基于BIM技術(shù)的機(jī)電深化設(shè)計及施工在南京金鷹世界·T1塔樓項目應(yīng)用

摘? ? 要：應(yīng)用BIM技術(shù)搭建南京金鷹世界·T1塔樓BIM建筑結(jié)構(gòu)及機(jī)電模型，進(jìn)行基于BIM技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，深化設(shè)計及優(yōu)化工作，管線綜合及預(yù)留洞，吊裝方案模擬，支吊架預(yù)設(shè)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，減少了復(fù)工與返工的次數(shù)、且便于新型生產(chǎn)方式的興起如場外預(yù)制、BIM參數(shù)模型作為施工文件等等。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);深化設(shè)計及優(yōu)化工作;管線綜合及預(yù)留洞

1? 引言

南京金鷹世界由相連的三棟塔樓和底部裙樓組成，總建筑面積91.8萬平方米，四層地下室面積21萬平方米，10層商業(yè)裙房面積21萬平方米，T1、T2、T3塔樓高度分別為76層高368m、67層高328m和60層高300m，在塔樓方向的10層、27層、43層，59設(shè)置避難層，三棟塔樓在43到48層設(shè)有高空鋼結(jié)構(gòu)空中連廊，預(yù)計總投資100億元，高聳入云的“三塔”成為南京河西新地標(biāo)，是全亞洲單體最大的商業(yè)項目。

2? 項目特點(diǎn)

機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜：作為亞洲最大的“三塔”連體高端商業(yè)項目，其機(jī)電安裝的工程的復(fù)雜程度可想而知，本工程為高端酒店、商業(yè)及寫字樓業(yè)態(tài)，機(jī)電專業(yè)系統(tǒng)眾多且復(fù)雜。機(jī)電管線交叉復(fù)雜，每個樓層都需要經(jīng)過機(jī)電管線綜合后才能指導(dǎo)現(xiàn)場施工，管線綜合調(diào)整的工作量非常大。

項目前期問題多：機(jī)電單位由于進(jìn)場晚，工期緊張，業(yè)主要求本項目獲得安裝界的魯班獎——安裝之星獎項，圖紙及土建條件不成熟，因此傳統(tǒng)施工方法難以滿足工期及質(zhì)量需求。

項目招標(biāo)圖紙設(shè)計不全，空調(diào)水系統(tǒng)原有設(shè)計系統(tǒng)問題多，設(shè)備機(jī)房圖紙不完整，達(dá)不到施工要求，機(jī)電圖紙都需要經(jīng)過深化設(shè)計才能確保系統(tǒng)功能完整。

設(shè)計優(yōu)化難度大：本項目土建現(xiàn)場已基本完成，實(shí)際條件與圖紙有較多不符，結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，機(jī)電深化設(shè)計條件無法確認(rèn)。

超高層項目由于系統(tǒng)復(fù)雜，業(yè)態(tài)調(diào)整多，高空商業(yè)配套業(yè)態(tài)要求高，傳統(tǒng)設(shè)計無法表達(dá)到位，精裝方案反復(fù)修改，精裝效果要求高，標(biāo)高要求不斷抬升，給機(jī)電綜合管線標(biāo)高的壓力非常大。而系統(tǒng)管線大的改動，會對機(jī)電系統(tǒng)使用功能造成影響。

施工安裝難度大：本項目安裝工期短，酒店要求安裝工期5個月，辦公部分安裝工期6個月，安裝完成滿足精裝進(jìn)場施工條件。

機(jī)電設(shè)備安裝工作量較大，機(jī)電設(shè)備安裝施工空間狹窄。機(jī)電工程系統(tǒng)與設(shè)備多、管線異常復(fù)雜，管道管徑大，多專業(yè)管線綜合布置難度大，給機(jī)電安裝工程施工質(zhì)量管理帶來了不利因素。

設(shè)備層有鋼桁架，大型設(shè)備無法吊運(yùn)，只能從上一層樓板開孔往下吊冷凍機(jī)組等大設(shè)備。

核心筒走廊管線層數(shù)多，空間狹小，施工難度非常大，必須嚴(yán)格按施工工序分層施工才能完成管線的安裝。

垂直運(yùn)輸困難。豎向管井安裝及高空設(shè)備安裝均采用傳統(tǒng)方法費(fèi)時費(fèi)力，場地狹小，材料設(shè)備垂直運(yùn)輸難度大，接近4000t型材、管材需吊運(yùn)上樓。

3? 項目實(shí)施

本項目的機(jī)電安裝由中南建設(shè)旗下的南通市中南建工設(shè)備安裝有限公司實(shí)施，基于以上特點(diǎn)，我司承接的T1塔樓機(jī)電安裝進(jìn)行了系統(tǒng)深化設(shè)計和BIM技術(shù)應(yīng)用，解決設(shè)計和施工難題，為此，項目配備了具備豐富機(jī)電安裝管線綜合經(jīng)驗的設(shè)計團(tuán)隊，對T1塔樓機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計及優(yōu)化工作。

4? BIM技術(shù)介紹

通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)計效果可視化、施工方案優(yōu)化、4D施工模擬、可建性模擬、施工質(zhì)量與進(jìn)度監(jiān)控、提高施工預(yù)算的精度和效率、支持預(yù)制加工、網(wǎng)上協(xié)同作業(yè)管理平臺等功能，有效地提升效率，節(jié)約成本。

安裝公司應(yīng)用BIM技術(shù)綜合深化設(shè)計內(nèi)容包含以下幾方面：（1）負(fù)責(zé)搭建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電各專業(yè)的BIM模型。（2）機(jī)電系統(tǒng)深化設(shè)計完成后，對機(jī)電管線進(jìn)行綜合排布。（3）提供機(jī)電綜合管線圖和綜合預(yù)留洞圖。（4）提供凈高分析圖。（5）參與業(yè)主機(jī)電各系統(tǒng)方案討論、配合業(yè)主確定精裝吊頂標(biāo)高。（6）在滿足精裝吊頂標(biāo)高的前提下，修改和優(yōu)化機(jī)電系統(tǒng)管線（本工程重點(diǎn)）。（7）BIM綜合節(jié)點(diǎn)大樣圖。（8）基于BIM的施工平面圖及剖面圖、施工詳圖。（9）基于BIM技術(shù)的機(jī)電管線預(yù)制加工。

基于以上要求，我司通過BIM三維設(shè)計協(xié)助梳理系統(tǒng)，確保系統(tǒng)方案的可實(shí)施性。

（1）首先項目制定BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)：通過建立項目BIM模型搭建模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)：以國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為前提，建設(shè)方應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù) ，模型建立原則是分層搭建，服務(wù)現(xiàn)場施工，準(zhǔn)確反映設(shè)計，竣工模型為目標(biāo)在有限層高和裝修要求高的前提下，現(xiàn)場必須按照BIM圖紙施工，因此對BIM施工圖設(shè)計深度及精度提出了很高的要求。

（2）BIM建筑結(jié)構(gòu)模型的搭建，由于現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)條件與圖紙多處不符合，為保證模型的準(zhǔn)確性，需要提前對項目結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測實(shí)量確保準(zhǔn)確，只有在正確的結(jié)構(gòu)模型上，才能完成準(zhǔn)確的管線綜合，避免了在錯誤的結(jié)構(gòu)上排布管線在現(xiàn)場無法按照模型排布。

（3）BIM機(jī)電綜合建模。機(jī)電模型采用分層搭建，與原設(shè)計圖對比，每層機(jī)電管線調(diào)整量在60%以上，最終方能出具BIM施工圖用于現(xiàn)場施工。

（4）基于BIM的綜合應(yīng)用-管線綜合及預(yù)留洞。由于本項目設(shè)計周期長，數(shù)輪方案優(yōu)化及深化設(shè)計后，現(xiàn)場土建預(yù)留孔洞與實(shí)際需求上洞口數(shù)量、大小、位置均不相符。在進(jìn)行管線綜合深化設(shè)計前，結(jié)合模型對現(xiàn)場實(shí)際的孔洞預(yù)留進(jìn)行復(fù)核，對需要開洞的位置重新開洞。在管線綜合時，需要結(jié)合二次結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱位置及圈梁高度來設(shè)計管線高度及管路走向，避免出現(xiàn)管道穿二次結(jié)構(gòu)的情況。43層為空中平臺設(shè)備層，結(jié)構(gòu)桁架眾多，管線復(fù)雜。通過BIM設(shè)計師的合理排布，保證避難區(qū)標(biāo)高。

（5）基于BIM的綜合應(yīng)用-支吊架預(yù)設(shè)。傳統(tǒng)施工過程中，支吊架的按照經(jīng)驗設(shè)置加工，過于保守，造成大量人工及材料的浪費(fèi)。并且REVIT模型是否能在施工中落地的重要環(huán)節(jié)就是支架的設(shè)置。我們在傳統(tǒng)支架模型的基礎(chǔ)上利用廣聯(lián)達(dá)Magicad支吊架軟件對綜合支吊架進(jìn)行設(shè)計及受力分析。運(yùn)用支吊架綜合計算技術(shù)，現(xiàn)場節(jié)約大量材料成本，增加支架設(shè)置的可靠性。同時對支吊架工廠化加工，縮短工期，節(jié)約項目成本。

（6）基于BIM的綜合應(yīng)用-指導(dǎo)現(xiàn)場實(shí)際施工。依據(jù)業(yè)主要求，本項目BIM要求能夠指導(dǎo)現(xiàn)場實(shí)際施工，項目深化設(shè)計團(tuán)隊采取一系列措施保證現(xiàn)場能夠順利施工：每周現(xiàn)場技術(shù)交底，每周精裝修業(yè)主協(xié)調(diào)會，現(xiàn)場管線標(biāo)高走向復(fù)核，工序調(diào)整等等。在現(xiàn)場完成后，組織人員對現(xiàn)場管線走向及標(biāo)高進(jìn)行復(fù)查，確保設(shè)計意圖落地。

5? 結(jié)語

（1）縮短項目工期。利用BIM技術(shù)，可以通過加強(qiáng)團(tuán)隊合作、改善傳統(tǒng)的項目管理模式、實(shí)現(xiàn)場外預(yù)制、縮短訂貨至交貨之間的空白時間，大大縮短工期。

（2）提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本。由于利用BIM技術(shù)可大大加強(qiáng)各參與方的協(xié)作與信息交流的有效性，使決策的做出可以在短時間完成、減少了復(fù)工與返工的次數(shù)、且便于新型生產(chǎn)方式的興起如場外預(yù)制、BIM參數(shù)模型作為施工文件等等，顯著地提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了成本。

（3）把握施工細(xì)節(jié)——在設(shè)計方提供的模型基礎(chǔ)上進(jìn)行施工深化設(shè)計，解決設(shè)計信息中沒有體現(xiàn)的細(xì)節(jié)問題和施工細(xì)部做法，更直觀更切合實(shí)際地對現(xiàn)場施工工人進(jìn)行技術(shù)交底。

（4）降低施工風(fēng)險——利用模型進(jìn)行直觀的“預(yù)施工”，預(yù)知施工難點(diǎn)，更大程度地消除施工的不確定性和不可預(yù)見性，保證施工技術(shù)措施的可行、安全、合理和優(yōu)化;未來BIM技術(shù)隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，還會衍生很多應(yīng)用，落地應(yīng)用于各類項目，包含了真實(shí)數(shù)據(jù)的建筑模型，廣泛應(yīng)用于工程項目的全周期。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王愛蘭，宋萍萍，楊震卿等.BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用閉.建筑技術(shù)，2015（3）：228～231.

作者簡介：

解復(fù)冬（1974—）男，漢族，本科，江蘇省南通市，高級工程師，研究方向為機(jī)電工程及超高層復(fù)雜公建BIM技術(shù)應(yīng)用。