群体住宅项目地下车库BI M机电适用性研究

许 彬 林 杰 胡蒙蒙 景 婷 张少斌

（陕西建工第五建设集团有限公司，陕西 西安 710032）

0 引言

随着我国城市化进程的不断推进[1]、核心城市群的形成[2]，城市住房需求不断增大，但基础配套健全的土地资源有限，且还在日益减少，因此形成了住房需求与土地资源之间的矛盾。群体住宅具有占地面积小、可容纳人口多等特点，是解决上述矛盾的有效手段，但其施工难度低且工期短，导致施工单位BIM应用收益低。

如今，建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）机电应用十分全面，王彩虹[3]通过对某群体高层住宅项目BIM技术进行系统性研究应用与归纳总结，梳理了一条完整的BIM技术路线，其中机电专业部分如图1所示。

图1 BIM机电应用研究路线图

在技术路线的各个节点上，也有大量的BIM从业者进行研究与探索，如孙琳等人[4]对BIM机电样板的建立进行过归纳总结；董晓丽等人[5]对BIM机电建模从项目样板到协同工作进行了分析；陈康等人[6]对地下车库中BIM机电管综优化设计颇有心得。但以上应用在普通房建项目中推广价值较低，主要存在以下三点原因：

（1）群体住宅项目施工难度低、技术体系完整、工期紧，BIM机电应用空间受限。

（2）一般群体住宅项目部配备BIM工程师一名，负责BIM应用策划方案撰写、全专业BIM模型建立以及项目BIM应用等工作，人力投入有限。

（3）地下车库机电专业现场施工调整空间较大，仅对复杂节点的策划方案要求较高，而BIM方案与现场需求脱节。

适用性研究的目的就是通过对施工现场进行需求分析，制定BIM机电应用技术路线、对BIM机电应用进行优先级排序，实施过程中分步式建模，以解决现场问题为导向，提高工程质量与项目收益。

1 工程概况

某群体住宅类项目占地72 828.92 m2，含1个地下车库、15栋住宅楼、10栋商铺以及1个幼儿园。其中地下车库为框架结构，连通15栋住宅楼与10栋商铺，含地下一层与地下二层，面积约为75 410 m2[7]。

因人力有限，明确BIM机电应用范围为地下车库，建模范围为给排水、暖通、电气三个专业，采用“渐进明细”的建模方式，即第一次按照设计图纸进行翻模；第二次以风管下皮为基准控制净高，进行管综粗略优化；第三次依据现场需求对部分区域进行深化设计。

2 BIM机电应用情况调查

为进一步确定BIM机电在地下车库场景下的应用方向，BIM工程师针对项目管理部设计了BIM机电应用现状调查问卷[8]，面向业主方发放调查问卷20份，向参与过群体住宅项目的施工人员及管理人员发放问卷60份，共计收回有效问卷数量为76份。其中，工作年限为5年以上的人员有45人，占比为59.21%；学历为本科及以上的人员有52人，占比68.42%；施工单位人员有59人，占比77.63%；数量均超过一半，说明此次问卷调查过程中，受访人员经验较为丰富，所获数据有一定的代表性。笔者总结整理问卷调查得出结论如图2所示。

图2 调查问卷结论

通过上述分析可知，BIM应用不被看好的主要因素有：（1）BIM配套设施投入成本较大；（2）BIM技术的收益未达预期；（3）在以往项目中未建立适用于项目部的BIM应用流程；（4）BIM工程师的专业水平不够。

此外，机电管理人员依据过往经验，从现场施工的角度对现阶段BIM机电应用重要性做出了优先级排序，如表1所示。

表1 BIM机电应用优先级排序表

3 BIM机电技术路线确定

根据项目相关方的需求及应用优先级，BIM工程师建立了适用于本项目的BIM机电应用技术路线，并在施工过程中依据现场需求变化，灵活调整应用优先级次序，实现BIM创效的目的。BIM应用实施技术路线如图3所示。

图3 BIM机电应用技术路线

4 BIM机电应用

4.1 图纸分析

依据需求分析标准，BIM工程师主要熟悉设计图纸以下内容：项目系统构成及对建模的影响（表2）、复杂节点个数及分布位置、设备房的数量及分类[9]等，并对接确认业主方的特定需求，形成BIM机电应用策划方案。

表2 系统分类分析表

4.2 确定建模方案

在明确建模范围及精细度的前提下，第一次翻模工作能快速完成。将图纸分析得到的需求清单梳理后，需深入分析形成对应的建模注意事项（表3），在第二次机电优化阶段可一次成型[10]，避免后续反复修改模型，提高BIM机电应用效率。第三次只需和施工现场及时对接，对点进行复杂节点深化设计即可。

表3 机电建模方案一览表

4.3 BIM机电模型建立

BIM机电建模的整体思路为：（1）机电专业项目样板建立[11]，在此不进行赘述；（2）对风管进行建模，其顶部预留50 mm贴梁底并保持底平，其下皮作为净高控制参考面；（3）其余管线按X-Y方向双层排布，其中与风管平行方向的底层管线下皮与风管下皮平齐，上层管线紧贴底层管线安装，垂直方向的管线贴梁底，并充分利用梁窝保证最大净高（图4）。

图4 BIM机电模型展示（部分）

模型的精细程度可根据项目进度、需求紧急程度、可调配人力等灵活调整，如在本项目给排水专业中，第一次翻模时仅建立干管模型，支管的建模工作在第二次和第三次深化工作中完成。

4.4 BIM机电应用实施

第二次模型优化工作进行过程中，现场需求变更为：（1）BIM机电管综方案输出；（2）地下车库复杂节点无须深化，现场可根据管综方案灵活处理。因此，将BIM机电应用顺序调整为净高分析、管综排布方案、设备房深化设计。

4.4.1 净高分析

在需求确定阶段，BIM工程师对净高要求进行整理归纳（表4），并对地下车库B1层与B2层进行了净高分析[12]，图5所示为地下车库B2层净高分析模型。

表4 净高要求一览表

图5 B2层净高分析模型

4.4.2 管综排布方案

在净高分析方案审核通过后，可确定合理的管综排布方案，本项目的方案如表5所示。

表5 管综排布方案

在车位处的管综排布如图6和图7所示。

图6 B1层车位处管道布置图

图7 B2层车位处管道布置图

4.4.3 设备房深化设计

项目地下车库的设备房含充电桩配电室、专变机房、热交换站、生活水泵房等，其空间有限，但管件尺寸较大[13]。

BIM工程师依据设计图纸先翻模，再进行二次深化设计。设备房深化工作不受地下车库整体模型建模进度的影响。图8为热交换站深化渲染图。

图8 热交换站深化渲染图

5 结论及展望

通过此次BIM机电在地下车库中的适用性应用研究，得到如下结论：

（1）项目前期收集项目相关方需求，再结合设计图纸形成建模注意事项，可有效控制过程变更，提高BIM应用效率。

（2）BIM机电应用优先级的确定与执行，能最大限度配合现场，保证施工进度与质量。

（3）采用“渐进明细”的建模思路，三次建模均统一建模准则，可形成管理措施，在同类项目中可实现复制性推广。