基于BIM技術(shù)的2022冬奧會崇禮冰雪小鎮(zhèn)項目應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的2022冬奧會崇禮冰雪小鎮(zhèn)項目應(yīng)用摘要：BIM技術(shù)作為21世紀(jì)新興的技術(shù)，在國內(nèi)外不同類型建筑工程的應(yīng)用下，技術(shù)發(fā)展已經(jīng)逐漸趨于成熟。本文研究的是2022冬奧會張家口賽區(qū)太子城冰雪小鎮(zhèn)文創(chuàng)商街項目，BIM技術(shù)的專項深化和應(yīng)用，簡化施工流程，實現(xiàn)施工模擬，保證施工有序進行，提高了施工質(zhì)量，有效降低工程造價。關(guān)鍵詞：BIM;碰撞檢測；管線綜合;深化設(shè)計工程概況在科技飛速發(fā)展的趨勢下，隨著建筑工程復(fù)雜程度日益增加，機電安裝也伴隨著技術(shù)要求高、施工任務(wù)多、涉及專業(yè)廣、協(xié)調(diào)難度大等一系列不利于安裝工程的進行的特點。本文實現(xiàn)的是通過利用BIM技術(shù)和三維建模法，在Revit2016軟件環(huán)境中對各個專業(yè)信息模型和數(shù)據(jù)模型進行搭建，建立了太子城文創(chuàng)商街地下室模型，通過模型可視化、碰撞檢測、管線綜合、專項深化設(shè)計、工程量計量的可行性。1.1.BIM在我國的發(fā)展前景建筑信息模型(BuildingInformationModeling)是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點。眾所周知，3D型包含了建筑物的圖形與非圖形屬性，在計算機上提供了虛擬現(xiàn)實模型，以此為平臺，整合營建管理，發(fā)展為帶有時程屬性的4D、成本屬性的5D模型如圖(1)所示。4D模型的特點：4D模型基于3D模型加上時間因素，可以幫助施工計劃的研擬及并仿真演出，對營造單位而言是一個預(yù)建造的過程。具有時程信息的4D模型，可作為施工進度控管的平臺，可可視化的呈現(xiàn)預(yù)。訂進度與工地反饋的實際進度差異，提出預(yù)警，幫助工程師研討解決問題。5D模型的特點：5D模型基于3D模型的數(shù)量信息，以及4D模型的時程鏈接，對于工程預(yù)算成本管理效益顯著。B0M3DBIM|4D|>10俺歿]+1創(chuàng)B0M3DBIM|4D|>10俺歿]+1創(chuàng)出附■圖IVH5D]20410(1^}圖1BIM3D向5D的轉(zhuǎn)化工程概況太子城冰雪小鎮(zhèn)文創(chuàng)商街項目位于河北省張家口市崇禮區(qū)太子城高鐵站東側(cè)為室內(nèi)外商街、頒獎廣場、會議中心綜合性公共建筑，冰雪公共服務(wù)設(shè)施南部由地上三層公寓和地下室組成。地下包括商業(yè)、餐飲、車庫、設(shè)備用房、人防工程地下室分為一、二、三工區(qū)。本工程涉及機電專業(yè)多，主要有電氣專業(yè)、給排水和采暖專業(yè)、弱電專業(yè)、暖通與空調(diào)專業(yè)、消防專業(yè)等不同分項工程。為了便于機電專業(yè)和建筑、幕墻及自身之間施工協(xié)調(diào)，規(guī)避施工過程中存在的返工、高能耗等管理中存在的不足，BIM技術(shù)的應(yīng)用可應(yīng)用于機電管線安裝的全過程，運用此項技術(shù)可幫助業(yè)主提前了解建筑市場的發(fā)展情況，設(shè)計方超前設(shè)計深化，施工方在施工過程中運用三維模型進行管線協(xié)調(diào)、綜合排布、碰撞檢查、工程量計量，監(jiān)理方通過深化圖紙判斷施工是否符合要求，為后期運營管理提供良好的基礎(chǔ)，有效提高機電安裝全壽命周期管理水平。BIM技術(shù)特點可視化可視化(Visualization)是利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，再進行交互處理的理論、方法和技術(shù)。項目建立前期，通過BIM軟件構(gòu)建機電管線的3D模型將傳統(tǒng)的平面圖形模型化，通過可視化技術(shù)建立三維模型，向業(yè)主展示機電安裝完成的最終效果，利用BIM軟件Revit2016建立太子城太子城冰雪小鎮(zhèn)文創(chuàng)商街地下室三工區(qū)模型如圖(2)所示項目施工準(zhǔn)備階段，通過可視化能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計不合理之處以及安裝過程中可能存在的問題。文創(chuàng)商街地上1-5#樓支吊架安裝問題以及管線設(shè)計碰撞問題如圖(3)。項目施工階段，綜合管線排布圖可以較為方便的為施工隊伍提供作業(yè)依據(jù)。圖紙詳細的展示了管線的位置關(guān)系，管線的安裝高度以及局部復(fù)雜位置各專業(yè)交叉作業(yè)的施工工序如圖(4)，既保障施工的規(guī)范性與可行性又施工作業(yè)的效率與質(zhì)量。圖2文創(chuàng)商街地下車庫模型IV屈竝Ii"irt肓/十問題.II二-.冷■"：?：?：?點祜加;肚必暹IV屈竝Ii"irt肓/十問題.II二-.冷■"：?：?：?點祜加;肚必暹■?:!:?:!:;Uli圖3設(shè)計碰撞問題【14腳初砌如R.L1-3465BJ9CCrmJIb-NMRL?9IUriiiCWWUN$2ei?00rmiC-r^S-DNSiBJSGOthZMN1Q0EL29aknm轆伽JJ-DNiOBL2SOOWTR.L1DS65SJSCtniTBUlSOfmBL2960mniBL3130mJ0O3J9aftm23CnmB科UH曲［呻XHMinoa^'SOmnXH4?150BUJ30iinl優(yōu)卷戦鋼MT1KJ粕如加）M?lT4N1NI鷄和Koe?n圖4管線的安裝高度以及

局部復(fù)雜位置2.2碰撞檢測本太子城冰雪小鎮(zhèn)項目機電管線安裝過程中，分包專業(yè)多，利用Revit2016軟件搭建的原始數(shù)據(jù)信息化3D模型，傳統(tǒng)正向設(shè)計的過程設(shè)計師無法完全結(jié)合現(xiàn)場實際情況構(gòu)思各專業(yè)管線安裝，且各專業(yè)設(shè)計師負(fù)責(zé)本專業(yè)管線設(shè)計，因此初始施工圖設(shè)計存在不同專業(yè)管線碰撞。因此，在建立BIM的3D模型之后，對已經(jīng)繪制的數(shù)據(jù)模型執(zhí)行碰撞檢測過程及結(jié)果如圖(5)(6)所示。碰撞檢測主要包括機電管道與建筑結(jié)構(gòu)模型的碰撞和機電專業(yè)管線的碰撞。圖5碰撞檢測程序圖6碰撞檢測顯示管線綜合本項目管線綜合包括地下室和地上公寓兩部分。地下室含機電專業(yè)分項較多，運用Revit2016應(yīng)用軟件進行數(shù)據(jù)模型和信息模型進行3D建模，機電安裝工程在施工階段各專業(yè)本身之間、專業(yè)與建筑結(jié)構(gòu)之間會發(fā)生碰撞，因此需要執(zhí)行碰撞檢測，針對發(fā)生碰撞的機電管道進行綜合調(diào)整，調(diào)整過程中需要遵循的原則是：(1)小管讓大管，大管優(yōu)先；(2)有壓管道避讓無壓管道；(3)普通管道避讓動力管道；(4)強弱電管線分開；(5)電氣避讓熱水和蒸汽管道；(6)造價低避讓造價高的(同等施工條件下)。運用Revit2016軟件管線綜合后，可得到可指導(dǎo)現(xiàn)場施工的CAD平面圖紙(圖紙包含管線定位、管線尺寸、管線標(biāo)高。此技術(shù)運用可實現(xiàn)減少資源消耗量，實現(xiàn)各專業(yè)之間有序進行施工。地上酒店公寓相比于地下室管線簡單，此處太子城冰雪小鎮(zhèn)項目做簡單CAD平面深化即可。公寓公區(qū)管線專業(yè)包括電氣、消防、給排水、暖通等等。地上管線綜合的特點是：管線專業(yè)簡單、體量較少、深化范圍小以及通用性強。但結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)來說難度較大：地上層高凈高度較低，管線集中在公寓走道吊頂內(nèi)且排布要求高(首層和三層控制在600mm以內(nèi)，二層控制在200mm左右)，通過剖面圖確定支吊架(此項目采用綜合支吊架減少空間占據(jù))以及首層、二層和三層各專業(yè)管線的定位和標(biāo)高均以1號樓為例，管線排布依舊參考地下室排布原則,使現(xiàn)場施工符合施工規(guī)范。針對機電管道安裝工程的多種專業(yè)管線，與傳統(tǒng)的施工管理技術(shù)相比，BIM技術(shù)可整合各項管線施工圖，實現(xiàn)綜合深化設(shè)計，能夠更加形象直觀的體現(xiàn)BIM技術(shù)的特點，減少設(shè)計過程中的技術(shù)變更，為工程施工提供指導(dǎo)。BIM在施工過程中深化設(shè)計應(yīng)用BIM-密集型母線深化應(yīng)用隨著現(xiàn)代化工程設(shè)施和裝備的涌現(xiàn)，各行各業(yè)的用電量迅增，尤其是眾多的高層建筑和大型廠房車間的出現(xiàn)，作為輸電導(dǎo)線的傳統(tǒng)電纜在大電流輸送系統(tǒng)中已不能滿足要求，多路電纜的并聯(lián)使用給現(xiàn)場安裝施工連接帶來了諸多不便。密集型母線槽作為一種新型配電導(dǎo)線應(yīng)運而生，與傳統(tǒng)的電纜相比，在大電流輸送時充分體現(xiàn)出它的優(yōu)越性，同時由于采用了新技術(shù)、新工藝，大大降低了母線槽兩端部連接處及分線口插接處的接觸電阻和溫升，并在母線槽中使用了高質(zhì)量的絕緣材料，從而提高了母線槽的安全可靠性，使整個系統(tǒng)更加完善。本項目地下室南區(qū)共設(shè)置兩個高壓變電所(3#/4#),由lOKv的高壓橋架送至變電所經(jīng)兩座變電所為低壓后設(shè)計了10根母線送往地上公寓5個樓區(qū)配電間及地下室部分用電由于項目的特殊性，母線的安裝滯后與機電其他專業(yè)，因此需要施工方深化人員與廠家配合進行深化，深化圖紙為4#變電所母線現(xiàn)場施工，包括了母線的安裝路徑、標(biāo)高及包含母線安裝的配件計量。BIM-地下車庫熱水機房深化應(yīng)用熱水機房作為太子城冰雪小鎮(zhèn)項目地下室南區(qū)重要的設(shè)備機房，機房內(nèi)設(shè)備多，布位和管線安裝比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的正向設(shè)計設(shè)計圖紙施工存在一定的不合理性，設(shè)計人員無法結(jié)合現(xiàn)場的實際情況進行實際調(diào)整，現(xiàn)場施工人員在安裝過程中只能根據(jù)以往的施工經(jīng)驗進行施工，但這樣的方式或?qū)е虏牧舷拇蟆⒎倒ご螖?shù)多及施工管理技術(shù)不高等諸多情況。首先，在施工前施工單位深化設(shè)計人員通過3D建模后，形象直觀的為施工提供了依據(jù)。3D模型首先可以向業(yè)主和現(xiàn)場施工人員展示機房的整體安裝效果。BIM-電井/配電間深化應(yīng)用電氣豎井也稱電纜豎井，是高層或多層建筑內(nèi)用于布放垂直干線電纜的通道。一般本層的強弱電配電箱也放置在電氣豎井內(nèi)。太子城冰雪小鎮(zhèn)項目文創(chuàng)商街地下室和地上酒店民宿均設(shè)置電氣豎井，因初步設(shè)計階段的不確定性和不完整性以及施工階段業(yè)主對部分功能的改變，豎井中配電箱設(shè)置及電纜橋架的布置需通過深化達到業(yè)主的預(yù)期目標(biāo)，因此在項目深化階段對電氣豎井進行必要的改變，為文創(chuàng)商街地上8#酒店公寓的電氣豎井圖。豎井深化圖包括：配電箱位置的布置和橋架穿樓板開洞的位置，避免了后期安裝過程中存在安裝錯誤、洞口位置不對應(yīng)以及電纜量的計量不準(zhǔn)確等等問題，極大地提高了施工人員對圖紙掌握的精確性和施工的高效性，有效的減少了因配電箱安裝錯誤導(dǎo)致和洞口錯位等問題需要返工因而增加人工和材料機具的費用，因此深化應(yīng)用在本項目發(fā)揮了重要的作用。BIM在工程造價方面的應(yīng)用4.1工程造價工程造價的直意就是工程的建造價格。工程計價的三要素:量、價、費。其中工程計價中最重要的因素是量的因素。而BIM技術(shù)前期通過對預(yù)建模型的參數(shù)話和數(shù)據(jù)化，能夠準(zhǔn)確做到工程量計量。再通過運用相關(guān)預(yù)算軟件如廣聯(lián)達能夠準(zhǔn)確地反映出此工程的造價及根據(jù)BIM4D的結(jié)合可能達到階段性的預(yù)測。BIM5D就是在4D的基礎(chǔ)上通過預(yù)測、調(diào)節(jié)、控制、評價等基本職能實現(xiàn)全壽命周期的工程造價。雖然現(xiàn)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用還在3D向4D過渡的階段，但5D的應(yīng)用是BIM發(fā)展的一個必然結(jié)果，為以后工程建設(shè)提供了技術(shù)化、信息化的管理。結(jié)論最后，以2022年冬奧會張家口賽區(qū)崇禮太子城項目為例展示了BIM技術(shù)在機電安裝工程中的實用性。通過在碰撞檢測、管線綜合、深化設(shè)計、工程造價各個方面的應(yīng)用，實現(xiàn)了不同專業(yè)之間的相互協(xié)調(diào)，優(yōu)化施工流程、縮短建設(shè)工期、強化成本管理。具體體現(xiàn)為：(1)BIM可視化的基本特點為機電安裝提供了基礎(chǔ)不僅能夠在未施工前為各個主體展示施工成果的三維模型，而且為各個專業(yè)的施工工序及管線施工定位和標(biāo)高提供清晰的施工依據(jù)。(2)專項深化設(shè)計。母線、設(shè)備用房等比較特殊的需要通過模型再結(jié)合現(xiàn)場的具體施工情況對專項施工進行II深化設(shè)計，此部分工作可由設(shè)計人員來做，也可以由施工單位符合要求的深化人員來做。深化過程中應(yīng)符合設(shè)計要求、施工規(guī)范及切合現(xiàn)場實際情況。(3)工程造價。運用軟件對施工前工程造價預(yù)測