BIM技術(shù)正向設(shè)計(jì)在廈門(mén)地鐵湖里法院站的應(yīng)用

孫 勛 考

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

近年來(lái),建筑信息模型(BIM)技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用逐漸加強(qiáng)[1]。目前，很多城市還處于二維CAD往BIM翻模階段，廈門(mén)地鐵3號(hào)線湖里法院站在傳統(tǒng)翻模基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索正向設(shè)計(jì)[2]，本文為類(lèi)似項(xiàng)目提供一定的參考。

1 應(yīng)用必要性

廈門(mén)地鐵1號(hào)線、2號(hào)線工程施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)一些管線打架、閥門(mén)無(wú)檢修空間等問(wèn)題，有些問(wèn)題是在設(shè)計(jì)階段就可以避免掉，但傳統(tǒng)的二維綜合管線設(shè)計(jì)較難以發(fā)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)問(wèn)題。而B(niǎo)IM三維設(shè)計(jì)能夠直觀的發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)問(wèn)題[3]。

2 正向設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)協(xié)同

基于Revit平臺(tái)，采取工作集模式。各專(zhuān)業(yè)都在統(tǒng)一的服務(wù)器平臺(tái)中心文件中通過(guò)工作集的形式開(kāi)展設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)成果更新到中心文件中[4]。

2.2 設(shè)計(jì)流程

首先湖里法院站土建模型在服務(wù)器平臺(tái)搭建好，通過(guò)各級(jí)審查后開(kāi)放給各機(jī)電專(zhuān)業(yè)。各機(jī)電專(zhuān)業(yè)(FAS，BAS，綜合監(jiān)控，AFC，供電系統(tǒng)，動(dòng)照，暖通，氣體滅火，站臺(tái)門(mén),給排水,通信信號(hào),綜合支吊架)建立本專(zhuān)業(yè)的機(jī)電模型。公共區(qū)裝修和設(shè)備區(qū)裝修專(zhuān)業(yè)建立裝修模型。BIM管綜由暖通專(zhuān)業(yè)牽頭，協(xié)調(diào)管線位置關(guān)系，協(xié)調(diào)好后，各機(jī)電專(zhuān)業(yè)從BIM中心文件導(dǎo)出各專(zhuān)業(yè)的管線平面圖。廈門(mén)地鐵的正向設(shè)計(jì)流程示意圖如圖1所示。

2.3 設(shè)計(jì)問(wèn)題及解決措施

湖里法院站BIM三維管綜正向設(shè)計(jì)，在BIM總體、總體、監(jiān)理、業(yè)主、施工單位審查過(guò)程中，暴露出較多的細(xì)節(jié)問(wèn)題，主要分為以下幾類(lèi)。

2.3.1建模不規(guī)范

1)部分工作集命名不符合BIM總體全線統(tǒng)一要求，需調(diào)整構(gòu)件至相關(guān)合理工作集。橋架請(qǐng)按照規(guī)范通過(guò)過(guò)濾器在相應(yīng)的視圖設(shè)置外觀顯示。管道系統(tǒng)采用材質(zhì)控制外觀顯示，線圖案無(wú)需設(shè)置。氣滅室氣瓶組均未連接。廢水系統(tǒng)閥門(mén)附件均未布置。需刪除多余構(gòu)件。水管防護(hù)閘閥漏建模。水管管道彎頭處未連接。廢水立管未靠墻布置。空調(diào)水管電動(dòng)二通閥未建模。通風(fēng)房間的自然補(bǔ)風(fēng)口未建模。房間風(fēng)口類(lèi)問(wèn)題較多，如：部分房間(信號(hào)工區(qū)材料室、公安接處警室、專(zhuān)用通信設(shè)備室、弱電綜合電源室等)風(fēng)口缺失。

2)水管未穿過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)留套管示意圖如圖2所示。橋架未連接示意圖如圖3所示。站臺(tái)層照明配電室內(nèi)設(shè)備未建制示意圖，如圖4所示。

2.3.2設(shè)計(jì)可優(yōu)化

1)廢水泵房管線標(biāo)高偏低。軌行區(qū)消火栓栓口未建模。蝶閥布置于自動(dòng)售票機(jī)室不合理。閥門(mén)建議給執(zhí)行機(jī)構(gòu)充足空間使用，且建議執(zhí)行機(jī)構(gòu)放置在風(fēng)管側(cè)面。風(fēng)管管件缺失。軌行區(qū)旁環(huán)網(wǎng)支架未建制。空調(diào)送、回風(fēng)管、空調(diào)水管保溫層未建模。消火栓離裝修完成面高度不合理示意圖。消火栓建模位置未靠墻示意圖。通信信號(hào)專(zhuān)業(yè)設(shè)備均未建制。站臺(tái)門(mén)設(shè)備房多聯(lián)機(jī)位于機(jī)柜上方。

2)組合風(fēng)閥懸空示意圖如圖5所示。管道構(gòu)件不建議穿墻，影響現(xiàn)場(chǎng)施工，示意圖如圖6所示。橋架多處建制方向有誤示意圖如圖7所示。

2.3.3管線碰撞

管線模型開(kāi)始碰撞檢測(cè)時(shí)[5,6]，公共區(qū)裝修和設(shè)備區(qū)裝修與機(jī)電管線的碰撞很少，僅幾處。但是機(jī)電管線與土建、機(jī)電管線與機(jī)電管線之間的碰撞較多。碰撞監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 碰撞檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)Revit協(xié)作中的碰撞檢查功能可以快速的找到碰撞點(diǎn)[7]。消除碰撞點(diǎn)的時(shí)候，需要大范圍看一下管線布置。比如設(shè)備區(qū)走道管線碰撞點(diǎn)，需要把整個(gè)走道管線一起看，經(jīng)常是調(diào)了一根管線，能夠少很多個(gè)碰撞。

通過(guò)逐步消除碰撞點(diǎn)，最終移交給施工單位的模型，碰撞個(gè)數(shù)為0。

2.4 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

通過(guò)本次BIM正向設(shè)計(jì)，從建模到各級(jí)審查，積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

1)Revit的操作，對(duì)于設(shè)計(jì)新人來(lái)說(shuō)，剛?cè)胧謺r(shí)比較困難。本項(xiàng)目，投入了2人，前后長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月的時(shí)間。所以開(kāi)展正向設(shè)計(jì)之前，新人的培訓(xùn)很重要，影響正向設(shè)計(jì)的成敗。地鐵機(jī)電專(zhuān)業(yè)施工圖，分招標(biāo)圖和施工圖階段。從項(xiàng)目實(shí)施的效果來(lái)看，招標(biāo)圖階段就開(kāi)始建BIM模型，有利于鍛煉設(shè)計(jì)人員的Revit操作能力，從而有利于施工圖階段的正向設(shè)計(jì)。

2)正向設(shè)計(jì)牽扯到的專(zhuān)業(yè)、單位都比較多。BIM管綜牽頭專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)難度、協(xié)調(diào)工作量都比較大。BIM咨詢單位根據(jù)正向設(shè)計(jì)工作開(kāi)展需要，組織設(shè)計(jì)工點(diǎn)、系統(tǒng)院、施工單位、支吊架廠商等單位開(kāi)展集中辦公，現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè)間的沖突問(wèn)題，可很好提升溝通效率，保證正向設(shè)計(jì)按計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成[8]。

3)正向設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題，有些是初級(jí)的建模問(wèn)題，比如工作集不對(duì)、構(gòu)建在其他工作集、管線未連接、橋架彎頭反向、顏色等不符合全線統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。初級(jí)的建模問(wèn)題，一方面是設(shè)計(jì)院自身Revit應(yīng)用水平有待提高，另一方面，反映出急需BIM咨詢單位制作全線統(tǒng)一的出圖樣板文件，統(tǒng)一專(zhuān)業(yè)圖層設(shè)置，線型、線寬的設(shè)置。各工點(diǎn)單位傳遞樣板文件。

4)給排水專(zhuān)業(yè)的族庫(kù)，需要完善。湖里法院站正向設(shè)計(jì)的BIM模型，導(dǎo)出的給排水二維施工圖，在量?jī)r(jià)核算的時(shí)候，提出了較多圖例與傳統(tǒng)國(guó)標(biāo)圖例不一致，導(dǎo)致無(wú)法計(jì)量。采取補(bǔ)充圖紙會(huì)審的形式，才解決此問(wèn)題。

5)廈門(mén)綜合管線，在采取BIM正向設(shè)計(jì)后，解放思想，取消掉傳統(tǒng)的二維綜合管線CAD施工圖。傳統(tǒng)的二維CAD圖從設(shè)計(jì)到最終提供藍(lán)圖，需要將近2個(gè)月的時(shí)間。取消傳統(tǒng)二維管綜圖，將節(jié)約的設(shè)計(jì)周期，全部投入到BIM三維正向設(shè)計(jì)中，有利于提高BIM設(shè)計(jì)顆粒度，有利于提高工程質(zhì)量。此舉，是廈門(mén)地鐵全國(guó)首創(chuàng)，反映出廈門(mén)業(yè)主積極推進(jìn)BIM工作的務(wù)實(shí)精神，可以預(yù)見(jiàn)會(huì)被越來(lái)越多的城市效仿。

6)需加強(qiáng)BIM模型的審查工作。設(shè)計(jì)對(duì)于地鐵工程的工程質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用，提高BIM模型的設(shè)計(jì)質(zhì)量，模型的審查就顯得至關(guān)重要。審查要求包含以下方面[9]：

a.模型合規(guī)性檢查：指BIM工作集、系統(tǒng)類(lèi)型、管道顏色、過(guò)濾器、屬性信息、材質(zhì)賦予等是否符合建模要求，避免由模型誤差而導(dǎo)致出圖缺陷。

b.模型完整性檢查：指BIM包含的模型、構(gòu)件等內(nèi)容是否完整，BIM模型所包含的內(nèi)容及深度是否符合出圖要求。

c.模型協(xié)調(diào)性檢查：指BIM交付物中模型及構(gòu)件是否具有良好的協(xié)調(diào)關(guān)系，如專(zhuān)業(yè)內(nèi)部及專(zhuān)業(yè)間模型是否存在直接沖突，檢修空間是否合理等。

d.設(shè)計(jì)指標(biāo)、規(guī)范的符合度檢查：指BIM交付物中的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)參數(shù)是否符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，是否符合國(guó)家和行業(yè)主管部門(mén)有關(guān)建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范和條例。

7)所有工程現(xiàn)場(chǎng)可以看見(jiàn)的管線、設(shè)備都應(yīng)該完整的建BIM模型。現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，基本都跟未建模有關(guān)。比如以下問(wèn)題：車(chē)站范圍供電系統(tǒng)隔離開(kāi)關(guān)、接觸網(wǎng)未建模，現(xiàn)場(chǎng)就出現(xiàn)水管與供電系統(tǒng)位置沖突，水管返工的現(xiàn)象。燈具未建模，就出現(xiàn)風(fēng)口位于燈具上方的情況。個(gè)別電專(zhuān)業(yè)設(shè)備房間未建機(jī)柜，現(xiàn)場(chǎng)就出現(xiàn)多聯(lián)機(jī)位于機(jī)柜上方。

8)較高質(zhì)量的冷水機(jī)房BIM模型，給后續(xù)裝配式廠家提供了良好的條件[10]。

3 結(jié)語(yǔ)

廈門(mén)地鐵湖里法院站是廈門(mén)首批采取正向設(shè)計(jì)的車(chē)站之一，工點(diǎn)通過(guò)積極參與，通過(guò)刻苦努力完成了正向設(shè)計(jì)任務(wù)，工程現(xiàn)場(chǎng)管線碰撞問(wèn)題顯著減少，閥門(mén)檢修空間得到保障，配合施工工作量顯著減輕，現(xiàn)場(chǎng)工程質(zhì)量明顯提升。

針對(duì)性解決首批BIM正向設(shè)計(jì)工程暴露出的技術(shù)問(wèn)題，將促進(jìn)BIM設(shè)計(jì)在軌道交通工程落地應(yīng)用。