封聲鳳　馬世斌

(賀州學(xué)院　廣西賀州　542899)

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基于BIM技術(shù)的地下室水泵房設(shè)計(jì)初探

封聲鳳馬世斌

(賀州學(xué)院廣西賀州542899)

以一高層辦公樓的地下室水泵房為例，介紹BIM技術(shù)在建筑給水排水設(shè)計(jì)中技術(shù)革新運(yùn)用，并指出運(yùn)用過程中存在的問題，及今后改進(jìn)的建議。

BIM；水泵房；建筑給水排水

0　引言

2002年，業(yè)內(nèi)人士稱之為BIM紀(jì)元年，那時(shí)候BIM才剛被行業(yè)所接受[1]?！癇IM”這樣一個(gè)字眼，從原來的懵懂到現(xiàn)如今的炙手可熱，各大設(shè)計(jì)院、施工方、建設(shè)方、高校等視之為香餑餑。業(yè)內(nèi)廣大人士已經(jīng)意識(shí)到，BIM時(shí)代已經(jīng)來臨，搶先運(yùn)用才是硬道理。

眾所周知，地下室的泵房是設(shè)備最多，管線最為復(fù)雜的地方，被稱之為給水排水專業(yè)的心臟[2]，本文選取一高層辦公樓的地下室消防泵房作為代表，探討B(tài)IM技術(shù)對(duì)地下室泵房的管線、閥門、支吊架等設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義。

1　工程簡介

目前基于BIM技術(shù)的軟件很多，比如Revit、Archicad、MagiCAD等。本工程采用的是Autodesk公司推出的Revit 2014 - 簡體中文 (Simplified Chinese)軟件，該軟件具有設(shè)計(jì)能力強(qiáng)、界面與傳統(tǒng)CAD類似、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，但該軟件在給水排水專業(yè)中所花心思較少，對(duì)于管道的功能還待完善，為此本工程采用了鴻業(yè)BIMSpace插件，類似于傳統(tǒng)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中CAD的天正插件。

本工程為一座高層辦公樓，地下2層，地上22層，總建筑面積3982m2。在該大廈地下2F有一個(gè)450m3消防水池和一個(gè)193m2的消防泵房。該水泵房內(nèi)設(shè)一個(gè)容積為33m3不銹鋼生活水箱及不銹鋼水泵兩臺(tái)，水泵型號(hào)為ADL(F)20X12(Q=22m3/h，H=133m，N=15kW ,一用一備)，消毒采用SCII-5HB水處理設(shè)備，全自動(dòng)運(yùn)行。室內(nèi)消火栓采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)，加壓采用消防專用泵兩臺(tái)，加壓泵型號(hào)為XBD16/40-150D/8-W5(Q=40L/s，H=160m，N=110kW，一用一備)；噴淋加壓泵兩臺(tái)，型號(hào)為XBD15/50-150D/6-W5(Q=40L/s，H=161m，N=110kW，一用一備)。

2　項(xiàng)目應(yīng)用

BIM技術(shù)對(duì)于水泵房設(shè)計(jì)的幫助是顯而可見的，直觀的三維模型對(duì)于非專業(yè)人士進(jìn)行立體展示有很好的效果，整個(gè)過程虛擬可視，使參與溝通的各方更加順暢。BIM技術(shù)所構(gòu)建的三維模型是由一個(gè)個(gè)實(shí)體構(gòu)件組成的，這些構(gòu)件具有各類參數(shù)，可直接用于水力計(jì)算，同時(shí)，某一個(gè)視圖上的更改，可以同步反應(yīng)到其它視圖上，避免了逐個(gè)修改的繁瑣。BIM技術(shù)還具備碰撞檢測功能，生成的檢測報(bào)告能讓設(shè)計(jì)人員通過各個(gè)構(gòu)件的編號(hào)快速定位碰撞位置，及時(shí)進(jìn)行改正?，F(xiàn)將BIM技術(shù)運(yùn)用在該水泵房的成果展示如下：

(1)可視化設(shè)計(jì)

基于BIM技術(shù)的水泵房設(shè)計(jì)不再是傳統(tǒng)的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，已把設(shè)計(jì)師從繁重的平面、立面、剖面的繪制等解脫出來。三維可視化模型是BIM技術(shù)的最大特點(diǎn)，如圖1，可以讓設(shè)計(jì)師在虛擬空間里漫游檢查體驗(yàn)各個(gè)構(gòu)件及其參數(shù)。地下室水泵房設(shè)備繁多，管線復(fù)雜，同時(shí)還需考慮設(shè)備安裝和維修空間，但通過三維虛擬，讓設(shè)計(jì)過程一目了然，利于后期的運(yùn)營維護(hù)。三維可視化模型也能讓參與各方(建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方等)很好地理解設(shè)計(jì)師的意圖，將信息損失降到最小，對(duì)提高工作效率意義重大。

(2)管線碰撞

水泵房是集設(shè)計(jì)、施工、使用、維修4個(gè)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一，在這個(gè)過程中既可能發(fā)生實(shí)體碰撞的“硬碰撞”，也可能發(fā)生非實(shí)體碰撞的“軟碰撞”[3]。管道碰撞與交叉問題是給排水設(shè)計(jì)過程中最棘手的，尤其在水泵房這樣空間有限而管線錯(cuò)綜復(fù)雜的地方更是難上加難。本工程運(yùn)用Revit軟件中的“碰撞檢測”功能發(fā)現(xiàn)水專業(yè)與水專業(yè)碰撞3處，水專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)碰撞11處，水專業(yè)與暖通專業(yè)碰撞12處，水專業(yè)與電氣專業(yè)碰撞7處，通過生成的碰撞報(bào)告用“按ID號(hào)選擇”高亮顯示錯(cuò)誤處，發(fā)現(xiàn) 錯(cuò)誤及時(shí)與相關(guān)專業(yè)協(xié)商，秉持管道碰撞基本避讓原則拿出最佳方案，經(jīng)修改后再次碰撞檢測直至模型零碰撞，如圖2，有效地預(yù)防了施工中返工的問題。本工程的軟碰撞采用虛擬漫游的方法，制作出長寬高相對(duì)應(yīng)的立方體，以立方體漫游行進(jìn)檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備管線與立方體碰撞及時(shí)訂正。

(3)安裝工序模擬

傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中使用橫道圖或雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖表示施工進(jìn)度計(jì)劃已很難直觀描述復(fù)雜施工的動(dòng)態(tài)變化，BIM技術(shù)所構(gòu)建的三維模型可與施工進(jìn)度相結(jié)合模擬施工過程，為施工交底提供指導(dǎo)性意見。本工程中的水泵房三維模型每個(gè)構(gòu)件都被賦予時(shí)間信息概念，把描述水泵房安裝進(jìn)展計(jì)劃的MPP項(xiàng)目管理文件導(dǎo)入TimeLiner中，時(shí)間信息與構(gòu)件信息相對(duì)接，將水泵房的安裝進(jìn)展形象地表現(xiàn)，形成動(dòng)態(tài)的水泵房設(shè)備管線安裝過程模擬，同時(shí)也能結(jié)合后期的風(fēng)險(xiǎn)管理、設(shè)計(jì)變更同步、供應(yīng)鏈管理等。

將BIM技術(shù)運(yùn)用在地下室水泵房，使其在設(shè)計(jì)階段更全面地考慮，避免了大量的瑣碎制圖，對(duì)施工方和設(shè)計(jì)方均是有益的，但運(yùn)用Revit實(shí)現(xiàn)水泵房的 三維設(shè)計(jì)的過程中還存在一些問題，需要以后不斷改進(jìn)：

(1)對(duì)于本工程實(shí)際操作中最大的障礙是族的不健全。想要畫出與施工完成后貼近的圖紙，必然圖紙中所選用的每一個(gè)設(shè)備均是真實(shí)可靠的，設(shè)計(jì)中 雖然用了鴻業(yè)BIMspace，但市面上的設(shè)備種類繁多且層出不窮，目前軟件公司不可能將其盡納入族庫。比如此項(xiàng)目水泵房的消防泵采用的是XBD16/40-150D/8-W5，而鴻業(yè)BIMspace里面就沒有這個(gè)族，為此設(shè)計(jì)師得對(duì)照泵的樣本用Revit新建/族/公制常規(guī)模型里面的拉伸、融合、放樣、旋轉(zhuǎn)等各種命令創(chuàng)建出一個(gè)泵的族出來，這必將影響畫圖的速度。設(shè)想如果族的完善達(dá)到理想效果，那把泵畫入三維模型圖中只需點(diǎn)兩下鼠標(biāo)即可。

(2)異徑三通是普遍存在于給排水設(shè)計(jì)中的，所謂的異徑三通即支管與另外兩端的直徑不同。如本工程中水泵試驗(yàn)的水管，該試驗(yàn)水管是從泵DN200的出水管引出的DN70的管，實(shí)際工程中施工人員也定會(huì)安裝一個(gè)異徑三通，但軟件自帶的所有管線及管線附件中卻忽略了，為此本工程只好用一個(gè)等 徑三通加一個(gè)變徑來表達(dá)，如圖3。

(3)鴻業(yè)BIMSpace中的自動(dòng)升降對(duì)于管道出現(xiàn)碰撞之后的修改作用很大，特別是管線聚集的地下室，如很多小管徑的噴淋管需避讓風(fēng)管，設(shè)置好升降高度之后便可自動(dòng)避讓，但也還需改進(jìn)。如系統(tǒng)無法識(shí)別碰撞的深度不可自動(dòng)升降，如圖4，該軟件可能有這樣的初衷但使用時(shí)卻沒理想的成功過，或者軟件能在局部三維視圖時(shí)測量標(biāo)高方便到每一個(gè)點(diǎn)也大可提高升降的工作效率。

(4)BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)平面、立面、剖面聯(lián)動(dòng)修改，使工作效率提高。通過所建的模型可做任意剖面。

剖切線可通過線段間隙進(jìn)行打斷，任意拐折，但剖切范圍卻無法拐折，如圖5，實(shí)屬遺憾。因BIM模型的剖切是所見即所得，只要在剖切范圍內(nèi)均能看到，而給排水的剖面圖有時(shí)只需要介紹一個(gè)系統(tǒng)即可，這時(shí)候剖面圖中會(huì)混雜各種不必要的圖元，使剖面圖很雜亂，建議剖切的范圍也可拐彎打折。

3　結(jié)語

BIM的出現(xiàn)，讓給排水設(shè)計(jì)、地下室水泵房設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提高，不再僅僅是抽象的二維圖紙，還是三維模型、漫游動(dòng)畫、施工模擬等等，不但使得水泵房的設(shè)計(jì)更加形象生動(dòng)，而且節(jié)約了返工變更的成本，降低了施工投入。但同時(shí)也應(yīng)看到在推廣BIM技術(shù)的過程中還有大量工作要做，這需要各方的共同努力。相信隨著BIM技術(shù)運(yùn)用的日益廣泛，其存在的不足在各方人士的努力下將得到有效地完善，未來BIM技術(shù)的成熟運(yùn)用將對(duì)我國的建筑行業(yè)產(chǎn)生積極影響。

[1]何關(guān)培.BIM內(nèi)省[J].建筑技藝,2013,(2):204-209.

[2]羅思楊.關(guān)于消防水泵房設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2013,(3):111.

[3]高遠(yuǎn),鄧雪原.基于BIM的建筑MEP設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2010,02(2):91-96.

封聲鳳(1988.02-)，女，助理工程師，助教，主要從事給排水設(shè)計(jì)方向的研究。

馬世斌(1988.05-)，男，助理工程師，主要從事給排水設(shè)計(jì)方向的研究。

The original research based on the application of BIM technology in the pump house of basement

FENGShengfengMAShibin

(Hezhou University,Hezhou 542899)

By taking a example of a pump house in the basement of a high-rise building,paper tells a lot about BIM’s application were introduced in the paper.In addition,it reveals both the achievements and problems in the application,and puts forward its influence on the whole industry.

BIM; Pump house; Water supply and drainage

基于BIM技術(shù)的MEP設(shè)計(jì)研究(2015ZZZK06)

封聲鳳(1988.02- )，女，助理工程師，助教。

E-mail:525579518@qq.com

2015-12-13

TU991.35

A

1004-6135(2016)02-0097-03