BIM技術在大型復雜工程機電專業中的應用研究

梅 俊蔣鳳昌，王 進

（1.江蘇星月星建筑安裝工程有限公司，江蘇泰州 225300；2.泰州職業技術學院，江蘇泰州 225300）

1 工程概況

南京浦口常發廣場項目位于南京浦口區江浦街道，寧合高速東側，城南河北側，盛景路東，新浦路西，河濱路北，康盛路南。總建筑面積為260 638.8 m2，地上建筑面積約19.5萬m2，15幢2F-12F，地下建筑面積約6.5萬m2，沿康盛路、新浦路、河濱路三面為商業街，對應的1#2#3#樓地上三層為大商業，16#樓地上二層為商業，9#17#地上兩層為商業、地下兩層為智能化機械式停車。

本工程的商業范圍較大，約8萬m2，這些區域管線復雜，其機電安裝工程包含建筑智能工程、電氣工程、通風空調工程、給排水工程、燃氣工程、機械式停車系統等。管線包含有風管、自噴管道、消火栓管道、橋架、空調水管、壓力排水管道、燃氣管道等，管線密集、種類繁多、系統龐大、空間位置復雜、施工難度大，因此應用BIM技術具有迫切性和可行性。

2 機電管線碰撞分析

2.1 建模與碰撞

應用Revit軟件對該項目大商業區域進行一次建模時，統計碰撞點數為6 835個，可劃分為硬碰撞和軟碰撞兩大類，細分為管線與管線碰撞、管線與梁柱碰撞、標高性碰撞、操作性碰撞、美觀性碰撞等類型［1］。經過傳統人工深化，碰撞點降低為3 221個，具體統計頻數如表1所示。

2.2 癥結問題分析

根據MEP管線碰撞點問題頻數統計表，可進行癥結問題分析如下：

（1）管線與管線碰撞、管線與梁柱碰撞和標高性碰撞3個可見性碰撞，其典型碰撞情況如圖1所示。它們所占總碰撞問題比例為：28.1%+23.4%+37.4%=88.9%，為癥結問題。

（2）操作性碰撞（由安裝空間、保溫間隙、檢修空間、安全間距等不足引起），涉及的情況復雜，占總碰撞問題比例9.1%，其中安裝空間類型的操作性碰撞約占30%。

表1 管線碰撞點問題頻數統計

圖1 癥結問題的典型碰撞

（3）美觀性碰撞只占總碰撞問題比例2.0%。在表1所述的5種碰撞中，前面3種碰撞容易發現，對施工過程縮短施工周期非常有利。后兩種碰撞對提高項目品質非常有利，尤其是對創優項目，也應納入癥結問題。

2.3 BIM應用目標

經過課題組研討會議協商，本項目所剩余的3 221個碰撞點中，有操作性碰撞292點，安裝空間不足的情況146點。由于涉及管件加工誤差和制作工藝的影響，大約30%的碰撞不能在電腦上通過虛擬模擬而完全解決，需要在現場處理，其他碰撞可以通過應用BIM技術虛擬管線綜合得以解決。因此，基于BIM的管線綜合碰撞點尚留大約146×30%=43個，折算成碰撞率為：43÷6 835=0.6%，碰撞率目標值可設定為1%。

在滿足碰撞率目標值的同時，應用BIM技術的實施效果目標：

（1）控制管線各區域最低標高，滿足業主方的要求（超市區域不低于4.0 m，走廊部位不低于3.9 m）；

（2）各專業BIM管線排布無硬碰撞；

（3）管線排布美觀合理，翻彎不宜過多，避免影響管線內介質的流通；

（4）滿足管線安裝、保溫、檢修、安全等規范所規定的間距和操作空間要求［2］。

3 項目管理對策

3.1 要因分析

課題組遵循“5M1E”的原則，即從人、機、料、法、環、測等方面著手，對機電管線碰撞率偏高的問題進行討論。分析原因，獲得影響該工程機電管線碰撞的主要原因如表2所示。

3.2 制定對策表

課題組成員針對以上3個主要原因，運用頭腦風暴法集思廣益，獲得3條對策。然后針對每條對策，從有效性、可實施性、經濟性、可靠性等4個方面進行了綜合分析評價，然后相互比較，選出最滿意的對策，如表3所示。

表2 機電管線碰撞的主要原因

表3 對策措施

4 實施效果

4.1 碰撞率目標

對南京常發項目的大商業范圍機電管線的碰撞率情況進行檢查和驗證，結合動態變更和基于BIM管線綜合成果的施工情況統計分析，BIM模型的碰撞點由6 835個降低到56個，即由碰撞率下降至0.82%，低于目標值1%。

4.2 管線安裝質量

應用BIM技術的實施機電管線布局效果，獲得優良的安裝質量：各區域凈空高度滿足業主要求，如圖3所示；消除了各專業管線的硬碰撞；管線布局美觀合理；利于維護與運營操作使用［3］。

5 結語

經過課題組的研究分析和對策實施，BIM技術在南京浦口常發廣場項目機電專業深度應用，發揮重要作用，獲得主要效益如下：

（1）基于BIM技術進行機電管線綜合的深化設計，并有效減少各類碰撞，可以達到節省材料、節省人工、減少浪費、綠色施工的效果。

（2）基于BIM技術的管線綜合，在降低碰撞率的同時，能夠保證機電管線的合理布局，保證最佳的凈空高度，保證安全、維修、使用、操作等有效間距和空間，有利于建筑物的全生命周期使用，提高建筑物的品質。

（3）該項目減少碰撞點的經濟效益約42.6萬元，優化節省材料用量的經濟效益約204.35萬元。

圖2 實施機電管線布局效果