位陽(yáng)

（華建數(shù)創(chuàng)（上海）科技有限公司 上海 200040）

0 前言

BIM以三維信息技術(shù)為核心和基礎(chǔ)，具有可模擬、可計(jì)算、可視化等特點(diǎn)，它將理念與技術(shù)整合，貫穿工程項(xiàng)目全過(guò)程，應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等多個(gè)階段，既可以說(shuō)它一個(gè)工程數(shù)據(jù)模型，也能說(shuō)一種信息化管理思維，再或者為一次數(shù)字化技術(shù)[1]。BIM將工程項(xiàng)目中所涉及到的各個(gè)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)信息都整合在同一個(gè)模型中，并對(duì)其建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備管線等進(jìn)行三維模擬仿真，這可以幫助項(xiàng)目人員在不同階段利用模型做出正確的判斷和合理的決策，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)和施工管理，以此節(jié)省資金成本。

1 BIM技術(shù)在管線優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 傳統(tǒng)管線設(shè)計(jì)的弊端

在以往的管線綜合設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)采用CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。由于二維圖形的限制，單靠圖紙無(wú)法全面細(xì)致地表達(dá)各個(gè)管線的走向與分布，設(shè)計(jì)師需要花費(fèi)更多時(shí)間來(lái)想象三維管線，由此判斷設(shè)計(jì)是否合理或者存在沖突，而這種判斷方式所帶來(lái)的成果往往存在大量難以發(fā)現(xiàn)的碰撞問(wèn)題。此外當(dāng)一個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，很容易就影響到整體管線的布置，必須要及時(shí)更新給其他專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員，因此協(xié)調(diào)管線布局的過(guò)程前后會(huì)重復(fù)多次并且難免會(huì)有疏漏，極大地降低了工作效率。再加上現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)的未知因素又太多，這就會(huì)讓前期潛在的問(wèn)題在施工階段直接暴露出來(lái)，出現(xiàn)成本增加、工期延誤等一系列問(wèn)題。

1.2 BIM管線設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用BIM技術(shù)參與管線綜合的設(shè)計(jì)，可以將MEP各專(zhuān)業(yè)的管線系統(tǒng)模型如：空調(diào)冷熱水、送排風(fēng)、照明、應(yīng)急疏散、應(yīng)急電源、弱電控制和醫(yī)療氣體管道[3]等多個(gè)系統(tǒng)的模型鏈接在一起，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和實(shí)際施工要求，結(jié)合管線設(shè)計(jì)原則進(jìn)行布局，保證在設(shè)計(jì)階段的審圖中就發(fā)現(xiàn)大量隱藏在圖紙中用傳統(tǒng)審圖方法難以發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，查找出各個(gè)潛在的沖突點(diǎn)，彌補(bǔ)存在的錯(cuò)漏補(bǔ)缺問(wèn)題，再基于可視化模型解決管線之間以及管線和建筑結(jié)構(gòu)等其他專(zhuān)業(yè)之間的交叉碰撞問(wèn)題，協(xié)調(diào)好各機(jī)電設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)以及裝飾裝修等專(zhuān)業(yè)之間的碰撞，保證設(shè)計(jì)的合理性和安裝的可行性，優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理布線，這樣便減少了后期施工時(shí)由于返工所帶來(lái)的損失。另外，在施工前階段，還可以在BIM模型中進(jìn)行虛擬漫游來(lái)模擬施工過(guò)程，能夠更加直觀地發(fā)現(xiàn)施工期間可能存在的異常，仔細(xì)分析各管線和設(shè)備在日后使用過(guò)程中的空間使用。設(shè)計(jì)師借助模型關(guān)注真正的重難點(diǎn)，結(jié)合所做工程的專(zhuān)業(yè)性和特殊性，將更多的精力放在研究適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和施工方案上。通過(guò)設(shè)置模型信息平臺(tái)，促使管線項(xiàng)目的參與方都能夠協(xié)同合作，保證信息的實(shí)時(shí)更新，做到交流無(wú)障礙、共享無(wú)間隙，極大地提高工作效率。

1.3 BIM技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)

1.3.1 管線碰撞檢測(cè)

通過(guò)軟件如 Navisworks Management中的”Clashdetective”功能[4]可以自動(dòng)檢測(cè)模型的碰撞，徹底規(guī)避管線和管線等其他專(zhuān)業(yè)之間的沖突，指導(dǎo)設(shè)計(jì)進(jìn)行管道避讓調(diào)整，綜合協(xié)調(diào)管線的布局，合理分布相關(guān)設(shè)備，確保建筑物交付后的實(shí)際使用性。

1.3.2 空間分析

為了滿足醫(yī)療建筑的使用功能和病房空間對(duì)病人使用感受的要求，走廊房間等的吊頂高度都會(huì)有嚴(yán)格的控制要求。在對(duì)碰撞問(wèn)題給予完美解決后，隨后可通過(guò)優(yōu)化BIM模型中的空間結(jié)構(gòu)，來(lái)保障各專(zhuān)業(yè)管線的合理調(diào)控，分析空間及凈高以保證其合理性，為設(shè)備安裝、管線安裝預(yù)留洞口的精確定位和尺寸大小，減少對(duì)梁板柱產(chǎn)生的影響，減少后期二次設(shè)計(jì)和施工。

1.3.3 可視化交底

設(shè)計(jì)人員可利用BIM優(yōu)化后的管線模型對(duì)工人進(jìn)行直觀清晰的可視化技術(shù)交底，一方面可以減少因主觀想法差異導(dǎo)致的反復(fù)施工、增加成本等問(wèn)題，確保工程按時(shí)且高效的完成，另一方面也可以模擬體驗(yàn)走廊和房間的層高舒適度，向醫(yī)院人員模擬展示未來(lái)各房間區(qū)域之間的相互關(guān)系，專(zhuān)業(yè)性地審核設(shè)計(jì)是否符合醫(yī)療流程和要求為良好的就醫(yī)環(huán)境搭橋鋪路。

1.4 BIM在醫(yī)院管線項(xiàng)目的應(yīng)用步驟

1.4.1 搭建各專(zhuān)業(yè)模型

由于醫(yī)院管綜項(xiàng)目中管線系統(tǒng)復(fù)雜，因此需要根據(jù)項(xiàng)目所處的階段不同、專(zhuān)業(yè)分工不同、房間使用特殊性不同等多種情況，建立眾多的子模型。同時(shí)也需要在局域網(wǎng)內(nèi)建立一個(gè)中心文件作為數(shù)據(jù)平臺(tái)，方便模型信息的共享，讓各參與方能夠及時(shí)溝通交流，而且此數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于以后實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)、管線優(yōu)化、提取工程量、保證施工進(jìn)度、質(zhì)量、資料管理等都起著不同小覷的作用。

1.4.2 圖模審核

在構(gòu)建BIM初版模型時(shí)，首先需將發(fā)現(xiàn)的圖紙問(wèn)題給予總結(jié)，比對(duì)相同位置的圖紙、模型，撰寫(xiě)圖紙問(wèn)題匯總報(bào)告，反饋給設(shè)計(jì)人員檢查和修改，并根據(jù)回復(fù)及時(shí)修改與完善BIM模型，并進(jìn)行各子模型的匯總，匯總為管綜總體模型[5]。

1.4.3 碰撞檢測(cè)

將匯總后的管綜總體模型與土建模型、結(jié)構(gòu)模型、裝飾裝修模型等整合在一起，制定相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)則，進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)相互之間可能存在的碰撞檢測(cè)，此時(shí)，BIM軟件則能夠自動(dòng)生成碰撞檢查報(bào)告，其包含了碰撞對(duì)象等詳細(xì)信息，便于迅速查找定位處碰撞的管線和設(shè)備等。報(bào)告對(duì)接下來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更提供了直觀清晰的可視化表達(dá)，有助于尋找消除碰撞的對(duì)策。

1.4.4 管線綜合優(yōu)化

在BIM碰撞報(bào)告出來(lái)后，則需要對(duì)綜合管線進(jìn)行設(shè)計(jì)完善。在此之前，首先需進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化設(shè)計(jì)。同樣，在保證醫(yī)院項(xiàng)目的特殊規(guī)范和要求的前提下，設(shè)計(jì)需要考慮施工先后順序和管線綜合優(yōu)化的原則，重新制定合理的施工方案，深化各專(zhuān)業(yè)管道的最終信息，優(yōu)化公共區(qū)域的凈高，例如，針對(duì)于醫(yī)院中心供應(yīng)室等場(chǎng)所的排水管徑不能夠超過(guò)DN75；其次，氣體釋放口的安裝距離不能低于0.20m等等。通常，一般管綜設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則有：大管優(yōu)先，小管讓大管；有壓管讓無(wú)壓管；低壓管避讓高壓管；常溫讓高溫低溫管等。

1.4.5 虛擬漫游及可視化交底

將優(yōu)化后的管綜及各專(zhuān)業(yè)模型導(dǎo)入BIM協(xié)同管理平臺(tái)，結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行施工模擬及漫游，安裝進(jìn)度與現(xiàn)場(chǎng)管線排布一目了然，這種交付方式和效果是二維圖紙所無(wú)法表達(dá)的?？蓽p少施工方在施工中的大量信息誤差和由此導(dǎo)致的返工等問(wèn)題，提高工作效率和質(zhì)量的同時(shí)，也方便成本的控制和管理。

2 結(jié)論

在這個(gè)信息越來(lái)越重要的時(shí)代，BIM技術(shù)使傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目變?yōu)榱藥в袛?shù)據(jù)信息的三維模型，優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合管線只是BIM管理的其中一環(huán)。在未來(lái)，尤其是像醫(yī)院這種功能性特殊的大型公用建筑，基于BIM模型和數(shù)據(jù)可搭建醫(yī)院的可視化運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，更貼近醫(yī)院的管理需求和未來(lái)趨勢(shì)。BIM技術(shù)在建筑物的建造和管理中將發(fā)揮更大的作用，它將提升各類(lèi)業(yè)態(tài)建筑的建造水平和經(jīng)營(yíng)管理水平。