BIM技术在某商业综合体项目的应用研究

黄军才，杜运坡，韩风毅

（1.广东顺域机电工程有限公司，广东 佛山528000；2.长春工程学院，长春130012）

1 工程概况

1.1 项目简介

该工程为一大型商业综合体，集商业、办公、影院、餐饮、健身、超市、车库等于一体。属一类高层综合楼。地上裙房四层，主要使用功能为商业、餐饮、影院、电玩、健身等；A 座塔楼21 层，只要使用功能为办公；B 座塔楼25 层，只要使用功能为办公；C 座塔楼24 层，主要使用功能为办公；地下一层，主要使用功能为超市、车库及设备用房，地下停车位491 辆；地下局部设夹层，主要使用功能为非机动车库。总用地面积28255m2，总建筑面积175834m2，其中地上建筑面积145615m2，地下建筑面积30218m2，建筑控制高低90m。项目建筑效果如图1所示。

1.2 工程特点和难点

图1 项目效果图

该工程包括给排水工程（生活冷水给水系统、生活热水给水系统、游泳池循环水系统、生活无废水排水系统、雨水排水系统）、消防工程（消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、建筑灭火器的布置、大空间智能型制动喷水灭火系统）、采暖工程、空调工程和强电弱电工程（低压配电系统、动力配电系统、照明插座系统、有线电视及综合布线系统、火灾自动报警系统、防雷接地系统），机电综合管线较多，专业交叉频繁。水源为城市自来水管网，由南侧和东侧各引一路DN200mm 的给水管道，进入该工程用地红线经室外地下水表井计量后，供该工程生活、消防用水；城市给水管网供水压力为0.14MPa。该工程裙房健身淋浴设生活热水给水系统。采用太阳能集热+燃气锅炉辅热联合供应。太阳能集热系统由太阳能集热起、换热器和循环泵组成。生活冷水先经过太阳能集热系统换热器预加热，再由燃气锅炉加热至设计热水温度后统一供应到各用水点。

该工程变配电室设于地下一层及裙房屋顶，消防控制室及弱电机房设于地下夹层。拟由市政电网引来两路独立的10kV 电源，互为备用，同时运行。红线内采用电缆穿管埋地方式引入设在地下一次的高压配单间，互为备用的两路电源为双重电源，当其中一路电源发生故障时，另一路电源不受影响，满足一级负荷的供电要求。

该工程冷源采用电制冷冷水机组，供应7/12℃空调冷水。空调热源采用水-水板式换热器，一次热媒为市政热网提供的110/70℃，供应60/45℃空调热水。冷源侧为一次蹦主机定流量末端变流量系统。根据超市、大商业各区域功能，分别采取全空气系统、风机盘管加新风系统。超市营业区空调采用全空气系统，空调送回风口布置根据货架位置确定，回风口设过滤装置。新风从新风井采入，超市营业区设排风系统，排风由排风井排出。大商业的外铺设风机盘管加新风系统；大商业步行街各层走廊设风机盘管加新风系统，条缝风口下送；走廊屋顶设排风系统，及时排走预热。风机盘管回风均设回风箱。

2 BIM 组织与应用环境

2.1 BIM 技术应用前景

BIM 技术，即建筑信息模型技术[1]，BIM（建筑信息模型）的概念最早是由美国的教授提出来的[2]。BIM 是建筑行业技术发展的必然趋势，是实现建筑工程设计、施工组织及全生命周期运行管理等过程信息化的必要手段，BIM 具有可视性、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性。BIM 技术最大的特点就是能够通过建设三维参数来实时对建筑物进行精准的模拟[3]。施工阶段的BIM 应用覆盖工程项目深化设计、施工实施、竣工验收与交付等整个施工阶段。BIM全寿命周期应用如图2所示。

2.2 BIM 应用目标

设计团队使用Revit 等建模软件进行建筑结构、机电工程模型的构建，达到信息共享、协同工作，进行碰撞检查，优化机电综合管线，熟悉建模过程并解决机电管线常见的问题。在现场BIM 应用目标包括：减少设计变更、缩短施工工期[4]、降低工程造价、提高施工质量、多专业协同等，大大提升管理效率[5]。

图2 BIM 全寿命周期应用

3 BIM 应用

3.1 模型说明

本模型采用NAVISWORKS2018 制作。查看模型请打开nwf 后缀的模型。nwc 格式模型是nwf 模型的支持文件，不可以删除。模型采取X-YYY 的命名方式；其中X 为MEP 中的一项，YYY 表示二级系统。M 为多联机系统、采暖系统及空调系统、E 为电气系统；P 为喷淋系统、排水系统、消防系统及生活水系统。

具体模型说明如图3所示。

图3 模型说明

3.2 项目BIM 组织机构

整个机电工程BIM 项目采用BIM 项目负责制，由BIM 项目负责人全面负责。下设建筑结构模型组、机电管线组、综合管线优化组、造价精算组、施工管理组和BIM 动画组，整个BIM 团队总计20 人。首先由建筑机构模型组进行建筑学和结构工程专业模型的构建，完成后由项目负责人审核，审核无误后，由机电管线组进行机电工程模型构建。建筑学、结构工程、机电工程各专业都完成后，总体审核，确定无误后，进行碰撞检查分析，机电综合管线优化，然后进行造价精算和施工管理，最后进行BIM 动画。过程中使用各种BIM 软件，要求数据传递不能丢失，必须保证100%数据传递。

3.3 Naviworks 碰撞检测分析

项目在机电工程施工前，进行BIM 工作，最重要的就是进行碰撞检测分析，采用Naviworks 软件进行，会生成碰撞检测分析报告，报告中给出碰撞点说明、位置、碰撞类型等信息。本项目通过碰撞检测分析后，硬碰撞：A 塔楼178 处，B 塔楼555处，C 塔楼1177 处，1、2 层1273 处，3、4 层1875 处，地下夹层、负一层2201 处，项目总计硬碰撞7259 处，具体硬碰撞如图4所示，硬碰撞三维图如图5所示。

图4 硬碰撞具体情况

图5 硬碰撞三维图

图6 综合管线优化成果

3.4 综合管线优化

管线综合布置的实施总体原则，尽量利用梁内空间，绝大部分管道在安装时均为贴梁底走管，梁与梁之间存在很大的空间，尤其是当梁高很大时。空调风管和有压水管均可以通过翻转到梁内空间的方法，避免与其他管道冲突，保持路由通畅，满足层高要求。

3.4.1 综合管线具体避让原则

①有压管让无压管，小管线让大管线，施工简单的避让施工难度大的。②冷水管道避让热水管道。热水管道需要保温，造价较高，且保温后的管径较大。③工程量小的管线让工程量大的管线，附件少的管道避让附件多的管道。④检修次数少的和方便的管线，让检修次数多的和不方便的管线。⑤临时管道避让永久管道。新建管道避让原有管道；低压管道避让高压管道；空气管道避让水管道。

3.4.2 垂直面排列管道原则

热介质管道在上，冷介质在下；无腐蚀介质管道在上，腐蚀介质管道在下；气体介质管道在上，液体介质管道在下；保温管道在上，不保温管道在下；高压管道在上，低压管道在下；金属管道在上，非金属管道在下；不经常检修管道在上，经常检修的管道在下。

3.4.3 管道间距

考虑到水管外壁、空调水管、空调风管保温层的厚度。电气桥架、水管，外壁与墙壁应最小有100mm 的距离，直管段风管距墙距离最小150mm，沿构造墙需要90°拐弯风道及有消声器、较大阀部件等区域，根据实际情况确定距墙柱距离，管线布置时考虑无压管道的坡度。不同专业管线间距离，尽量满足现场施工规范要求。优化成果如图6所示。

4 结语

该项目在机电施工前应用BIM 技术，采用BIM 软件进行模型构建、利用BIM 专业软件进行碰撞检测分析，总计有7259 处硬碰撞点，综合管线优化1844 处，地下负一层净高达到规范设计要求。可以看出，采用BIM 技术在商业综合体项目中可以减少设计变更、缩短施工工期、降低工程造价、提高施工质量。