BIM技术在铁路站房机电管线的应用

1传统设计的不足

传统设计的不足主要有以下3点[1]：（1）专业协同性不强；（2）效率不高；（3）信息不全面。在传统的设计中，设计师通过二维图纸出图，仅能够表达单一截面或局部信息，破坏了设计的整体性、连续性和一致性，很难表现机电管线系统的整体情况，难以避免管线的碰撞问题、净高要求不足、检查施工作业空间不够等情况，从而导致施工时出现拆改返工和浪费材料的现象，影响成本控制及施工质量，拖延工期。

2BIM技术的优势

（1）BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点[2-3]。BIM技术能够将传统的二维图纸转化为与实际工程等比例的，包含全部工程信息的三维模型，使人更直观快速地了解整个工程，实现各专业工作的协同管理性。（2）通过BIM技术能够查找管线的“错漏碰缺”等错误，配合虚拟漫游功能，模拟确定合理的施工方案[4]。从而大幅度优化管线综合排布，提前解决管线碰撞问题，满足工程的净高要求、预留足够的检修空间、充分考虑管线和支吊架的安装空间。减少施工阶段可能存在的错误造成的返工，有效缩短工期，节约成本。（3）通过三维BIM模型进行技术交底，能最大程度地提高施工的准确性，确保满足业主的需求。

3BIM技术的实际应用

3.1工程概况

北京某高铁站房建筑总规模为13.47万m2，融合了铁路、地铁、市政、公交以及相关配套设施，铁路站房与城市地铁、市政换乘设施同步实施。地下两层，地上两层，局部地上三层。其中地下二层为地铁线站台层及设备用房层，地下一层为城市通廊、国铁与地铁的换乘空间、地下车库等，首层为国铁进站厅、站台层和新建地铁线站台，二层为高架候车层，局部三层为商业服务。

3.2BIM技术应用准备

3.2.1BIM应用软件的选择

目前BIM建模软件有很多，经多方对比，最终选用Autodesk公司开发的Revit2016软件。Revit2016具完善的结构、建筑和机电模块，建模功能全面。选用NavisWorksManage软件进行精确的碰撞检测，同时进行动态的四维进度仿真和照片级的模型渲染。

3.2.2BIM人员组织

项目成立专门BIM部门，部门主管1人，负责编制BIM应用的整体实施规划，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。建筑结构专业组2人，设备管线专业组2人，虚拟现实综合组1人。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主管交给的其他工作。

3.3BIM模型构建

3.3.1模型构建标准要求

建立统一的构件命名及模型精度标准，方便后期模型碰撞检测、优化定位。统一命名为：区域楼层-系统名称，如AF1-给水。各专业模型设置成不同颜色，并进一步细化分类及精确定位，如添加类型、尺寸、位置、用途、编号等信息。

3.3.2综合模型构建

通过链接的方式将建筑结构模型链接到机电模型中，作为参考，从而将整个工程的全部信息统一整合[5]。在最终模型建立后，将各专业的模型与二维图纸进行对照，保证不出现管径、命名、位置标高等错误，不出现路由走向、多管少管等方面的问题，同时依照建模标准进行查缺补漏。

3.4碰撞检测

3.4.1碰撞分析

应用NavisworksManage软件的“ClashDetective”功能进行专业内及各专业间的碰撞检测及协调工作，碰撞检查包括给排水、暖通、电气设备、管道之间及与结构、建筑之间的碰撞[6]。但是站房内部管线实体数量庞大，排布错综复杂，若一次性全部进行碰撞检测，计算机运行速度和显示会非常慢。所以本项目按照施工进度采取分区、分阶段进行碰撞检测。本项目应用BIM技术对管线进行碰撞检测，形成了碰撞报告。共检查出碰撞点1万余处，其中管线综合碰撞8000多处。

3.4.2优化解决

利用BIM技术将管线由上到下、由大管到小管进行优化，优化原则为：（1）管线相对位置一般原则：电上、风中、水下；（2）管线避让原则：电让水，水让风，小管让大管、冷水管让热水管、有压让无压，重力排水管优先；（3）尽可能减少翻弯、距离就近、美观整齐；（4）考虑工作面空间及检修空间的问题，确认净空高度，高效利用空间；（5）管道较多的情况下采用综合支吊架，统一支架。

3.4.3综合管线碰撞检测流程

BIM综合模型经过碰撞优化后将大幅提高施工效率和工程质量，利用BIM技术进行碰撞检测的流程。

3.5优化出图

根据碰撞检查、优化解决后，从三维模型中直接导出带有准确、清晰标注的平面图和任一部位的剖面图，可用于直接指导施工。按专业划分，分专业出图，不同专业的管道、管件等构件要求出图颜色统一。

3.6BIM技术指导施工

3.6.1四维模拟施工

BIM技术中的四维模拟施工是将BIM模型与建筑信息结合起来，实现施工的可视化[7]。施工模拟主要由工作分解、进度计划及模拟视频3部分构成的。通过对施工的模拟，实时分析项目进度计划，对进度计划进行优化处理，各专业施工人员提前进行相互协调，优化物资和机械的现场布置，实现资源的优化配置[8]，通过对施工进度和施工质量进行实时监控，提高施工现场管理的效率。

3.6.2可视化交底

对综合后的管线模型制作施工模拟视频，并针对管线比较密集且复杂的地方，比如一层夹层空间，采用三维模型或视频进行施工交底，使施工人员更方便理解施工情况。是夹层洞口的BIM排布优化图和施工后的现场图。同时可以导出剖面图并制作成二维码，张贴在现场以便工人随时查看。还使用VR软件，让业主可以真实地在施工现场进行漫游，从真实视角感受最终成品的情况。

4结束语

本文介绍了某高铁站房机电工程应用BIM技术的实例。通过应用BIM技术，有效对施工进度与质量安全进行管控，极大地减少了机电管线安装施工中可能出现的碰撞问题，提高了施工效率，最大限度缩短了工期，降低了因错误而变更所额外增加的成本，减少了材料的浪费，提高了经济效益。BIM技术因其本身的三维建模和强大的信息整合功能，优势和价值日益显现。未来，BIM技术在建筑行业的应用一定会越来越重要。

作者：胡琼宇 李国华 王治全 高朋朋 裴书虎 单位：中铁建工集团诺德投资有限公司 中铁建工集团有限公司北京分公司