BIM技术在某项目管线综合中的应用_纪凡荣
2013年2月上第42卷第3期
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
107
DOI ：10．7672/sgjs2013030107
BIM 技术在某项目管线综合中的应用
*
纪凡荣1，徐友全1，曾大林2，赵灵敏3，张秦
3
（1．山东建筑大学管理工程学院，山东济南250101；2．同济大学经济与管理学院，上海
201804；
3．山东营特建设项目管理有限公司，山东济南
250013）
［摘要］针对建设项目中管线图纸错误及施工返工问题，在某项目中建立管线综合建筑信息模型（BIM ）。通过BIM 模型的管线碰撞，在图审阶段解决了二维图纸中的所有错误，实现了图纸优化；通过模型出图，实现了管线图纸的集成化和可视化，
增加了读图效率；通过施工模拟，方便了施工交底，提高了沟通效率。［关键词］管理；建筑信息模型；管线综合；深化设计；碰撞检测［中图分类号］TU81
［文献标识码］A
［文章编号］1002-8498（2013）03-0107-03
Application of BIM Technique in Some Comprehensive Pipeline Project
Ji Fanrong 1，Xu Youquan 1，Zeng Dalin 2，Zhao Lingmin 3，Zhang Qin 3
（1．Management Engineering School of Shandong Jianzhu University ，Ji ’nan ，Shandong
250101，China ；
2．School of Economy and Management ，Tongji University ，Shanghai 201804，China ；
3．Shandong International Project Management Company ，Ji ’nan ，Shandong
250013，China ）
Abstract ：To solve the problem of drawing errors and re-construction in the construction of pipeline ，a comprehensive pipeline BIM model was established in a construction project．With the pipeline collision testing of the BIM model ，all the mistakes of the two-dimensional drawings were solved and the drawings were optimized during the drawing review phase．Through the drawing generation function of the BIM ，the drawings of the pipeline were integrated and visualized ，which improved the reading efficiency of the drawings．Construction simulation was also performed based on BIM ，which facilitated the construction work and improved the efficiency of communication．
Key words ：management ；BIM ；comprehensive pipeline ；design ；collision detection *国家自然科学基金（71072046）
［作者简介］纪凡荣，讲师，E-mail ：pmri@163．com ［收稿日期］2012-10-03
建筑信息模型（building information molding ，BIM ）的出现将引发建设领域的第二次革命。BIM 研究的目的是从根本上解决项目规划、设计、施工、维护管理各阶段及应用系统之间的信息断层，实现全过程工程信息管理乃至建筑生命期管理。研究表明，
BIM 投资回报率最低达140%。本文以济南某项目为例，研究了BIM 技术在该项目管线综合中的应用。1BIM 在安装领域的应用及优势1.1
传统做法
在施工图设计阶段，实力较强的设计单位会做管线综合，实力稍差一些的设计单位不做管线综合，甚至不详细标注管线尺寸。即使在设计阶段尽力做到各专业协调，设计出图以后，参建单位各专业工程工程师会在图纸会审阶段考虑管线综合问
题，但并不能全部解决管线综合问题，并一直伴随着整个建设项目全生命周期。图纸投入项目使用过程中，
设计单位基本不参与项目，只有项目较大或者通过约定，设计才有可能派驻现场代表。此外工程复杂程度、
规模大小及工程师的专业能力制约着管线综合的全面性，也容易造成疏漏等错误。传统的图纸是按照平面出图，施工单位如要了解某种管线系统，须阅读多张平面图纸才能掌握。如果在施工过程中发现问题，
才考虑管线综合，导致大量变更，进而对建设项目造成延误。1.2
管线综合BIM 技术的优势
传统项目建设过程中，
项目参建各方有时需要花费巨大费用来弥补由设备管线碰撞而引起的拆装、返工及浪费。BIM 技术应用能完全避免这种浪费。在管线综合设计时，
可利用BIM 的可视化功能进行管线碰撞检测，将碰撞信息反馈给设计人员及时做出调整，以减少施工现场的管线碰撞及返工，降低工程成本。
108施工技术第42卷
在碰撞检测的基础上，为满足工程的净高要求、预留足够的检修空间、考虑实际管件采购与制作及考虑支吊架的制作及安装对管线具体位置，可在BIM模型中进行合理排布，减少在施工阶段可能存在的错误和返工的可能性，并且可以优化空间，优化管线排布，方便施工。现场工程师还可以使用碰撞优化后的三维管线方案进行施工交底，提高施工质量。
业主关心的是管线安装后使用效果能否达到设计标准及满足空间尺寸。通过三维管线综合得到BIM模型，能较好地解决业主所关心的问题，不仅能形象展示管线布置，还能进行通过空间漫游体验空间效果。BIM模型是一个真实系统在计算机中的虚拟反映，管道、设备、部件均包含完整的数据信息，方便物业维护。
2BIM组织实施状况
2.1工程概况
该项目位于济南西部城区，是中国第十届艺术节配套项目。建设内容包括约1600座的歌剧院、1500座的音乐厅和500座的多功能厅等，建设规模约7万m2，东西长216m，南北长117m。歌剧厅建筑高47.6m，音乐厅建筑高40.6m，多功能厅高30.9m。还包括3万m2的地下车库，东西长254m，南北宽68m，基础埋深11m。项目建成后将成为济南市的标志性建筑之一。
2.2BIM组织
承接项目后，成立了BIM服务中心，服务中心由项目主任1人，咨询经理1人，专家顾问组5人，建筑结构专业组4人，设备管线专业组2人，建筑结构建模组5人，管线综合建模组5人，虚拟现实综合组3人。BIM咨询主任职责包括组织建立专家团队，组织BIM建议书的编制，与项目参与方高层交流协调等；BIM经理职责包括安排BIM服务中心内部培训，BIM应用的整体实施规划编制，与项目参建各方一线人员交流协调，组织配置和更新BIM相关的数据集，完成BIM咨询主任交给的其他工作；技术主管职责包括BIM项目技术标准框架的制定，管理BIM模型和模型后期修改，指导相关人员从BIM 模型中提取数据，对由BIM模型导出成果进行指导并审批，完成BIM经理交给的其他工作；各专业组职责包括负责完成本专业BIM模型构建，在三维协同环境中完成本专业BIM模型修改，完成BIM经理或BIM技术主管交给的其他工作。
2.3BIM服务内容
各专业项目组基于BIM专业软件平台协同工作，而不是传统的串行工作方式。这样能保证BIM 模型的构建能够在最短时间响应项目需求。其服务内容包括：进行碰撞检查，优化施工图设计，提交综合管线及关键部位管线排布图；根据设计图纸搭建建筑结构及水暖电模型；完成建筑结构、水暖电综合管线模型中的碰撞检查并提交碰撞检查报告；完成建筑结构、水暖电综合管线模型中的碰撞检查并提交碰撞检查报告；对管线复杂或净高要求严格的部位做管线施工安装排布图，并做四维施工模拟动画；按照业主提供的装饰装修图完成室内样板间模型的搭建，制作动画和互动漫游；根据设计进展进行玻璃幕墙模型搭建，提交玻璃幕墙生产与安装优化建议；根据各设计单位提供的图纸，搭建室外市政管网、绿化及景观小品模型；完成室外总体的碰撞检查并制作动画和互动漫游。
3管线综合实践
在设计单位出图完成后，BIM服务中心根据设计图纸及相关设计变更资料，进行了BIM建模，碰撞检测建模成果如图1所示
。
图1管线综合BIM模型
Fig．1Comprehensive pipeline BIM model
3.1碰撞检测
项目涉及20多种专业，管线比较复杂，碰撞专业涉及通风、喷淋、消火栓、给排水、电缆桥架、建筑结构、空调水、消防8个专项，23种碰撞关系，碰撞总次数达1128次。从项目构成上划分：项目南侧车库碰撞299次，多功能厅碰撞323次，音乐厅碰撞169次，歌剧院碰撞337次。从管线碰撞关系上划分：碰撞次数较多的是消防与给排水管线碰撞154次，通风与给排水碰撞126次，建筑结构与通风碰撞125次；碰撞次数较少是空调水与电缆桥架碰撞7次，电缆桥架与消火栓碰撞12次，电缆桥架与消防碰撞12次。给排水与其他专项碰撞多达443次，结构与其他专项碰撞的次数多达429次，通风与其他专项碰撞达416次。消火栓与其他专项碰撞次数最少106次。通过碰撞
2013No．3纪凡荣等：BIM 技术在某项目管线综合中的应用109
检测，优化了图纸，减少了失误。3.2
综合出图
BIM 工作流程是先建立土建模型，然后进行各专业设备管线的建模，设备管线根据通风、给水管、排水管、消防、电缆桥架等设置不同颜色以便区分。建模完成后，再根据各专业技术要求、空间要求、施工工作面以及质量安全监督部门要求等因素，对管线进行碰撞检测调整避让后，汇总出图。部分出图成果如图2所示
。
图2
综合管线出图
Fig．2
Comprehensive pipeline drawing
BIM 出图与一般的出图方式不一样，该种图纸是立体的，易于理解。由于该图纸没有设计单位盖章及通过图纸技术审查及行政联合审查，只能作为咨询成果为项目服务。3.3
施工模拟
施工模拟是在BIM 管线模型的基础上，附加时间因素，将模型的形成过程以动态的4D 方式表现出来。施工模拟可以支持施工过程的可视化模拟以及施工进度的动态管理和优化。施工模拟主要由工作分解、进度计划及模拟视频3部分构成。BIM 施工模拟如图3所示
。
图3
施工模拟
Fig．3
Construction simulation
在制作施工模拟时，先要排好进度计划，然后将模型构件与进度计划挂钩，便可形成施工模拟。由于模型已经建立，施工模拟的关键是合理的工作分解及进度计划。
4经验教训
虽然BIM 管线综合减少了图纸错误与工程索
赔，
但在实际应用过程中也存在一些问题。1）土建与管线欠协调
在施工过程中，许多土建的预留洞口与BIM 成果中的土建尺寸不符。究其原因则是土建施工方未按照管线综合排布的图纸确定预留空间，而是根据原来的二维施工图纸施工或者土建图纸已经变更，而没有及时通知BIM 服务中心进行调整，导致部分BIM 管线成果需要重新调整后才能应用。因此在管线综合BIM 实施过程中，土建要与BIM 服务中心加强联系。
2）管线综合需要考虑施工
BIM 工程师往往根据施工图纸及碰撞检测做综合管线排布，没有考虑施工空间及工作面问题，仅仅凭借搭建好的三维土建模型做管线排布，致使某些BIM 管线综合成果无法指导施工。
3）BIM 实施需要文化支撑
参建各方在BIM 成果认识及应用水平上存在差异，
主要体现在员工的知识水平及工作习惯上。施工人员习惯使用二维管线的无精确标准设计图纸，习惯在安装过程中处理变更，解决管线的协调、排布、空间预留等问题，没有意识到三维管线综合排布成果的价值。再者BIM 成果不具有法律效率，二维盖章的图纸才是其施工依据，往往会思维定势，放弃三维管线综合成果。如何使用BIM 管线综合成果还需要一个认识的过程，使用者需要了解BIM 的理念、BIM 成果的使用方法及价值。5
结语
从手工绘图到甩掉图版的经验表明BIM 的普遍应用还需要过程。在该项目中应用BIM 取得了巨大成效，杜绝了因综合排布不当而引起的返工，提高了工作效率，更为管线精益安装、数字化工程管理实施提供了依据。
参考文献：
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