浅析BIM技术在消防泵房机电工程中的应用

温 东 洋

(通号建设集团有限公司，湖南 长沙 410006)

1 工程概况

巴马科技创新中心项目位于广西自治区巴马瑶族自治县寿乡大道同贺新区段。结构形式为框架剪力墙结构，建筑立面为曲面，裙房呈“S”型布局，裙房上为南、北两栋塔楼，地下2层，地上14层，总建筑面积28 659 m2。机电安装工程包含给排水系统、消火栓系统、喷淋系统、10/0.4 kV变配电系统、照明系统、接地系统、火灾自动报警系统、防排烟系统等二十余种系统。

消防泵房内涉及系统较多，空间局促，若采用传统的平面管综排布方法，难以清晰地表示出各类管线之间的位置关系，故我公司决定在该项目部设立BIM工作站，采用BIM技术优化施工方案，提高工程质量，降低项目成本。同时该项目也是广西自治区的“建筑信息模型(BIM)技术应用试点项目”，并最终获得了广西自治区第二届“八桂杯”BIM技术应用大赛三等奖、湖南省第二届BIM技术应用大赛二等奖。

2 BIM技术在机电安装工程中应用优势

2.1 模型属性信息全面

BIM机电三维模型几乎囊括了与管段、桥架、设备等相关的所有属性信息。除了能够反映传统平面图纸标识的材质和规格型号外，还可以反映任意管段(桥架、设备)的标高，管段的生产厂家、进场时间、加工时间、安装时间、安装责任人、验收时间、验收责任人、所属系统类型等所有属性信息。通过属性信息的高度集合，为建设和施工单位提供了全面的施工信息，方便管理和查询，也有利于后期维保单位的维修运营。

2.2 可视化

BIM技术近年来之所以能够蓬勃发展，其很大一个优势就是可视化，在精准的模型基础之上，能够直观的反映出各类管线的空间位置和走向。而根据传统平面机电安装图纸需要专业程度较高的工程技术人员再辅以较好的空间思维能力，才能够想象出来管线的走向。借助BIM技术可以极大的方便工程技术人员识图读图。可视化不仅表现在三维模型层面，还可以渲染出漫游视频。通过漫游视频更加直观地展现出管线密集部位和复杂节点处，使工程技术人员在读图时重点关注该区域的布管情况。同时也可以通过漫游检查室内净高。

3 BIM技术在本机房中的具体应用

3.1 创建模型及管综优化

1)创建模型。

创建模型之前应先熟悉图纸，明白设计意图和原理，才能够提高建模效率。重点应关注管道的材质、标高、系统类型、连接方式等，避免创建模型之后再进行修改。创建模型的工作量一般比较大，可以根据实际情况对风水电三个专业进行分工绘制。要注意模型不仅应包含材质、规格型号、连接方式等基本属性，还需要加入业主方或者自身施工需要的属性参数，如：生产厂商、安装日期等。模型是开展后续一切工作的基础，所以务必要保证模型的正确性，精确性使应用程度的深浅而略有不同。

2)碰撞检测。

把创建完成的土建和机电模型链接成一个模型后即可进行碰撞检测。根据初步模型进行碰撞检测往往检测到的碰撞点很多，但要注意区分不同类型的碰撞点，如水管和风管的碰撞、桥架和土建的碰撞等。

3)管综优化。

在进行管综优化之前仍需要注意两点：一是再次核对土建和机电模型是否正确，二是熟知管线排布的优先顺序及设计净高的要求。在进行管综优化时要遵从有压管让无压管、水管让风管、小管避让大管、附件少的管道避让附件多的管道等基本原则。要逐一的对检测出的碰撞点进行优化，优化的工作量甚至比建模时还要大，这一步一定要耐心完成，后续工作均以此为基础开展。全部碰撞点优化完成后可以再次运行碰撞检测，这时若还提示有碰撞点，则应分析碰撞是否是有效碰撞，比如：管道穿越楼板处本身就是一种碰撞，见图1。

3.2 三维可视化技术交底

传统的技术交底仅可以表现出管线的平面位置关系，难以较清晰地展现管线的空间位置关系。现在我们借助BIM模型渲染出泵房的漫游视频，并提供复杂节点处的三维视图，帮助理解设计意图和施工操作要点，能够对现场施工进行具体的指导，提高了项目部管理人员和施工作业人员的沟通效率，减少因沟通偏差造成的不必要的施工拆改，从而降低施工风险，提高管理水平，见图2。

同时，也可以通过模拟视频对复杂节点处的施工工序进行施工模拟。泵房内多为DN150的管道，管径较大且管道布置密集，在施工时不仅要考虑管道之间的间距，还要考虑阀门附件的安装间距和支吊架的布置间距的要求。BIM模型中的尺寸即为管段和阀门的实际尺寸，为施工模拟提供数据。对重点部位进行施工模拟，直观看到管段及阀门附件的安装次序，为优化施工方案提供技术支持。

3.3 支吊架的应用

传统支吊架的布置主要是依据设计文件和相关图集标准的要求，而设计文件针对支吊架部分往往仅规定了最大的间距，只做一些原则性的要求，而规范中也仅对单管的支吊架间距做了要求。泵房中若使用单管支吊架不利于控制成本且管线密集，不宜布置，而多管支吊架手工计算比较繁琐，不仅要考虑管道及管内介质的自重等静载，还要考虑管内介质对管道的冲击动载，手工计算比较困难。

而借助BIM技术就可以很好的解决这一难题。使用MagiCAD软件可以分析支吊架的受力状态，布置综合支吊架，还可以对支吊架进行试算，布置最优支吊架。在保证满足安全验算的前提下，最大限度的节约材料、节约成本。并能输出支吊架下料加工图纸，指导工厂采购原材和预制加工。其吊杆和横担的下料长度只需要按照输出的明细图下料即可，不需要在现场实测实量，这样既保证了下料加工的精准度，也缩短了施工的工期，如图3所示。

3.4 应用效果

本项目作为广西自治区的BIM技术应用试点项目，也是河池市唯一的试点项目，受到了市住建部门的高度关注，当地新闻媒体也进行了跟踪报道，并最终获得了两项大奖，为集团公司在广西河池市树立了良好的口碑，为继续挖掘河池市场夯实基础。

本泵房通过运用BIM技术，将土建和机电专业之间相互矛盾的图纸问题提前予以解决，提高了施工的预判性，并运用三维技术交底，降低了施工难度，避免了施工拆改。另一方面，传统的管道数量一般按照平面图纸根据经验来进行估算，下料加工时需要在现场实测实量，比较繁琐。而本泵房通过BIM精准模型导出的工程量和下料加工图，直接用于指导下料加工，且误差较小。本泵房机电安装工程的施工时间较传统方法节约工期约5 d。

BIM技术的运用是需要一个团队来协作完成的。通过本次的BIM运用，增强了团队的凝聚力，也为企业培养了一批BIM人才，为探索BIM如何切实运用到项目上去积累经验。

4 结语

在消防泵房中使用BIM技术进行管线综合设计和碰撞检测，有效的解决了平面图纸反映信息有限而造成的施工错误；运用三维可视化技术交底非常直观的体现管线的空间位置关系，减少了由于工程技术人员经验不足而造成设计意图理解偏差；支吊架功能的使用，解决了手工计算综合支吊架繁琐易错的难题，导出的下料图纸能够直接用于加工生产，缩短施工周期。BIM技术的运用使施工过程可视化、高效化。而随着BIM技术发展的日趋成熟，还需以此为基础把BIM技术延伸到施工进度管理、成本管理、材料管理、安全质量协同管理等日常的项目管理中去。借助BIM技术提升项目的管理水平，加强项目各部门和各参建单位的沟通协调能力，使企业在精细化管理项目方面迈向新高。