沈維龍，宣超，孫昱晨,付臻

（南京長江都市建筑設(shè)計股份有限公司）

BIM技術(shù)在建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化電氣設(shè)計中的運用

沈維龍，宣超，孫昱晨,付臻

（南京長江都市建筑設(shè)計股份有限公司）

以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)結(jié)合某預制裝配式建筑項目，系統(tǒng)闡述了BIM協(xié)同設(shè)計理念在住宅產(chǎn)業(yè)化電氣專業(yè)預制安裝中的初步嘗試。前期通過Revit軟件進行土建、機電信息模型的搭建；中期利用參數(shù)化的安裝模型用工業(yè)化的方式進行預制加工；后期進行裝配式安裝，極大地提高了電氣施工效率，利于促進住宅產(chǎn)業(yè)化全生命周期的不斷完善。

預制裝配式；BIM；電氣；管線預留

1 引言

“十三五”（2016～2020年）時期，我國仍將處于重要戰(zhàn)略機遇期，各行各業(yè)將迎來重大變革。尤其像建筑類傳統(tǒng)行業(yè)，其“十三五”規(guī)劃將是中國在預制裝配式房屋行業(yè)應(yīng)對國內(nèi)外發(fā)展環(huán)境重大變化的5年規(guī)劃，是深入實踐科學發(fā)展觀、全面落實十八大發(fā)展要求的5年規(guī)劃，也是實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的5年規(guī)劃?？茖W地制定并實施規(guī)劃，有利于企業(yè)在預制裝配式房屋行業(yè)發(fā)揮自己的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和產(chǎn)品優(yōu)勢[1]。

建筑信息模型(Building Information Modeling)是以項目相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的搭建，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性5大特點。BIM系列軟件可以將傳統(tǒng)的線性二維圖紙轉(zhuǎn)化為參數(shù)化、可視化的三維模型，以此進行工廠化預制加工，完成后的成品部件直接運到項目的施工現(xiàn)場進行“積木型”拼裝。相關(guān)方（設(shè)計方、施工方、構(gòu)件工程師）進行實地研究，分析確定配套的工業(yè)化電氣安裝技術(shù)，以提高電氣安裝的施工效率及項目整體品質(zhì)。

2 工程概況

該項目總建筑面積約49 500㎡，建筑高度27.65m。在滿足業(yè)主主要功能為精品酒店的同時從其所處的地理位置出發(fā)以《綠色建筑評價標準》（LEED認證）為基準進行各種方案的被動式日照采光節(jié)能分析。本項目最終定位主體為地下2層，地上8層，地下1層為設(shè)備用房及酒店配套商業(yè)、娛樂用房；地下2層主要功能為停車場及酒店后勤用房。地上1層為酒店入口門廳；地上2層主要功能為宴會廳及酒店配套餐飲；地上3層為會議及SPA泳池；地上4層到8層主要為客房層。從節(jié)能和工程投資方面考慮，本工程的供電系統(tǒng)由供電局提供[2]。供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運行方式：采用2路獨立的10kV電源供電，10kV電源由供電局開閉所通過電纜溝接入至地下1層10kV配電所，10kV側(cè)采用單母分段接線，設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)；正常運行時，2路10kV電源同時供電，分列運行，當任何一路10kV電源發(fā)生故障時，另一路10kV電源均能滿足本組全部一、二級負荷供電；10kV總配電設(shè)在地下1層10kV配電所，系統(tǒng)以放射式向各10/0.4kV變壓器、10kV高壓冷凍機組供電；遠離10kV配電所的受電設(shè)備，在就地設(shè)高壓隔離開關(guān)柜，以備檢修時隔離操作。

由于項目地上客房層凈高高度有限加之精裝要求較高，故采用BIM三維信息技術(shù)輔助預制裝配式的需求，以提高工程質(zhì)量。在民用建筑、市政工程項目中機電管線工廠預制、現(xiàn)場裝配施工技術(shù)還處于初步發(fā)展階段，從設(shè)計方到施工方對管道預制技術(shù)的項目經(jīng)驗不足，不能全面地從傳統(tǒng)機電施工方式中解放出來。

因此，需要不斷嘗試不斷突破，以已經(jīng)趨于成熟的工業(yè)管道工廠化預制技術(shù)為基礎(chǔ)，參照石油、化工預制裝配式管道安裝技巧，進一步推動預制裝配式技術(shù)在民用建筑中的普及發(fā)展。

3 BIM技術(shù)在電氣系統(tǒng)設(shè)計中的優(yōu)化

3.1 電氣專業(yè)信息模型邊界參數(shù)的協(xié)同

由BIM團隊中的一員依據(jù)建筑總圖為即將建立的模型建立統(tǒng)一的軸網(wǎng)及各個樓層平面作為該建筑的標準邊界參數(shù)模板，在云平臺上建立1個該項目的文件夾將其放進去分享給每一位參與項目的BIM工程師，這樣可以確保接下來的模型整合時，預制參數(shù)化的電氣構(gòu)件跟其他各專業(yè)的模型具有相同的三維坐標方位系，鏈接時選用“原點到原點”的命令使得鏈接進來的各專業(yè)模型位置準確無誤。

3.2 模型搭建時的協(xié)同

將電氣專業(yè)的CAD圖紙導入Revit軟件中進行建模，把二維圖紙中錯綜復雜的線條轉(zhuǎn)化為具有參數(shù)化、信息化、可視化特點的三維模型。為避免半預制半現(xiàn)澆的疊合樓板中電氣預埋、預留管線（見圖1）在施工安裝時精度難以把控、現(xiàn)澆層厚度不夠布線等問題，首先在建模初期就考慮各個專業(yè)內(nèi)部自身的碰撞，這樣可以有效規(guī)避強弱電橋架及母線槽、樓宇智能化控制系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)等不同系統(tǒng)產(chǎn)生管線無效碰撞。

機電專業(yè)建模時要算清空間管線的位置高度，懂得相對標高、絕對標高、地基間凈空高度在Revit三維空間的轉(zhuǎn)換。前期每個專業(yè)標高計算精確與否關(guān)系到后期裝配式機電管線綜合布線安裝的有效性，尤其在后期Navisworks中選用軟碰撞進行碰撞檢查時空間高度越精確越有利于解決關(guān)鍵節(jié)點處的布線問題，為預制管線安裝提供1個參數(shù)化的空間布線方案，相應(yīng)地也減少了預制加工廠模具的搭建，降低了初期預制成本[3]。

圖1 梁上預留孔洞圖

表1 某碰撞點的詳細報告

3.3 電氣管線綜合碰撞中的協(xié)同

將電氣專業(yè)的Revit模型導出nwc格式的文件，用Navisworks軟件將其以主文件的形式打開，同時鏈接其他專業(yè)的模型，根據(jù)實際情況做軟/硬綜合碰撞檢查。依據(jù)Navisworks導出的碰撞報告（見表1）再重新對模型進行協(xié)調(diào)更改，在復雜的碰撞節(jié)點處會同預制構(gòu)件加工廠出管線疊加或局部翻越預制加工圖，應(yīng)根據(jù)預制現(xiàn)場施工需要，同施工方交流，為即將面臨的施工問題提出切實可行的解決方案。

4 以BIM模型輔助裝配式施工圖進行工業(yè)化安裝

由于該項目對整體的容積率及日照間距的要求較高，賓館的客房層高受到嚴格的限制，所以在后期粉刷時要盡量減少建筑內(nèi)部面層的厚度來緩增現(xiàn)澆層的厚度，滿足局部線管疊合厚度的需要。先對電氣專業(yè)相關(guān)的不同系統(tǒng)（強弱電、燈具、裝飾）的平面圖進行匯總、疊合管線優(yōu)化，盡量避免管線出現(xiàn)兩層、三層管線交叉的情況。再對其建立三維信息模型（見圖2），配合水專業(yè)、暖通專業(yè)進行管綜排線優(yōu)化凈空高度，在關(guān)鍵節(jié)點處出三維大樣圖（見圖3），輔助施工安裝的需要。

結(jié)合本項目實際情況和以往的項目經(jīng)驗與預制構(gòu)件廠商討后決定采用在現(xiàn)澆層中預埋電氣管線。這樣不僅可以減少預制模具的種類而且還可以避免在預制板中預埋電氣管線時遇到現(xiàn)場特殊情況難以進行調(diào)整的弊端，從而提高了現(xiàn)場安裝的靈活性、便捷性。在走道疊合的現(xiàn)澆層內(nèi)至少會出現(xiàn)兩層線管疊合交叉的情況，兩層管線的厚度加上現(xiàn)場預制結(jié)構(gòu)保護層和內(nèi)置鋼絲網(wǎng)的厚度大約在60～70mm。因此，在照明配電箱、動力配電箱出線回路密集處現(xiàn)澆層厚度至少需保證70mm的厚度，方能確保后期施工的可行性。在戶內(nèi)電氣管線的交叉、疊合現(xiàn)象較少采用60mm厚的現(xiàn)澆層就可以滿足管線排布安裝的要求。

在預制工廠需對有色管件進行除銹刷防銹漆、鍍鋅等操作；管線剔鑿工作必須安排在土建噴漿之前進行，不得使用大錘，剔孔盡量采用機械，剔洞直徑不宜超過管外徑40mm；依據(jù)優(yōu)化后的模型布置，遇到剔洞需要截斷構(gòu)件的鋼筋或損傷結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位時，須取得土建負責人同意方可布線安裝[4]，管道安好后應(yīng)用水泥砂漿將洞眼堵塞嚴實；管線穿墻一般需用紙?zhí)坠?，套管兩端與墻面平，穿樓板處用鐵套管，套管高出樓面30mm；堵塞洞眼時注意保證管道及套管位置準確，不準用磚或木塊填塞。

圖2 標準層三維信息模型圖

圖3 局部節(jié)點三維空間布線圖

5 結(jié)論與展望

現(xiàn)階段住宅產(chǎn)業(yè)化電氣管線工廠預制技術(shù)正處于發(fā)展初期，方案、設(shè)計、施工、運維等規(guī)范性標準體制尚未完善。參數(shù)化BIM技術(shù)的輔助性運用，可以有效地將預制構(gòu)件和現(xiàn)場裝配分開進行，解決預制裝配過程中出現(xiàn)的不同復雜問題。管道工廠化預制技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，只有不斷地探索，進行經(jīng)驗歸納總結(jié)，縮短施工周期，節(jié)約工程成本，才能更利于推動住宅產(chǎn)業(yè)化的進程，擴大預制裝配式的運用范圍。

[1]北京中元智盛市場研究有限公司.預制裝配式房屋行業(yè)“十三五”規(guī)劃重點分析及發(fā)展趨勢研究報告[R].2015.

[2]孔嵩.超高層建筑電氣設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)解析[J].建筑電氣,2015（5）:39-44.

[3]張存貴.管道工廠化預制技術(shù)在建筑機電安裝中的應(yīng)用[J].山西建筑,2011（10）：37.

[4]邵光華.BIM技術(shù)在某建筑實例排水管道設(shè)計中的運用[D].青島：青島理工大學,2015.

The Application of BIM Technology in the Construction Industry Modern Electric Design

SHEN Wei-long,XUAN Chao,SUN Yu-chen,FU Zhen

(Nanjing Yangtze River Urban Architectural Design Ltd.Co.)

In this paper,based on BIM technology combined with a prefabricated building projects,system elaborated the BIM concept of collaborative design in housing industrialization preliminary attempt of electrical professional prefabricated installation.Early by Revit software for the construction of the civil engineering,mechanical and electronic information model;using parameterized installation model mid prefabrication in industrialized way;late for prefabricated installation,greatly improve the efficiency of the electric construction,to promote the continuous improvement of the whole life cycle of housing industrialization.

prefabricated;BIM;electric;pipeline reserved