朱 澤

（中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司，北京 101400）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)深度發(fā)展的背景下，BIM技術(shù)也得到了進(jìn)一步的深化，其可以得到相應(yīng)的三維動(dòng)畫，能以直觀、準(zhǔn)確的方式展示建筑造型，為工程人員提供指導(dǎo)。在整個(gè)建模過(guò)程中，Revit是極為重要的一款軟件，雖然其在施工中應(yīng)用相對(duì)較少，卻具備材料算量、沖突檢測(cè)等可視化、便捷的功能，因此有必要對(duì)其展開探討。

1 工程概況

昆明市官渡區(qū)人民醫(yī)院遷建項(xiàng)目位于巫家壩機(jī)場(chǎng)北端，涉及門診樓、急診樓等10個(gè)子項(xiàng)目，整體采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)目為一類高層公共建筑，防火等級(jí)一級(jí)，地下室共兩層，地下2層至地面的疏散高度小于10m，并在地下2層設(shè)置了人員隱蔽所。地下部分機(jī)電系統(tǒng)較為復(fù)雜，且昆明地區(qū)地震烈度達(dá)8級(jí)，需在地下設(shè)隔震層，地下大部分區(qū)域梁底高度小于3.1m。根據(jù)醫(yī)院的設(shè)計(jì)方案與特殊使用功能要求，部分區(qū)域需通行特種車輛，凈高要求達(dá)3m。其余區(qū)域根據(jù)醫(yī)院相關(guān)功能要求并按民用建筑設(shè)計(jì)通則嚴(yán)控樓層凈高，以滿足使用功能及舒適性要求。

2 機(jī)電工程綜合管線優(yōu)化的必要性

基于對(duì)綜合管線的合理優(yōu)化，創(chuàng)造更大的建筑物上部高度，此時(shí)建筑布局得到了良好的改善，可避免返工現(xiàn)象，并降低工程所需成本。①可以提升機(jī)房與樓層各類管線布局的合理性，將專業(yè)管線長(zhǎng)度控制在合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)不協(xié)調(diào)或管線沖突等問(wèn)題；②基于對(duì)建筑機(jī)電布線的綜合分析，能夠得到預(yù)留孔洞的具體位置，由此避免了獨(dú)立設(shè)計(jì)所存在的缺陷問(wèn)題，可以顯著提升結(jié)構(gòu)施工效率；③對(duì)機(jī)電設(shè)備參數(shù)進(jìn)行深度核查，并將所得結(jié)果提交設(shè)計(jì)單位，這樣可確保設(shè)備基礎(chǔ)及支架等結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。需要明確的是，綜合管線優(yōu)化設(shè)計(jì)工作還可以提升專業(yè)機(jī)房設(shè)備布局的合理性，創(chuàng)造出更豐富的工作空間，以便后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。

機(jī)電管線綜合應(yīng)用是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工程，其主要功能具體如下。

1）基本功能 解決機(jī)電管線碰撞，減少機(jī)電管線反彎。

2）操作功能 機(jī)電管線排列美觀，增加建筑凈高。

3）輔助功能 適用性、可操作性、兼容性。

3 BIM技術(shù)概述

3.1 便捷地開展智能設(shè)計(jì)

BIM指建筑信息模型（Building Information Molding），是對(duì)工程項(xiàng)目信息的數(shù)字化表達(dá)。進(jìn)行工程智能設(shè)計(jì)時(shí)，三維繪圖軟件必不可少，其能夠以精準(zhǔn)化的方式展現(xiàn)管線走向情況，并創(chuàng)建出三維模型，從而實(shí)現(xiàn)高度的集成化與可視化效果。在圍繞建筑展開模型設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要將機(jī)電項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)理念作為基本指導(dǎo)，充分考慮到排水、通風(fēng)系統(tǒng)等多個(gè)層次的管道要素，從三維視角出發(fā)，將其與實(shí)際施工效果進(jìn)行深度對(duì)比，這種可視化方式能更好地展開方案優(yōu)化，提升設(shè)計(jì)與施工的智能化水平。

3.2 有效提高協(xié)調(diào)合作效率

相較于二維平面，三維制圖顯然實(shí)現(xiàn)了巨大突破，可以顯著提升設(shè)備的專業(yè)化程度，增強(qiáng)工程人員的合作效率，這種高仿真的建筑模型為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)及施工人員帶來(lái)有利的影響。此外，當(dāng)引入三維制圖方式后，設(shè)計(jì)師與工程師之間能夠以高效化的方式展開溝通，充分考慮業(yè)主所提出的要求，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

3.3 利用溝通，改善業(yè)績(jī)

借助于三維視圖，可以幫助設(shè)計(jì)師、工程師乃至客戶更清晰地掌握工程的實(shí)際情況，尤其是對(duì)客戶能夠在短時(shí)間內(nèi)了解設(shè)計(jì)愿景，客戶在某一方面不夠滿意時(shí)也可以隨時(shí)做出調(diào)整，以避免后續(xù)矛盾的產(chǎn)生。

4 模型建立與深化設(shè)計(jì)

4.1 結(jié)構(gòu)模型建立

使用Autodesk Revit Structure軟件，利用樣板文件作為基礎(chǔ)繪制軸網(wǎng)與標(biāo)高；在繪制標(biāo)高時(shí)保持標(biāo)高符號(hào)對(duì)齊與一致性，為生成立面圖做好鋪墊。

所有構(gòu)件可稱為圖元，各圖元均為一種類型。在建立柱之前需新建柱的類型，名稱以層數(shù)、構(gòu)件編號(hào)、尺寸為主。目的是為視圖可視化中“過(guò)濾器”功能打下基礎(chǔ)，通過(guò)說(shuō)明滿足條件的圖元進(jìn)行過(guò)濾，以便于觀察。所有圖元的實(shí)例屬性在屬性菜單中設(shè)置，包括底部、頂部標(biāo)高與偏移、材質(zhì)等。

引入Revit軟件，在此基礎(chǔ)上借助樣板文件，進(jìn)一步展開軸網(wǎng)的繪制工作，同時(shí)確定標(biāo)高。需要強(qiáng)調(diào)的是，在繪制標(biāo)高時(shí)，講求標(biāo)高符號(hào)對(duì)齊的原則，這是得到立面圖的基本條件。

所涉及的任何一個(gè)構(gòu)件均可稱之為圖元，在尚未建立柱時(shí)，需要確定柱的具體類型，充分涉及層數(shù)、構(gòu)件編號(hào)及尺寸這三大部分內(nèi)容。此外，需要對(duì)類型屬性說(shuō)明項(xiàng)做進(jìn)一步說(shuō)明，這是后續(xù)“過(guò)濾器”功能得以正常使用的基本條件，基于圖元過(guò)濾的方式有助于觀察工作的展開。

4.2 機(jī)電管線模型建立

以設(shè)計(jì)藍(lán)圖為參考，由此將機(jī)電管線輸入計(jì)算機(jī)中，結(jié)果表明存在明顯的管線重疊現(xiàn)象。對(duì)此，有必要做好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作，盡可能為業(yè)主創(chuàng)造更為寬廣的空間，提升管路及設(shè)備布局的合理性，確保其能滿足實(shí)際功能需求。

借助Revit系列軟件，圍繞機(jī)電展開針對(duì)性設(shè)計(jì)，這是一項(xiàng)復(fù)雜度較高的工作，其涉及的內(nèi)容極為繁雜，如機(jī)電管線模型、節(jié)點(diǎn)設(shè)置及碰撞檢查等。

在進(jìn)行機(jī)電管線繪制時(shí)，需重點(diǎn)圍繞標(biāo)高與尺寸兩大因素進(jìn)行。具體來(lái)說(shuō)，無(wú)論是電纜橋架還是線槽，二者的繪制均與水管一致；關(guān)于風(fēng)管的類型，主要有圓形與矩形2種，但考慮到軟件的特性，需要注意風(fēng)管的參照標(biāo)高，這是風(fēng)管中心標(biāo)高的具體值。如果已經(jīng)得到了底部標(biāo)高，此時(shí)可以根據(jù)式（1）展開相應(yīng)計(jì)算：

式中，h1為風(fēng)管底部標(biāo)高，mm；h2為風(fēng)管高度，mm。

4.3 深化設(shè)計(jì)

橋架在上層（橋架排布時(shí)要距離噴淋頭、水平管30cm），消防水管道在下層，空調(diào)風(fēng)管在橋架下方，風(fēng)管在最下面。放置電纜線徑比較大、比較多的橋架上口距離大梁必須要有20cm距離，且橋架不要反彎，弱電橋架讓強(qiáng)電橋架。本項(xiàng)目地下2層層高為3.0m，地下1層為3.1m（局部為2.9m），地上部分層高為 5.1，4.5m。

得到剖面后，需要對(duì)管線標(biāo)高以及位置這兩大指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，需要強(qiáng)調(diào)的是，模型中所涉及的轉(zhuǎn)彎區(qū)域均采用彎頭連接方式，因此一旦對(duì)剖面內(nèi)管線標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，必然會(huì)引起走廊標(biāo)高的變化，為避免這一問(wèn)題，需要確保走廊路口的彎頭與三通處于斷開狀態(tài)，在滿足此條件后再展開剖面設(shè)計(jì)。事實(shí)上，管廊節(jié)點(diǎn)極為復(fù)雜（見圖1）。

圖1 管廊節(jié)點(diǎn)模型

地下室多處走廊部位，由于大尺寸風(fēng)管和主干管的排布，使走廊凈空狹小壓抑。深化人員通過(guò)管線調(diào)整，將凈高調(diào)高，使空間更加舒適。地下1層某處走廊，根據(jù)原圖紙表意建模后，發(fā)現(xiàn)此處凈高只有2.35m，不滿足醫(yī)護(hù)人員相關(guān)醫(yī)療用具的使用要求，且一處橋架位于水管下方，不符合設(shè)計(jì)規(guī)范。經(jīng)過(guò)深化人員從全局出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范、深化方案，將凈高由原來(lái)的2.35m增加到2.50m，同時(shí)將橋架與主水管平行布置，既滿足規(guī)范，又留出更多空間。

4.4 注意事項(xiàng)

借助圖元可見性原則可實(shí)現(xiàn)過(guò)濾圖元的效果。管線的繪制通常較為簡(jiǎn)單，但在深化與系統(tǒng)劃分這兩項(xiàng)工作中難度普遍偏大，必須充分明確各個(gè)子系統(tǒng)，而后對(duì)系統(tǒng)類型屬性進(jìn)行修改處理，并做出相應(yīng)說(shuō)明。應(yīng)具有針對(duì)性地改變視圖中所對(duì)應(yīng)的層數(shù)信息，借助過(guò)濾器進(jìn)行編輯。需要對(duì)系統(tǒng)名稱進(jìn)行處理，將其新建為相對(duì)應(yīng)的過(guò)濾條件，選擇具體的屬性類型（諸如風(fēng)管、電纜橋架等），而后添加條件，使其能夠改變顏色，借助不同的顏色將系統(tǒng)區(qū)分開來(lái)。

4.5 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用價(jià)值

BIM在施工階段的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)二維圖紙不能給予的視覺效果及認(rèn)知角度，能對(duì)施工進(jìn)行預(yù)模擬，有效控制施工安排，減少返工，也能夠?yàn)椴牧喜少?gòu)管理、成本控制提供支持。另外，BIM技術(shù)的運(yùn)用可以提高施工預(yù)算的準(zhǔn)確性，有效提高施工協(xié)調(diào)管理水平。設(shè)計(jì)和施工作為一個(gè)整體，在BIM設(shè)計(jì)模型的支持下可從根本上降低施工成本、縮短工期、提高質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)低碳施工，也可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工的數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)管理。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于BIM技術(shù)的三維模型，機(jī)電工程綜合管線綜合排布可以達(dá)到可視化效果，其可以將預(yù)期效果良好地呈現(xiàn)出來(lái)，幫助工程人員乃至客戶更好地了解工程實(shí)況。依托于BIM技術(shù)，可以幫助工程人員更全面地掌握各道工序，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，大幅提升現(xiàn)場(chǎng)管理效率。