此類問題不容忽視。

3)模型構(gòu)件族庫嚴(yán)重不足。地鐵設(shè)計(jì)不同于普通民建，其中涉及到很多特殊機(jī)械設(shè)備與管道配件等，而目前Revit僅提供部分常用族庫，并沒有針對地鐵設(shè)計(jì)給出特殊族庫的選擇，例如污水一體化提升設(shè)備、沖洗水栓、倒流防止器、消防設(shè)備箱等。

5 結(jié)語

利用BIM理念建立的三維模型，不僅能夠直觀的展示空間模型，而且每個(gè)模型構(gòu)件自身都攜帶可讀取的信息。這對于整個(gè)項(xiàng)目全生命周期的各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交流起到極大促進(jìn)作用。雖然BIM建模是一個(gè)繁瑣的過程，但前期投入的增加可以為后期節(jié)省很大的工作量，這相當(dāng)于BIM將整個(gè)工程階段提前化。BIM著眼于項(xiàng)目的全生命周期，為施工建設(shè)和維護(hù)管理提供極大便利，必將成為地鐵設(shè)計(jì)行業(yè)的大勢所趨。

[1]李雄華.BIM技術(shù)在給水排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.廣州：華南理工大學(xué)，2009：5-6.

[2]張耀冬，楊 民，龔海寧，等.淺析上海迪士尼奇幻童話城堡BIM技術(shù)的應(yīng)用.給水排水，2014(7):62-65.

[3]紀(jì)凡榮，徐友全，曾大林，等.BIM技術(shù)在某項(xiàng)目管線綜合中的應(yīng)用.施工技術(shù)，2013(2):107-109.

[4]顧海玲，歸談純.BIM技術(shù)在上海中心大廈建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.給水排水，2012(11):92-97.

Application of BIM technique in the water supply and drainage design of the subway station in Xiamen city

Ren Zhiqun Lin Chen Li Chen

(Railway3rdSurveyandDesignInstituteGroupCo.,Ltd,Tianjin300251,China)

The paper mainly introduces the introduction of BIM concept in subway station design, illustrates the impact of the design methods of water supply and drainage, studies rational system pipeline distribution according to collision check report, mainly explores the application problems of Revit software, and finally points out that: the application of BIM technique has provided some convenience for construction and maintenance management.

subway, BIM, collision check, water supply and drainage design

1009-6825(2015)01-0133-02

2014-10-31

任志群(1989- )，男，碩士，助理工程師； 林 晨(1989- )，男，助理工程師； 李 晨(1989- )，男，助理工程師

TP391.41

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