（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

0.引言

隨著我國城市化步伐的不斷加快，城市軌道交通飛速發(fā)展，地鐵作為城市軌道交通的重要組成部分，其地下車站具有空間小、專業(yè)多、管線復雜等特點。在傳統(tǒng)CAD設計過程中，不僅暖通專業(yè)與土建專業(yè)甚至各系統(tǒng)專業(yè)之間協(xié)調(diào)配合工作量巨大，而且從設計到施工過程中也易出現(xiàn)孔洞遺漏、管線碰撞、檢修空間不足等問題。隨著BIM技術的發(fā)展與應用，可極大提高專業(yè)協(xié)同工作效率、優(yōu)化各專業(yè)管線排布、減少差錯漏碰等問題，同時有助于降低施工成本、縮短施工工期、提高施工質(zhì)量。

1.地鐵車站暖通系統(tǒng)設計概述

地鐵車站暖通系統(tǒng)主要由隧道通風系統(tǒng)和車站通風空調(diào)系統(tǒng)組成，主要為乘客提供過渡性舒適的環(huán)境，為地鐵工作人員和設備提供良好的工作條件，為設備提供良好的運行環(huán)境。同時，當發(fā)生火災時，通風空調(diào)系統(tǒng)為乘客和消防人員提供新鮮的空氣并排除煙氣和控制煙氣流向，保證乘客安全地疏散。阻塞運行時，保證區(qū)間隧道的溫度滿足列車空調(diào)冷凝器的運行要求。

1.1 隧道通風系統(tǒng)

隧道通風系統(tǒng)包括區(qū)間隧道通風系統(tǒng)和車站隧道通風系統(tǒng)，主要負責在列車正常運行時有效排除隧道內(nèi)余熱余濕，確保隧道內(nèi)最高平均溫度小于40℃。列車阻塞時，向阻塞區(qū)間提供一定的通風量，控制隧道溫度滿足列車空調(diào)器正常運行及補充列車內(nèi)乘客所需的新風量。列車火災時，及時排除煙氣和控制煙氣流向，保證乘客疏散及消防撲救需要[1]。

1.2 車站通風空調(diào)系統(tǒng)

車站通風空調(diào)系統(tǒng)包括車站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)、車站設備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)和車站空調(diào)水系統(tǒng)。正常運營時，車站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)為乘客提供過渡性舒適環(huán)境，車站設備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)為工藝設備提供良好的運行環(huán)境、為工作人員提供舒適的工作環(huán)境，車站空調(diào)水系統(tǒng)為大、小系統(tǒng)提供冷凍水滿足空調(diào)器運行、調(diào)節(jié)要求。火災時，迅速排除煙氣或阻斷火源、煙氣，同時為乘客提供一定的相對于疏散方向的迎面風速，誘導乘客安全疏散[2]。

2.BIM技術在車站暖通設計中的應用

地鐵系統(tǒng)中的暖通系統(tǒng)復雜、管線繁多，主要包括車站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)風管、車站設備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)風管、防排煙系統(tǒng)風管、冷凍水管、冷凝水管、冷媒管等，很多管道線匯聚在一處直接導致機房、走廊和房間管道繁雜，并且各個線路互相交叉和重疊。因此在使用傳統(tǒng)CAD二維設計的過程中，通常只會對平面中的大致排列布局和位置進行分析，直觀查看的難度較大，最后致使施工環(huán)節(jié)發(fā)生多次管道線路互相碰撞、穿梁以及難以排布的問題。通過對BIM技術的合理應用有助于對管道在各個位置的整體排列布局進行分析，考慮設備和管道的具體運行情況，進而滿足設計的要求，大大節(jié)省了空間，確保性能，為施工提供便利[3]。

暖通專業(yè)BIM設計需準備幾點基礎資料：（1）建筑、結構可鏈接的設計文件、項目坐標等；（2）完整的設備族庫，合理的機械設備族庫有助于實現(xiàn)管線和設備的連接；（3）合適的項目樣板文件，符合項目需求的樣板文件可以大大提高設計效率，為后期工作夯實基礎。

BIM技術在暖通設計中的應用主要從四個方面進行展開：（1）平面圖繪制。首先對建筑區(qū)域進行合理劃分，明確管線系統(tǒng)種類，再根據(jù)管道特性完成對應類型管道的繪制工作，并對各系統(tǒng)建立各自的過濾器，同時完成管道與空調(diào)器、風機、冷水機組、水泵等設備及閥門的連接。設備區(qū)內(nèi)走道和環(huán)控機房的風管線最為復雜，在繪制時需要密切觀察管線碰撞情況，使用BIM可視化技術認真觀察三維視圖旋轉情況。根據(jù)過濾條件，設置自動化檢測，檢測相應類型的碰撞。風系統(tǒng)繪制時應注意風口、閥門、設備、彎頭、三通、堵頭等構建與風管的連接情況，保證系統(tǒng)連接完整，并進行系統(tǒng)完整性檢查，完整的系統(tǒng)模型方可進行水力計算，并根據(jù)水力計算結果優(yōu)化系統(tǒng)設計方案。（2）剖面圖、系統(tǒng)圖繪制。相較于傳統(tǒng)CAD技術，剖面圖和系統(tǒng)圖的繪制更加簡便，剖面圖根據(jù)需要確定剖面位置，直接形成相應的剖面圖，系統(tǒng)圖也可根據(jù)視圖設置自動生成，大大提高設計效率。（3）設備材料表統(tǒng)計。地鐵車站工程較為龐大和復雜，在實際施工過程中會形成大量的參數(shù)信息，通過對BIM技術的合理使用能夠突破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計模式，在信息建模的作用下快速產(chǎn)生設備明細表，對閥門的數(shù)量、材料、管道長度等進行自動化統(tǒng)計。（4）布局出圖。基于模型文件生成相應圖紙，包括平面圖、剖面圖、立面圖、局部放大圖、詳圖、明細表、圖紙目錄等，且這些圖紙內(nèi)容均與模型文件相互關聯(lián)，同時可以在Revit軟件中直接批量導出為PDF圖紙[4-5]。

3.BIM技術在車站暖通設計中的應用優(yōu)勢

（1）可視化。BIM模型和現(xiàn)場管線布置可實現(xiàn)一一對應的效果，能夠?qū)⑴ㄏ到y(tǒng)的管線及設備布置情況完全顯示出來，對于順利開展施工具有重要的指導作用。并且還能夠通過橫縱剖面甚至三維視圖全面顯示管線及設備布置，清晰直觀。（2）管線優(yōu)化。設計人員進行模型的整合，實現(xiàn)對整體模型的平行協(xié)調(diào)后，可利用碰撞檢測功能。通過檢測的詳細報告發(fā)現(xiàn)視覺上難以發(fā)現(xiàn)的問題，例如互相碰撞及干涉問題，并進行有效修正，完成管線的優(yōu)化[6-7]。（3）協(xié)同設計。同傳統(tǒng)設計模式進行對比，BIM模型能夠整合全部信息，全部專業(yè)都圍繞一個模型展開，進行信息的讀取，對設計人員的修改進行有效觀察，使各專業(yè)之間配合工作模式得以簡化，并且提高了協(xié)同的有效性和聯(lián)動性，協(xié)同設計效果明顯。（4）工程量統(tǒng)計。對傳統(tǒng)設計方式，工程量統(tǒng)計需要根據(jù)二維圖紙進行設備、部件和管道配件的一一計數(shù)，之后將其分類，在表格中統(tǒng)計。而通過BIM設計能夠?qū)崿F(xiàn)對各設備構件的自動統(tǒng)計，形成完整的統(tǒng)計報表，大大提高工作效率[8-9]。

4.BIM技術在車站暖通設計中的應用前景

BIM技術在歐美發(fā)達地區(qū)發(fā)展應已趨于成熟，并且具備相關標準規(guī)范。我國BIM技術正處于飛速發(fā)展階段，從二維設計到三維設計的轉變不僅僅是設計行業(yè)的一大變革，也會對施工、建設、運營等諸多方面帶來巨大影響。從設計來說，BIM技術應用于地鐵暖通設計優(yōu)勢明顯，BIM設計的推廣與應用勢在必行。隨著BIM技術的研究、創(chuàng)新、發(fā)展，其在地鐵車站暖通設計中應用前景廣闊。

5.結語

總之，隨著BIM技術迅速發(fā)展以及三維設計模型的廣泛應用，將其應用于地鐵車站暖通設計中能夠有效提高設計效率、優(yōu)化設計質(zhì)量、減少設計工作量，BIM技術的應用與發(fā)展形勢向好。