BIM技术在工业化售楼处机电安装中的实践

2016-09-12WangWeiWangLin

住宅科技 2016年3期

关键词：爱多售楼处机电

■ 王维 Wang Wei 王琳 Wang Lin

■ 王维 Wang Wei 王琳 Wang Lin

随着工业化建筑规模的扩大及形式的多样化，机电安装工程作为工业化建筑不可缺少的重要部分，也随之复杂化，其技术标准和施工难度不断提高。文章以宝业·爱多邦项目售楼处为例，从建模、深化设计到生产，再到施工，阐述BIM技术在该项目中的机电实践。

BIM技术；机电安装；建筑工业化；深化设计

【Abstract】With the expansion and diversifi cation of industrialized buildings， M&E installation engineering， as the indispensable important part of industrialized buildings， became more complicated， so did its technical standards and construction difficulties. The paper， taking the real example of Baoye - Aiduobang real estate sales office，elaborated the M&E application of BIM technology in this project during periods of establishing model， deepening design， producing and constructing.

0　引言

近几年，随着BIM的推广与普及，各企业相继开始进行BIM尝试探索，相关政府部门也是大力支持。BIM设计，要求在建筑施工前，即模拟建造该建筑，以利于提前发现各种问题，并及早准备问题的解决方案，使项目更顺利地进行。然而在各企业尝试运用BIM时，会受到不少阻力，特别是设计、施工、运维的独立分开，使信息传递受到阻碍。

青浦爱多邦项目是宝业集团上海公司开发建设的一大型全装配式建筑社区。作为预制混凝土装配式建筑示范项目，其售楼处的BIM机电从深化设计到生产、指导施工，进行了全过程的协同应用。

1　项目概况

宝业·爱多邦项目是由宝业集团牵头，在上海打造的预制混凝土装配式建筑示范项目。该项目属于青浦区新城一站大型社区的规划范围，基地北侧是城市次干道——规划四路，南侧是北淀浦河路，东侧是规划五路，西侧毗邻配套学校，总用地面积27 938.2m2，总建筑面积83 311 m2，售楼处（图1）建筑面积1 112 m2。项目100%采用装配式建筑，其中，售楼处采用预制混凝土装配式结构与装配整体式预应力混凝土框架结构相结合，包括了预制框架柱、预制预应力框架叠合梁、SP预应力空心楼板及压型钢板组合楼盖等。项目集设计、生产、施工、装修及管理于一体，并由BIM技术作为集成管理的主线。

图1　售楼处效果图

2　BIM团队

宝业集团上海公司是集BIM咨询团队、设计管理团队、深化设计团队、PC生产加工团队、施工团队于一体的全产业链式的集合体。各团队之间具有良好的沟通协调能力，保障了BIM在以业主为主导的模式下顺利开展实施。

宝业·爱多邦项目BIM设计团队（图2）涵盖建筑、结构、机电、信息管理等专业，专业分布合理，形成了一支能力互补、专业齐全的高效团队，同时为集团项目和对外项目提供高效的信息化解决方案。

3　主要软件模型的应用

图2　团队组织架构

项目主要采用Autodesk Revit、Nemetschek Allplan等软件建立土建及机电三维模型，并配套使用Autodesk Naivsworks等软件，在机电方面主要完成设备安装碰撞问题、合理排布、功能优化、辅助生产、辅助出图、指导施工、成本控制等方面的工作。本工程建模范围主要有地下1层，地上8栋主楼分别在16～18层，以及本文主要讲述的2层售楼处。建模深度为可配合出图及施工的精确几何。

4　机电项目BIM实践

4.1协同建模

爱多邦售楼处通过Revit软件基于每个专业的自身搭建，进行BIM协同建模。每个专业首先约定好模型中心原点，然后由建筑结构专业带头搭建，标高由建筑结构专业定，由其优先协同沟通并根据不同注意点（表1）建模，确认无误后提交给机电专业。机电专业以建筑结构模型为载体并根据不同的注意点（表1）建模，在协同搭建过程中，避免了一些同一空间多专业的冲突问题，如在复杂区域，可以协同预判，避免了在深化设计阶段进行重大设计变更及再深化这样反复的过程。

BIM协同建模之后，继而以协同文件深化整合成中心文件。此文件中包含所有专业的模型及所有专业特有的系统、参数、族。在许多早中期BIM应用阶段，很多企业在BIM 机电上会以图层过滤器等方法来进行分类。这种方法确实能对各专业分类，但却以繁杂而重复工作的形式形成一个周而复始的分类过程，在参数计算上也不利于统计计算。此项目在Revit中使用系统分类，即便是每个机电专业中的小分类，同样可以做到有序和一劳永逸。

统一的数据表达与交换是BIM协作的核心，BIM模型作为专业间协同的中介媒体，将各不同专业的信息模型整合到一起，大大缩短了此项工作的周期。

表1　建模注意点

爱多邦项目售楼处各专业通过BIM技术协同设计，建筑（图3）、结构（图4）、暖通（图5）、给排水（图6）、电气（图7）多专业协同搭建，提早解决单专业问题，并提前发现一些空间多专业的冲突问题，从而提高了设计和施工效率。

图3　建筑模型

图4　结构模型

图5　暖通模型

图6　给排水模型

图7　电气模型

图8　工作集各专业分类

4.2管线碰撞与管线综合

机电安装功能主要是提供持续舒适的室内环境、电力通信供应、预防火灾、水源供应及污废水排出，因此，机电系统常被比喻为赋予建筑物生命的系统。本项目中，机电专业主要有通风空调、防排烟、给水、排水、消防水、强弱电等；模型更细分为通风、防排烟、空调水、给水、排水、消火栓水、喷淋主干水、喷淋支水、电力、照明、弱电等系统（图8）。因本项目售楼处机电系统相对复杂多样，使得管线综合工作具有更大的挑战。此外，不同专业的设计图按传统方式由不同设计人员单独完成，专业间缺少必要的信息沟通，这同样给管线协调工作带来了困难。传统管线综合和协同工作是在各个专业设计完成之后，将不同专业的设计叠放在一起，通过综合找出管线碰撞部位，按照一定的优先顺序进行调整。但是，一个复杂庞大的机电系统，即便某个区域调整完毕确定没问题之后，其周围的系统也可能继而发生问题，这种传统的管线协调方式往往需要多次的整合才能确定方案，对工期也会造成影响。对此，我们对售楼处机电模型进行管线碰撞及管线综合：主要通过Revit协同搭建模型，而后将整合后的模型导入Navisworks进行管线碰撞检查，再将碰撞报告送到相关部门，并在此基础上运用BIM技术进行管线综合并提交。

4.2.1管线碰撞

在碰撞检查上，售楼处运用的是间隙碰撞。一般情况下，碰撞分为硬碰撞和间隙碰撞（软碰撞）。硬碰撞即指两个构件之间发生交叉碰撞；间隙碰撞指实体间实际并没有碰撞，但间距和空间无法满足相关施工要求。

碰撞检查又分为单专业的碰撞检查及多专业的碰撞检查。单专业碰撞检查相对简易，只在单一专业内查找碰撞，设计者只要将某一专业导入即可进行碰撞分析。多专业综合碰撞检查包括暖通、给排水、电气、结构、建筑之间的碰撞。为了使碰撞检查效率更高、更清晰明了，可以将项目划分为几个区域分别进行碰撞检查。本项目售楼处就是通过划分区域之后，进行多次多专业检查分析，从而汇集多处碰撞点（图9）并得出分析报告。

图9　碰撞点

在碰撞分析报告上，通过Navisworks软件将所有符合碰撞条件的碰撞点（图10）查找出来，生成碰撞点列表。每条碰撞点信息包括碰撞类型、碰撞深度、具体三维碰撞情况。这些碰撞点会有相当的数量，要在所有碰撞点中罗列出每个区域主要的碰撞点，并生成碰撞分析报告（图11）。通过报告可清晰发现原设计存在的问题（如机电各专业管线交叉碰撞与结构冲突等无法安装的问题），再根据报告分析出碰撞的主要原因，然后通过管线综合解决问题。这既提高了使用者的效率，也提高了项目进程的效率。

图10　Navisworks碰撞点

图11　碰撞分析报告

在管线综合上，应用Revit布置和调整各种管道时，由于涉及到BIM所有团队及设计人员的配合，需要明确管综规则及管道布置优先级，必须做到以下几点：①必须符合设计要求且不影响系统的使用功能；②必须符合国家有关施工质量验收规范要求；③尽量采用联合支架，提高楼层净空；④考虑管线之间的安装、操作空间；⑤考虑管线的安装顺序影响；⑥考虑管线之间的安全及相互干扰距离要求；⑦遵循管线互相谦让布置原则及各种水管线系统布置原则；⑧遵循通风管线系统布置原则；⑨遵循弱电系统管线布置原则；⑩考虑提高观感质量原则（图12）。

本项目基本遵循以下要点：

（1）小管让大管，因为小管避让所增加的费用小。

（2）临时管让永久管，因为临时管道使用完后，需要拆除。

（3）新管让旧管，因为已经安装好的旧管道正在使用，更改起来较麻烦。

（4）压力管让重力管，因为重力流管道改变坡度困难。

（5）金属管让非金属管，因为金属管容易弯曲、切割和连接。

(2)护理满意度:采用我院自制激光治疗患者护理满意度调研问卷,调研痤疮患者的护理满意度,问卷为百分制,根据具体评分评价满意度,其中80-100分为非常满意,60-79分为满意,0-59分为不满意。治疗总满意率=(非常满意+满意)/总例数×100%。

（6）冷管让热管，从工艺和节约的角度，热水管道短更有利。

（7）给水管让排水管，因为排水管为重力流，有坡度要求，敷设时受到限制。

（8）低压管让高压管，因为高压管道施工技术要求高，造价高。

图12　管综之后

（9）气管让水管，因为水管比气管造价高，水比气流动动力费用更大。

（10）阀门管件少的让管件多的。（11）电管让水管，因为电管安装维修方便、费用低。（12）弱电让强电，因为弱电导线更小，便于安装且费用低。（13）水管让风管，因为风管一般较大，占空间大。（14）热水管让冷冻管，因为冷冻管造价高，管道短会较有利。

除了这些管综要点，项目还采用了“分层”的思维对各管道标高及走向进行调整。考虑设备的实际尺寸大小、支架安装位置、各专业管线之间的间距等情况，同时结合售楼处实际情况，进行如下考虑：首先，基于售楼处内装属于异形装饰，特别是配合的暖通专业，应满足其风口、装饰风口和吊顶的衔接问题；其次，基于售楼处中空调冷凝水管的排布及整体机电数量及净高要求，整体机电安装高度也应优先考虑；另外，还应考虑售楼处的区域功能使用划分。机电模型要尽量做到最优化，特别是做到安装方便，施工管件数量最少且不影响其功能，以及运维、管线排布检修方便、运维效率（图13）。

此次爱多邦售楼处的管线综合中，还结合了工业化预制件特点、管线穿墙穿板的定位协同结构深化设计，并结合模型具体情况，合理确定机电设备管综，确保后续工厂生产预制件合理精确。此时的机电模型（图14），即可进入下一阶段。

4.3辅助生产

图13　完成版机电结构模型

宝业工业化模式下的生产环节，要以保证模型的精准为前提，再通过现场测绘、放样等更精确的技术，进行BIM数字化建造。在售楼处管综环节确定通过后，根据模型进行预制件深化设计，随后到工厂做预制件时提前精确预留洞（图15）。从生产构件环节开始，就把预留洞事情考虑进去，省下了现场开洞环节，避免现场留洞变更以及留洞完成后的养护定型等工期（相当于省下了大量的人工、材料）。显然，通过BIM信息集成化，实现设计精细化、工序模拟化、预制工厂化、施工机械化、管理信息化，最终可为项目带来节约成本、绿色环保等的效果。

图14　售楼处正门视角透视机电模型

图15　预制楼板预留洞

4.4输出成果

通过BIM技术管线综合，有了模型，但如何使用，这是大家普遍关注的问题。在青浦爱多邦售楼处项目中，由于各个部门需求点不一样，所以BIM输出成果类别较为丰富，如平面图（图16）、三维节点图、三维可调节图（图17）、剖面图（图18）、三维剖面图（图19）及漫游、施工模拟等视频文件。这些输出成果格式均为常用格式，如3D CAD、3D PDF、jpg、wmv等，支持大众配置的电脑及pad等设备浏览查阅，同时也方便打印。

4.5辅助出图

爱多邦售楼处通过BIM技术管线综合后，将生成的相应碰撞报告、3D CAD图提供给相关部门。最终，机电深化设计单位可根据报告及模型，深化修改机电施工设计图，从而避免了因传统管线综合对设计工期造成的影响，大大提升出图效率。

图16　模型对应平面CAD图

图17　3D可调CAD模型

另外，结合BIM管综技术，协同结构深化设计，出包含预留洞的预制件加工图，便于工厂精确生产预制件。

图18　模型对应剖面CAD图

图19　3D可调CAD剖面模型

4.6指导施工

爱多邦售楼处管线综合后的模型不仅用于辅助出图，在施工现场更有极大用处。传统的平面综合图，不仅本身可能存在碰撞问题，而且平面图纸本身看起来错综复杂；而3D BIM模型（图20、21）则是直观的、可视化的。通过简便的可视化图纸，管线走向、标高均可以全部到位、一目了然，并通过模型和测绘仪的配合使用，在复杂区域精确定位，且安装后密集管线区域的空间布局也将变得更为合理，这使得施工难度大大降低，更节约了时间、人工、返工材料等多项成本。据现场机电负责人统计，通过BIM技术的运用，各项成本减少了10%以上。

5　结语

BIM机电在宝业·爱多邦项目售楼处中的实践应用，从深化设计、生产到施工，在每一个环节都得到了良好的协同。设计方面，无论是进度还是设计变更，得到了明显的优化；生产方面，做到了参数化的预留洞预制件，精确度更是毫米级别；施工方面，更是不存在机电变更返工现象。售楼处仅是爱多邦项目的一部分，机电专业也仅是建筑里的一部分，在接下来整个项目的深化设计、生产、施工中，宝业上海公司BIM团队将继续努力，协同各部门，实现BIM技术在爱多邦项目实践中的更多成功突破。

Application of BIM Technology in M&E （Mechanical and Electronical） Installation of Industrialized Real Estate Sales Offi ce

BIM technology， M&E installation， building industrialization， deepen design