BIM技术在地铁站消防给水方案调控中的应用——以贵阳水井坡站为例

徐 嘉 黄 珏 林佳凯 彭芷珊

( 广东白云学院，广东 广州 510450)

1 工程概况

水井坡站为贵阳市轨道交通2号线一期工程第11个车站，位于金阳路东侧路下方，呈南北向布置。车站总长189.6m(不含围护结构)，标准段总宽19.9m。为地下2层11m岛式车站，车站主体建筑面积为8 145m2；车站附属建筑面积为3 980m2。本站预期早高峰客流为421.2人/h，晚高峰客流为320.6人/h，超高峰系数为1.37。

本站消火栓供水区间为水井坡-长领路站区间，消火栓最不利配水点所需压力为0.5MPa，市政供水压力为0.14MPa。本站消防泵和消防水池均位于2号风道处，消防水池有效容积为144m2，消防泵设2台，流量Q=20L/s，扬程H=45m。稳压泵设2台，流量Q=1.1L/s，扬程H=55m。供水系统由引入管接入1根DN100水管进入水池，经消防泵加压后由两根DN150消防水管在站厅层水平闭合为环，并通过立管与站台层官网竖向连接成环状给水管网，系统内喷淋头间距1.8m，消火栓共设45个。

2 给水模型建立

本项目采用Autodesk Revit 2016工作集模式建模。建立服务器并创建中心模型文件，由项目负责人在中心模型采用本地分离的形式创建镜像文件，向各专业分配权限和任务。就能在模型创建完成后同步到中心模型，实现中心模型文件及时更新。

各专业创建系统工作集，设置权限及可见性，以便操作。在复制建筑模型中的站厅层、站台层，创建相应给排水系统模型后，给排水专业首先对管道系统类型、用材、管径及连接方式等参数进行设置，并加载相应水泵、阀门、仪表等族，检查设置其中的物理参数。结合结构、电气、暖通专业模型，即可对信息模型进行各专业的碰撞检查、管件统计、管道压力损失报告，以便最终得出优化方案。

3 BIM在地铁给水消防方案优化的应用

3.1 碰撞检查

车站综合管线包括排水、消防、机电等多个专业。在创建给排水模型同时，其他各专业也可以在工作集下同步绘制风管及电缆桥架，将各专业模型置于统一、直观的三维协同设计环境中。各专业的管线建模基本完成且完成所有管线绘制和设备放置以后，即可进行第一轮调整。在三维操作界面下，在结构与管线、管线与管线之间，寻找肉眼能够发现的明显碰撞点，在建模初期避免或减少管线碰撞情况。进而使车站空间有限，各专业在作图建模过程中无法时刻保持交流的问题得到初步解决。

经初期调整，管线碰撞问题得到了一定控制，但许多难以观察的问题依然存在，此时可利用Revit软件“协作”菜单下的“碰撞检查”命令生成报告。如图1、图2所示，电缆桥架与消防栓给水管碰撞，此时给排水专业设计人员须将消防给水管道向下偏移150mm。同理，各专业可根据报告调整设计中未发现的管线碰撞。当遇重大调整时，可根据实际模型协商解决。

图2 水井坡站B端站台层综合管线碰撞报告三维指导图

通过碰撞检查，在BIM 模型中调整综合管线，按照统一原则进行避让，可有效减少后期管线安装难度，减少因设计缺陷导致的结构二次切槽、开孔洞的成本，加快施工进度。

3.2 管道压力损失统计

通过在管道类型中设定自动喷水灭火系统的管道以及相应的管道附件材质，指定物理参数，在“压力损失方法中”选择给定的管道附件族的K系数。即可统计自动喷水灭火系统中喷淋管道的末端工作压力。

根据系统模拟的数据，以及公式[1]计算可得出喷头的流量q：

(1)

式中，q—喷头流量，L/min；K—喷头的流量系数；P—喷头的工作压力，MPa。

根据《自动喷水灭火系统设计规范》，在民用建筑当中应保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于表1所示的规定值。

表1 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数

由上式验算自动喷水灭火系统的工作压力，保证其满足在火灾发生时第一时间控制灾害程度的需要。同时给排水专业设计者可在管道中段设置减压孔板、节流管和减压阀，保障管道内水流速度保持在5m/s左右，且不大于10m/s。从而降低水锤效应对环氧树脂复合钢管造成的不必要损伤，延长管道使用寿命。

4 结 语

BIM技术不仅呈现出可视化的三维建筑、 设备模型， 也能储存项目中的结构、 设备构件的设计及维护信息， 在工程项目全生命周期的各阶段中均可实现数据信息的共享， 在贵阳地铁站水井坡站消防给水设计项目中， BIM技术在消防给水方案的调控阶段主要应用分别有管线综合碰撞检测， 以及管道压力损失的检测， 而在后续的施工阶段及运营阶段的监控中，该信息模型还将帮助实现施工、运营、维护管理的模拟。

虽然，目前BIM技术在我国建筑行业中仍处于本土化的阶段，但BIM技术带来的理念在当下已经贯穿项目的全生命周期，利用BIM实现设计、施工和运维的全过程监控是建筑业信息化的必然趋势，也是我国建筑业走向现代化的必经之路。