BIM技術在地鐵站消防給水方案調控中的應用
——以貴陽水井坡站為例

徐 嘉 黃 玨 林佳凱 彭芷珊

( 廣東白云學院，廣東 廣州 510450)

1 工程概況

水井坡站為貴陽市軌道交通2號線一期工程第11個車站，位于金陽路東側路下方，呈南北向布置。車站總長189.6m(不含圍護結構)，標準段總寬19.9m。為地下2層11m島式車站，車站主體建筑面積為8 145m2；車站附屬建筑面積為3 980m2。本站預期早高峰客流為421.2人/h，晚高峰客流為320.6人/h，超高峰系數為1.37。

本站消火栓供水區間為水井坡-長領路站區間，消火栓最不利配水點所需壓力為0.5MPa，市政供水壓力為0.14MPa。本站消防泵和消防水池均位于2號風道處，消防水池有效容積為144m2，消防泵設2臺，流量Q=20L/s，揚程H=45m。穩壓泵設2臺，流量Q=1.1L/s，揚程H=55m。供水系統由引入管接入1根DN100水管進入水池，經消防泵加壓后由兩根DN150消防水管在站廳層水平閉合為環，并通過立管與站臺層官網豎向連接成環狀給水管網，系統內噴淋頭間距1.8m，消火栓共設45個。

2 給水模型建立

本項目采用Autodesk Revit 2016工作集模式建模。建立服務器并創建中心模型文件，由項目負責人在中心模型采用本地分離的形式創建鏡像文件，向各專業分配權限和任務。就能在模型創建完成后同步到中心模型，實現中心模型文件及時更新。

各專業創建系統工作集，設置權限及可見性，以便操作。在復制建筑模型中的站廳層、站臺層，創建相應給排水系統模型后，給排水專業首先對管道系統類型、用材、管徑及連接方式等參數進行設置，并加載相應水泵、閥門、儀表等族，檢查設置其中的物理參數。結合結構、電氣、暖通專業模型，即可對信息模型進行各專業的碰撞檢查、管件統計、管道壓力損失報告，以便最終得出優化方案。

3 BIM在地鐵給水消防方案優化的應用

3.1 碰撞檢查

車站綜合管線包括排水、消防、機電等多個專業。在創建給排水模型同時，其他各專業也可以在工作集下同步繪制風管及電纜橋架，將各專業模型置于統一、直觀的三維協同設計環境中。各專業的管線建模基本完成且完成所有管線繪制和設備放置以后，即可進行第一輪調整。在三維操作界面下，在結構與管線、管線與管線之間，尋找肉眼能夠發現的明顯碰撞點，在建模初期避免或減少管線碰撞情況。進而使車站空間有限，各專業在作圖建模過程中無法時刻保持交流的問題得到初步解決。

經初期調整，管線碰撞問題得到了一定控制，但許多難以觀察的問題依然存在，此時可利用Revit軟件“協作”菜單下的“碰撞檢查”命令生成報告。如圖1、圖2所示，電纜橋架與消防栓給水管碰撞，此時給排水專業設計人員須將消防給水管道向下偏移150mm。同理，各專業可根據報告調整設計中未發現的管線碰撞。當遇重大調整時，可根據實際模型協商解決。

圖2 水井坡站B端站臺層綜合管線碰撞報告三維指導圖

通過碰撞檢查，在BIM 模型中調整綜合管線，按照統一原則進行避讓，可有效減少后期管線安裝難度，減少因設計缺陷導致的結構二次切槽、開孔洞的成本，加快施工進度。

3.2 管道壓力損失統計

通過在管道類型中設定自動噴水滅火系統的管道以及相應的管道附件材質，指定物理參數，在“壓力損失方法中”選擇給定的管道附件族的K系數。即可統計自動噴水滅火系統中噴淋管道的末端工作壓力。

根據系統模擬的數據，以及公式[1]計算可得出噴頭的流量q：

(1)

式中，q—噴頭流量，L/min；K—噴頭的流量系數；P—噴頭的工作壓力，MPa。

根據《自動噴水滅火系統設計規范》，在民用建筑當中應保證任意作用面積內的平均噴水強度不低于表1所示的規定值。

表1 民用建筑和工業廠房的系統設計基本參數

由上式驗算自動噴水滅火系統的工作壓力，保證其滿足在火災發生時第一時間控制災害程度的需要。同時給排水專業設計者可在管道中段設置減壓孔板、節流管和減壓閥，保障管道內水流速度保持在5m/s左右，且不大于10m/s。從而降低水錘效應對環氧樹脂復合鋼管造成的不必要損傷，延長管道使用壽命。

4 結 語

BIM技術不僅呈現出可視化的三維建筑、 設備模型， 也能儲存項目中的結構、 設備構件的設計及維護信息， 在工程項目全生命周期的各階段中均可實現數據信息的共享， 在貴陽地鐵站水井坡站消防給水設計項目中， BIM技術在消防給水方案的調控階段主要應用分別有管線綜合碰撞檢測， 以及管道壓力損失的檢測， 而在后續的施工階段及運營階段的監控中，該信息模型還將幫助實現施工、運營、維護管理的模擬。

雖然，目前BIM技術在我國建筑行業中仍處于本土化的階段，但BIM技術帶來的理念在當下已經貫穿項目的全生命周期，利用BIM實現設計、施工和運維的全過程監控是建筑業信息化的必然趨勢，也是我國建筑業走向現代化的必經之路。