張 超 鄭 東 孟繼來(lái)

(1.中交城市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，430056，武漢;2.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，430056，武漢∥第一作者，工程師)

地鐵車(chē)站的邊界限制因素多，空間狹小，內(nèi)部管線(xiàn)種類(lèi)繁多。各專(zhuān)業(yè)的管線(xiàn)安裝工序交叉頻繁，施工管理難度較大，故對(duì)協(xié)調(diào)管理能力的要求高。管線(xiàn)的布置與施工是工程的一大難點(diǎn)，要求布置各種設(shè)備、管線(xiàn)時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，合理地進(jìn)行綜合布置，做到既能滿(mǎn)足各專(zhuān)業(yè)的技術(shù)要求，又布置得整齊有序，以便于施工和以后的維護(hù)，并能保證工程質(zhì)量。

利用傳統(tǒng)二維CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))軟件完成管線(xiàn)布置需要各個(gè)專(zhuān)業(yè)多次、反復(fù)配合，耗費(fèi)了大量的時(shí)間，且難以避免管線(xiàn)“打架”現(xiàn)象，會(huì)影響地鐵建設(shè)工程的質(zhì)量、工期、成本，并且對(duì)運(yùn)營(yíng)容易造成安全隱患。隨著對(duì)項(xiàng)目的要求越來(lái)越高，二維CAD 軟件未來(lái)將難以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)生產(chǎn)的要求。

Revit MEP 軟件是一款能夠按照設(shè)計(jì)者的思維模式，開(kāi)展智能設(shè)計(jì)的工具。它通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)建模和設(shè)計(jì)對(duì)建筑設(shè)備與管道專(zhuān)業(yè)工程進(jìn)行優(yōu)化，具有集成的項(xiàng)目管理功能。在項(xiàng)目的各階段中各專(zhuān)業(yè)輸入不同信息，可實(shí)現(xiàn)全生命周期信息時(shí)時(shí)共享:在設(shè)計(jì)階段，可以進(jìn)行方案比選，并最大限度地減少各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)調(diào)錯(cuò)誤;在施工階段，可以合理組織施工、控制進(jìn)度、減少重復(fù)施工量、節(jié)省成本;在運(yùn)營(yíng)階段，可以提供全生命周期的數(shù)據(jù)支撐，方便維護(hù)管理。近年來(lái)建筑信息模型技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭極快，其理念也得到了廣泛認(rèn)可，并在上海、無(wú)錫、廣州、廈門(mén)等城市地鐵建設(shè)中得到應(yīng)用。據(jù)報(bào)道，在上海市軌道交通11號(hào)線(xiàn)龍耀路站風(fēng)水電安裝工程施工中，由于Revit MEP 軟件的應(yīng)用，節(jié)省了30%的安裝費(fèi)用，其經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

1 項(xiàng)目模型的建立

本文以廈門(mén)市地鐵1號(hào)線(xiàn)蓮坂站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹Revit MEP 軟件在地鐵車(chē)站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及其特點(diǎn)。圖1、圖2 是利用Revit MEP 軟件設(shè)計(jì)的車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)平、立面圖。

1.1 創(chuàng)建族庫(kù)

族是Revit MEP 軟件中構(gòu)成項(xiàng)目模型的基本構(gòu)件，所有圖元都是由各種類(lèi)型的族組合而成。Revit MEP 軟件的族類(lèi)別分為系統(tǒng)族、構(gòu)件族和自建族3類(lèi)。Revit MEP 軟件利用“參數(shù)化”對(duì)三維模型(族)的各個(gè)部分進(jìn)行約束，建立一個(gè)模型時(shí)，通過(guò)約束條件批量得到同一類(lèi)型不同規(guī)格的族，如通過(guò)約束條件可批量得到同一形式不同尺寸的三通等。將項(xiàng)目所需的族文件(如空調(diào)器、風(fēng)機(jī)、消聲器、冷水機(jī)組、水泵等)載入到項(xiàng)目中，在實(shí)際使用中根據(jù)需要修改部分參數(shù)即可。這樣就可減少重復(fù)性工作，大大提高了設(shè)計(jì)效率;同時(shí)可以賦予族一些屬性，如材質(zhì)、規(guī)格、供應(yīng)商等，這些信息對(duì)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的監(jiān)控及維護(hù)非常重要。圖3 為一些常用通風(fēng)空調(diào)設(shè)備族的實(shí)例。

圖1 蓮坂站站廳層通風(fēng)空調(diào)平面布置圖

圖2 蓮坂站冷凍機(jī)房立體圖

圖3 常用通風(fēng)空調(diào)設(shè)備族實(shí)例

1.2 創(chuàng)建中心文件

Revit MEP 軟件是基于建筑、結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行的。各專(zhuān)業(yè)共用一個(gè)中心文件，各專(zhuān)業(yè)在本地文件建模，并時(shí)時(shí)同步到中心文件，以實(shí)現(xiàn)信息共享。選擇合適的樣板文件創(chuàng)建項(xiàng)目，并將建筑模型鏈接到項(xiàng)目中，如可以選用軟件自帶的“Systems-Dsfault CHSCHS.re”作為項(xiàng)目樣板文件，也可以將同類(lèi)型項(xiàng)目文件作為樣板文件使用。

1.3 創(chuàng)建視圖、系統(tǒng)及工作集

Revit MEP 軟件提供了強(qiáng)大的視圖管理功能，其中較重要的功能有視圖、系統(tǒng)分類(lèi)、工作集等。本項(xiàng)目創(chuàng)建了若干平面圖、剖面圖及三維視圖，如“暖通-三維視圖”、“暖通-站廳層平面圖”、“暖通-站臺(tái)層平面圖”等。針對(duì)地鐵車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)繁多的情況，對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)，賦予不同類(lèi)型的系統(tǒng)相應(yīng)材質(zhì)、顏色渲染等屬性，使三維模型更具立體感。Revit MEP 軟件采用協(xié)同設(shè)計(jì)，共用同一個(gè)中心文件，各專(zhuān)業(yè)只能對(duì)本專(zhuān)業(yè)的視圖及圖元進(jìn)行編輯，而限制了其它用戶(hù)權(quán)限，以防止誤操作，保證了協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程的有序性和安全性。這一功能由“工作集”來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，也可以通過(guò)工作集控制圖面顯示，其功能類(lèi)似于CAD 軟件的圖層管理功能。本項(xiàng)目創(chuàng)建的通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)及工作集如表1所示。

1.4 設(shè)備布置

在項(xiàng)目瀏覽器下對(duì)應(yīng)的視圖窗口，選擇對(duì)應(yīng)的活動(dòng)工作集，將設(shè)備族直接拖動(dòng)到繪圖區(qū)域，以確定標(biāo)高、坐標(biāo)等參數(shù)。

表1 通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)及工作集

1.5 系統(tǒng)布管

Revit MEP 軟件完成布管連接有兩種方式:一種是使用Revit MEP 軟件提供的“生成布局”功能，自動(dòng)完成管道布局連接;另一種是手動(dòng)繪制管道。前一種適用于項(xiàng)目初期或簡(jiǎn)單管道布局，后一種適用于設(shè)備多、管道系統(tǒng)復(fù)雜的情況。在風(fēng)管布置過(guò)程中結(jié)合運(yùn)用平、剖、三維視圖對(duì)照，“臨時(shí)隱藏/隔離”，“可見(jiàn)性/圖形轉(zhuǎn)換”和“過(guò)濾器”等功能，有助于將復(fù)雜系統(tǒng)單一化，便于快速建模。

2 結(jié)合Navisworks軟件對(duì)模型進(jìn)行碰撞分析

將建好的模型導(dǎo)入Navisworks 軟件平臺(tái)，能夠很好完成多專(zhuān)業(yè)碰撞檢測(cè)工作?？梢暬夹g(shù)還可以動(dòng)態(tài)地觀察三維模型，生成室內(nèi)外透視圖;利用三維漫游動(dòng)畫(huà)，可以讓設(shè)計(jì)師、業(yè)主等身臨其境地體驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，并在施工前可有效預(yù)防各類(lèi)碰撞的發(fā)生。圖4、圖5 是利用Navisworks 軟件自動(dòng)檢測(cè)出的通風(fēng)管道與通風(fēng)管道、通風(fēng)管道與電纜橋架“打架”的情況。

圖5 風(fēng)管與電纜橋架碰撞檢測(cè)

3 利用Revit MEP軟件進(jìn)行材料及工程量統(tǒng)計(jì)

利用CAD 軟件繪制施工圖時(shí)，設(shè)計(jì)師需要對(duì)圖紙上的設(shè)備、材料等逐個(gè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。這項(xiàng)工作繁瑣而毫無(wú)創(chuàng)新意義，且極容易出錯(cuò)，導(dǎo)致施工時(shí)缺少設(shè)備或設(shè)備規(guī)格錯(cuò)誤，因而影響施工進(jìn)度。Revit MEP軟件將設(shè)計(jì)師從“畫(huà)圖匠”的角色中解放出來(lái)，只需要在建模時(shí)加載適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、管件等族，就會(huì)自動(dòng)生成材料清單。若模型更新，則材料清單會(huì)自動(dòng)更新，避免了人工統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，同時(shí)，也為項(xiàng)目成本的核算提供了可信的數(shù)據(jù)。圖6為該軟件自動(dòng)生成的風(fēng)管明細(xì)表。

圖6 風(fēng)管明細(xì)表實(shí)景圖

4 應(yīng)用體會(huì)及展望

4.1 優(yōu)勢(shì)

Revit MEP 軟件的應(yīng)用，給設(shè)計(jì)師提供了一種全新的工作方式和技術(shù)手段，利用協(xié)同設(shè)計(jì)理念和可視化效果將抽象的各個(gè)平面立體化、可視化，極大地提高了設(shè)計(jì)效率;在后期調(diào)整中無(wú)需改動(dòng)一處而牽動(dòng)全身，修改一個(gè)圖元后，該圖元在所有視圖中會(huì)自動(dòng)更新，其調(diào)整便捷高效，保證了圖紙的一致性。對(duì)于大型復(fù)雜的工程，采用Revit MEP 軟件對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行一次“預(yù)演”和“校核”，可發(fā)現(xiàn)大量的隱蔽問(wèn)題，減少因設(shè)計(jì)變更和拆改帶來(lái)的損失，提高了工作效率和工程質(zhì)量。利用自動(dòng)生成材料清單可以節(jié)約大量時(shí)間，利用其提供的強(qiáng)大項(xiàng)目管理功能，可以為項(xiàng)目提供全生命周期管理。

4.2 存在的不足

現(xiàn)階段Revit MEP 軟件還存在一些缺陷，如:對(duì)硬件要求較高，運(yùn)行不流暢，施工圖制圖深度不及CAD，二次開(kāi)發(fā)輔助軟件不太成熟，軟件自帶族庫(kù)太少，使用者需要花大量時(shí)間建族等。

4.3 應(yīng)用展望

1)Revit MEP 軟件可以作為較好的項(xiàng)目管理計(jì)劃和實(shí)施變更的有效工具。復(fù)雜項(xiàng)目對(duì)集成化管理和全生命周期管理的要求越來(lái)越高。由于地鐵工程龐大，參與建設(shè)的單位較多，建設(shè)周期長(zhǎng)，傳統(tǒng)信息管理難以及時(shí)整合資源，將信息及時(shí)傳遞給各參與方，故容易出現(xiàn)信息滯后，形成信息孤島現(xiàn)象。Revit MEP 軟件可實(shí)現(xiàn)建筑物的外部集成，包含建筑物所有的信息參數(shù)，從設(shè)計(jì)到使用，直至項(xiàng)目周期的終結(jié)，各種信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中。這就從根本上解決了項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、維護(hù)等階段及各應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息共享，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程的工程信息管理及全生命周期的管理。目前，國(guó)內(nèi)利用該軟件進(jìn)行地鐵項(xiàng)目管理的工程還很少，利用其突破傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式還任重道遠(yuǎn)。

2)作為設(shè)計(jì)企業(yè)，可以考慮在三維模型的構(gòu)建成熟后，開(kāi)展項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)，以設(shè)計(jì)帶動(dòng)項(xiàng)目管理;也可利用該技術(shù)，開(kāi)展方案優(yōu)化、高端咨詢(xún)等業(yè)務(wù)。

［1］Autodesk Asia Pte Ltd.Autodesk Revit MEP 2012應(yīng)用寶典［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2012.

［2］畢翔宇.地鐵系統(tǒng)設(shè)備房安裝裝修常見(jiàn)問(wèn)題與解決思路［J］.城市軌道交通研究，2013(7):14.

［3］劉業(yè)炳，裴以軍，黃立鶴.Autodesk Revit MEP 軟件在深圳證券營(yíng)運(yùn)中心工程中的應(yīng)用［J］.安裝，2010(12):54.

［4］施玉艷.Revit MEP 在電氣設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用［J］.建筑設(shè)計(jì)管理，2013(2):20.