群體住宅項目地下車庫BI M機電適用性研究

許 彬 林 杰 胡蒙蒙 景 婷 張少斌

（陜西建工第五建設集團有限公司，陜西 西安 710032）

0 引言

隨著我國城市化進程的不斷推進[1]、核心城市群的形成[2]，城市住房需求不斷增大，但基礎配套健全的土地資源有限，且還在日益減少，因此形成了住房需求與土地資源之間的矛盾。群體住宅具有占地面積小、可容納人口多等特點，是解決上述矛盾的有效手段，但其施工難度低且工期短，導致施工單位BIM應用收益低。

如今，建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）機電應用十分全面，王彩虹[3]通過對某群體高層住宅項目BIM技術進行系統性研究應用與歸納總結，梳理了一條完整的BIM技術路線，其中機電專業部分如圖1所示。

圖1 BIM機電應用研究路線圖

在技術路線的各個節點上，也有大量的BIM從業者進行研究與探索，如孫琳等人[4]對BIM機電樣板的建立進行過歸納總結；董曉麗等人[5]對BIM機電建模從項目樣板到協同工作進行了分析；陳康等人[6]對地下車庫中BIM機電管綜優化設計頗有心得。但以上應用在普通房建項目中推廣價值較低，主要存在以下三點原因：

（1）群體住宅項目施工難度低、技術體系完整、工期緊，BIM機電應用空間受限。

（2）一般群體住宅項目部配備BIM工程師一名，負責BIM應用策劃方案撰寫、全專業BIM模型建立以及項目BIM應用等工作，人力投入有限。

（3）地下車庫機電專業現場施工調整空間較大，僅對復雜節點的策劃方案要求較高，而BIM方案與現場需求脫節。

適用性研究的目的就是通過對施工現場進行需求分析，制定BIM機電應用技術路線、對BIM機電應用進行優先級排序，實施過程中分步式建模，以解決現場問題為導向，提高工程質量與項目收益。

1 工程概況

某群體住宅類項目占地72 828.92 m2，含1個地下車庫、15棟住宅樓、10棟商鋪以及1個幼兒園。其中地下車庫為框架結構，連通15棟住宅樓與10棟商鋪，含地下一層與地下二層，面積約為75 410 m2[7]。

因人力有限，明確BIM機電應用范圍為地下車庫，建模范圍為給排水、暖通、電氣三個專業，采用“漸進明細”的建模方式，即第一次按照設計圖紙進行翻模；第二次以風管下皮為基準控制凈高，進行管綜粗略優化；第三次依據現場需求對部分區域進行深化設計。

2 BIM機電應用情況調查

為進一步確定BIM機電在地下車庫場景下的應用方向，BIM工程師針對項目管理部設計了BIM機電應用現狀調查問卷[8]，面向業主方發放調查問卷20份，向參與過群體住宅項目的施工人員及管理人員發放問卷60份，共計收回有效問卷數量為76份。其中，工作年限為5年以上的人員有45人，占比為59.21%；學歷為本科及以上的人員有52人，占比68.42%；施工單位人員有59人，占比77.63%；數量均超過一半，說明此次問卷調查過程中，受訪人員經驗較為豐富，所獲數據有一定的代表性。筆者總結整理問卷調查得出結論如圖2所示。

圖2 調查問卷結論

通過上述分析可知，BIM應用不被看好的主要因素有：（1）BIM配套設施投入成本較大；（2）BIM技術的收益未達預期；（3）在以往項目中未建立適用于項目部的BIM應用流程；（4）BIM工程師的專業水平不夠。

此外，機電管理人員依據過往經驗，從現場施工的角度對現階段BIM機電應用重要性做出了優先級排序，如表1所示。

表1 BIM機電應用優先級排序表

3 BIM機電技術路線確定

根據項目相關方的需求及應用優先級，BIM工程師建立了適用于本項目的BIM機電應用技術路線，并在施工過程中依據現場需求變化，靈活調整應用優先級次序，實現BIM創效的目的。BIM應用實施技術路線如圖3所示。

圖3 BIM機電應用技術路線

4 BIM機電應用

4.1 圖紙分析

依據需求分析標準，BIM工程師主要熟悉設計圖紙以下內容：項目系統構成及對建模的影響（表2）、復雜節點個數及分布位置、設備房的數量及分類[9]等，并對接確認業主方的特定需求，形成BIM機電應用策劃方案。

表2 系統分類分析表

4.2 確定建模方案

在明確建模范圍及精細度的前提下，第一次翻模工作能快速完成。將圖紙分析得到的需求清單梳理后，需深入分析形成對應的建模注意事項（表3），在第二次機電優化階段可一次成型[10]，避免后續反復修改模型，提高BIM機電應用效率。第三次只需和施工現場及時對接，對點進行復雜節點深化設計即可。

表3 機電建模方案一覽表

4.3 BIM機電模型建立

BIM機電建模的整體思路為：（1）機電專業項目樣板建立[11]，在此不進行贅述；（2）對風管進行建模，其頂部預留50 mm貼梁底并保持底平，其下皮作為凈高控制參考面；（3）其余管線按X-Y方向雙層排布，其中與風管平行方向的底層管線下皮與風管下皮平齊，上層管線緊貼底層管線安裝，垂直方向的管線貼梁底，并充分利用梁窩保證最大凈高（圖4）。

圖4 BIM機電模型展示（部分）

模型的精細程度可根據項目進度、需求緊急程度、可調配人力等靈活調整，如在本項目給排水專業中，第一次翻模時僅建立干管模型，支管的建模工作在第二次和第三次深化工作中完成。

4.4 BIM機電應用實施

第二次模型優化工作進行過程中，現場需求變更為：（1）BIM機電管綜方案輸出；（2）地下車庫復雜節點無須深化，現場可根據管綜方案靈活處理。因此，將BIM機電應用順序調整為凈高分析、管綜排布方案、設備房深化設計。

4.4.1 凈高分析

在需求確定階段，BIM工程師對凈高要求進行整理歸納（表4），并對地下車庫B1層與B2層進行了凈高分析[12]，圖5所示為地下車庫B2層凈高分析模型。

表4 凈高要求一覽表

圖5 B2層凈高分析模型

4.4.2 管綜排布方案

在凈高分析方案審核通過后，可確定合理的管綜排布方案，本項目的方案如表5所示。

表5 管綜排布方案

在車位處的管綜排布如圖6和圖7所示。

圖6 B1層車位處管道布置圖

圖7 B2層車位處管道布置圖

4.4.3 設備房深化設計

項目地下車庫的設備房含充電樁配電室、專變機房、熱交換站、生活水泵房等，其空間有限，但管件尺寸較大[13]。

BIM工程師依據設計圖紙先翻模，再進行二次深化設計。設備房深化工作不受地下車庫整體模型建模進度的影響。圖8為熱交換站深化渲染圖。

圖8 熱交換站深化渲染圖

5 結論及展望

通過此次BIM機電在地下車庫中的適用性應用研究，得到如下結論：

（1）項目前期收集項目相關方需求，再結合設計圖紙形成建模注意事項，可有效控制過程變更，提高BIM應用效率。

（2）BIM機電應用優先級的確定與執行，能最大限度配合現場，保證施工進度與質量。

（3）采用“漸進明細”的建模思路，三次建模均統一建模準則，可形成管理措施，在同類項目中可實現復制性推廣。