降本增效的利器

邓晓蕾

新型综合体育馆大多造型迥异，如果施工过程中施工方各自为政，会造成延误工期、后期返工、影响楼层净高和损失部分专业功能等问题，BIM的应用能有效缓解这些问题。在天津财经大学新建综合体育馆的综合管线排布工作中，BIM技术应用不仅直观地对外展示了设计方的设计理念，而且规避了部分施工过程中可能出现的问题，有效提高了施工质量，大大降低了施工成本。

管线综合实施一直是结构复杂的公共建筑施工中的一项核心工作，它决定着建筑物最终的整体使用效果。新型综合体育馆大多造型迥异，如果施工过程中施工方各自为政，会造成延误工期、后期返工、影响楼层净高和损失部分专业功能等问题，所以各施工方的管线路由设计的深化非常重要，它决定着场馆的质量和实际使用体验。

解开管线综合项目的症结

管线综合是指给水、排水、电力、电信、燃气和供热等工程管线的统称。一般来说，在管线综合项目中，如果不能使用统一坐标系统和标高系统，总体安排各类工程管线的空间位置，就会出现以下问题。

第一，因施工过程中工序安排不當，导致二次施工时有发生，从而带来不必要的损失。

第二，在土建结构中无法精准预留管线空间，导致在管线施工过程中对建筑物造成不必要的破坏，同时还会影响建筑的净高，进而影响建筑的使用质量。

第三，由于不能模拟施工过程，无法对施工空间进行直观判断，施工计划可能不够完善，无法提前规划、协调各道工序，结果造成工期过长。

第四，无法对需要提前订购的设备进行直观的判断，不能做出精确的材料采购计划，从而影响工期，甚至增加工程的成本。

天津财经大学新建综合体育馆计划是2017年全运会比赛场馆，赛后归属天津财经大学日常使用，是集正式比赛、日常教学和商业使用多功能为一体的综合体育馆。场馆本身功能复杂，再加上各种特殊的建设需求，该场馆的管线综合工程施工注定面临巨大的挑战。

首先，由于某些原因，天津财经大学新建综合体育馆项目施工蓝图为一次设计，各专业施工图纸需要分别进行深化设计，导致各专业管线没有完善的坐标系统进行定位。

其次，应建设单位要求，该项目中的所有桥架都要在供应商厂房完成，现场不得对桥架进行二次加工。而各种异型桥架的加工周期较长，如果没有综合管线设计就在施工初期设定桥架的路由，将会严重影响施工进度。

BIM涵盖设计和施工阶段

为了保证管线综合工程的顺利实施，作为该场馆管线综合工程的设计方和施工方，中冶天工集团天津有限公司电装分公司（以下简称“中冶天津”）决定在该项目中采用BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术，通过BIM系统对该场馆各个专业管线路由进行整体排布，同时设计出综合支吊架以满足公共区域所有专业管线的施工需求。

在该项目中，中冶天津主要采用了Bentley系列软件，包括BRCM、AEOsim Builiding Designer等专业软件。其中，AEOsim Builiding Designer主要用于排布后的综合管线设计，进一步深化出可实施的综合支吊架模型，并输出二维图纸。在本项目中，BIM的应用主要体现在以下两个方面。

其一，管线综合排布合理。该场馆分为主馆、训练馆、连廊三部分。其中，主馆一楼功能最为复杂，对于建筑的净高要求最高，使得该楼层的管线排布空间和施工空间异常拥挤，原来蓝图中的路由无法全部走通。该管线综合本着有压让无压、单管让排管、强弱电分开、通风系统尽可能保持不变，以及综合考虑支吊架的设计与精装吊顶龙骨的施工距离的原则进行排布。

最终排布的结果要满足场馆的施工、验收、运行和检修各个阶段的需求。

其二，提前完成需要在厂房加工的桥架的工程量和材料清册。要借助Bentley软件的统计功能，在排布模型中确认路线的同时，完成桥架的工程量和材料清册。

在本项目中，BIM的应用涵盖设计和施工两个阶段。在设计过程中，系统基于综合性体育馆的三维模型，综合考量场馆内各个专业的管线系统，根据属性将其分配在最合适的位置。通过三维的视角向业主、各专业设计人员、施工人员，直观地表述设计理念，避免因个人理解不同而造成的误会。同时，Bentley的软件可以给每一段路由赋予独立的属性，以便在模型建立后精确地提取出各专业的工程量和材料清册。

具体的做法，以土建模型为基础，根据拥挤程度在每条走道上截取若干剖面，各专业设计人员根据实际需求提出所需空间、参照规范和功能，排布出合理的剖面；每个转角截取3个剖面（T型路口截取4个剖面），合理地衔接各个走道之间的管线；根据制定好的剖面设计出综合支吊架的样式并进行建模，之后各专业设计人员搭建本专业的管线模型，并根据碰撞检测进行各个结点的修改，最终确认模型，输出图纸和工程量和材料清册。

在现场施工阶段，系统先根据模型输出的图纸，与现场实际情况相结合，保证综合支吊架最低层的绝对标高，以及每一层之间的相对标高。在综合支吊架安装完毕后，各施工方根据综合管线排布结果，依照模型输出的剖面图将各专业管线在对应支架上敷设安装。安装过程综合考虑各专业的工序，制定周密的施工计划。

质量与效率共同提升

目前，天津财经大学新建综合体育馆项目各专业路由已经全部安装完毕。

借助BIM技术的应用，该项目在保证各专业功能完善的前提下将场馆原定的净高大幅度提升，同时还预留了场馆日后检修维修的空间。具体而言，BIM应用的优势主要体现在以下几个方面。

首先，大幅提高设计质量。系统支持各专业进行协同设计，将场馆内的路由合理地分布在各个空间内，充分利用每一条可用路由，提高吊顶空间的使用率，进而最大程度地提高场馆的净高。同时，系统还通过碰撞检测，几乎避免了所有可能发生碰撞的结点，对施工前的准备工作十分有利。不仅如此，将设计深化之后的成果直观地展现给业主、设计和现场人员等不同层面的人，可以得到精确的反馈，从而提高整体的施工质量。

其次，制定出更合理的施工工序，降低返工概率，提高施工效率和质量。与此同时，系统可以将每一个复杂的结点切成剖面图和侧视图，精确地将复杂的结构展现在相关人员面前，有效指导施工人员的现场操作。

最后，将模型中的各专业管线自动生成工程量和材料清册，快速统计出各专业管线的物资需求，以便准确地完成采购工作。

总而言之，天津财经大学新建综合体育馆的综合管线排布工作BIM技术的应用，证明了BIM技术在大型公共建筑施工中的优越性。它不仅可以直观地对外展示了设计方的设计理念，而且规避了部分施工过程中可能出现的问题，降低在施工过程中由于设计误差造成的损失。

不过在项目应用的过程中，中冶天津也发现了一些问题。比如说，在建模过程中一些专业性较强的附件无法建模，只能通过其他手段来实现，并赋予其对应的属性，这些附件在统计清单时会被自动归入其他类别中；部分专业的设备接口缺失；在一些细节上，模型与实际的情况仍有一定的差距，导致一些假性的碰撞出现。这些都需要通过更多的应用实践来不断完善软件及其解决方案。endprint