BIM技术在烟草科技楼中的...技研发设施技术改造项目为例_刘前进.pdf

1引言烟草科技研发楼是集办公、会议室、烟草实验室为一体的多功能综合建筑，参与设计方较多，在传统二维设计模式下，各环节配合难度较大，容易出现图纸修改版本不同步等错误情况，给工程算量和施工带来很多麻烦。与常规办公类建筑相比较，烟草科技楼因为特殊功能需求，还需要专项工艺设计，增加了很多专业设备与管道，给土建施工与设备安装增加了难度。而BIM技术的可视化、协同设计，可以很好地解决传统设计模式下存在的问题，还可以通过管综设计，优化安装管理流程，节省成本与工期。2BIM 技术简介建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是通过将建筑构成要素搭建成模型状态，并赋予相应的构件信息，以三维形态，表达建筑项目与信息1。三维形态的构件模型，具有可视化、信息化等技术特点，便于设计过程中直观地发现设计问题以及统计项目构件信息2。在建筑信息模型技术的基础上，搭建协同设计平台，整合项目各专业、各流程、各环节动态信息，以实现深化设计、优化施工与管理。其中，协同设计特点是目前BIM应用可深度开发的主要方向。3BIM 技术应用要点3.1可视化设计传统二维设计只是平面设计，对于空间关系，需要通过剖面图和系统图等结合起来在脑中构造三维立体形态。在这个过程中，不仅需要不断地进行思维构造，还容易出现错误。BIM模型的搭建，直接将建筑、结构、机电等专业的设计，进行BIM 技术在烟草科技楼中的应用研究以安徽中烟科技研发设施技术改造项目为例Application of BIM Technology in Tobacco Science and Technology BuildingTaking the Technological Transformation Project of Tobacco Science andTechnology R&D Facilities in Anhui,China as an Example刘前进1，李玮2（1.安徽省城建设计研究总院股份有限公司，合肥 230000；2.安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，合肥 230000）LIU Qian-jin1,LI Wei2(1.Anhui Urban Construction Design Institute CORP.Ltd.,Hefei 230000,China;2.Anhui Provincial Architectural Design and Research Institute Co.Ltd.,Hefei 230000,China)【摘要】为解决传统模式下工业类建筑各设计环节配合不协同、现场安装管理混乱等问题，以安徽中烟科技研发设施技术改造项目为案例，采用 BIM 技术进行辅助设计，分析了 BIM 技术在可视化设计、协同设计等方面的应用成果，并且对应用前景进行探讨。【Abstract】In order to solve the problems of non coordination of various design links and confusion of on-site installation management ofindustrial buildings under the traditional mode,taking the technical transformation project of Anhui Zhongyan science and technology R&Dfacilities as an example,BIM Technology is used for auxiliary design,the application achievements of BIM Technology in visual design andcollaborativedesignareanalyzed,andtheapplicationprospectisdiscussed.【关键词】工业建筑；BIM 技术；可视化；协同设计【Keywords】industrial architecture;BIM technology;visualization;collaborative design【中图分类号】TU17【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）06-0141-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.043【作者简介】刘前进（1990），男，安徽安庆人，从事 BIM 技术在市政工程、建筑工程、消防等领域的应用研究。Intelligentialize and Informatization智能与信息化141Construction&DesignForProject工程建设与设计三维可视化表达。搭建三维模型后，相关专业设计存在的错误很容易被及时发现，各专业合模时，也能够及时发现专业间设计不协同的错误问题。3.2协同设计二维设计时，往往存在一个专业修改后，其他专业未及时同步修改的情况，造成施工错误产生拆改、工期延后等损失。BIM协同设计，首先利用可视化对各专业自身设计进行核查，再建立工作集，对各专业合模进行核查，发现问题，发出修改通知，所有专业全部修改后进行闭环。BIM的协同设计，不仅仅是核查设计问题，还可以进行设计优化，尤其是机电安装、管道预留洞口、支吊架设计等，解决现场存在的一些土建施工、机电安装的管理问题。3.3管综方案设计二维设计时，管综设计仅仅只是设计几个剖面方案图，将一些管道进行简单排布，不能对全区域管道安装进行指导3。BIM的管综设计，是将建筑、结构、机电等专业模型合模，模拟现场管道安装，根据不同吊顶类型与吊顶高度，进行管道综合安装设计。成果包含综合平面图、专业拆分管道安装图、复杂区域剖面图和三维轴测图，以及支吊架安装方案等。结合BIM管综设计，更加详细地指导安装，可以优化很多现场安装管理问题，统一调度安装，减少拆改，节省工期，降低成本。3.4土建开洞设计一般工程项目，均是土建先施工，机电后施工，这种情况容易出现土建施工完毕，机电再安装管道时，需要对土建进行开凿洞口，产生很多费用，拉长工期，且对原始土建设施存在破坏4。BIM管道综合设计结束后，可以对土建模型进行一键开洞处理，并统一标注洞口信息，出一份用于施工的留洞图。在土建施工过程中，对照留洞图将洞口预留好，就可以解决后期开凿洞口的问题。3.5支吊架设计二维设计阶段分专业出图，基本无法设计支吊架安装方案，现场各分包安装队伍，根据进场先后顺序，自己先安装自己部分，支吊架仅仅满足自己专业管道安装，后进场的队伍若无安装空间，再对原安装进行拆改，腾挪空间进行改装。BIM管综设计结束后，再进行支吊架安装方案设计，尤其是公共支吊架的安装方案，充分整合各分包队伍，使现场管道安装排布更加科学，可以节省很多安装空间，为安装检修和内装吊顶预留足够的空间。4BIM 技术在烟草科技楼中的应用案例4.1工程概况安徽中烟科技研发设施技术改造项目包含办公、会议室、实验室以及设备用房等，总建筑面积24 590.54 m2，其中地上建筑面积21 058.82 m2，地下建筑面积3 531.72 m2，人防总建筑面积1 776.18 m2。除了基本的办公类建筑功能设计外，还包括实验室工艺设计等，专业分类较多，设计配合容易出现错漏，管线繁杂，安装困难。为了精准把控项目品质，应用BIM技术进行设计研究，本文结合此案例分析BIM技术在烟草科技楼设计中的优势与不足。4.2BIM 技术工程应用4.2.1BIM 可视化设计梁、板、柱、墙、门窗以及管道等通过模型搭建，实现可视化，不需要再通过二维图纸的空间想象，在脑海中进行空间结构的构造。BIM的可视化设计，不仅仅可以提供给人直观视觉感受，更重要的是可以通过模型搭建以及各专业模型合模，找出设计错误，避免设计问题给现场施工带来的损失。可视化设计还能够在图纸施工前利用模型对设计进行优化，使设计更加能满足业主需求。4.2.2BIM 协同设计本研究中的协同是将建筑、结构、水、暖、电等各专业模型通过工作集链接起来，核对设计问题，对应专业进行报错修改。涉及多专业修改的问题，在二维设计中经常存在其中一个专业已修改，而其他专业未修改的情况。但是在BIM工作集中很容易发现该类问题，并及时向对应专业发送报告，敦促修改落实。4.2.3BIM 管综方案设计如图1所示，由于该区域顶板为格栅吊顶，且格栅空隙率以及距离顶板空间满足排烟口上装条件，所以管综方案优先考虑排烟管装在最上层。新风管与排烟管并排安装，中间预留支吊架延伸空间，排烟管下层装电气与智能化桥架，新风管下层装水管，且水管距离风管预留管道翻弯空间。各水管安装公共支吊架，桥架分层吊装，中间预留电缆敷设空间。通过BIM管综方案设计，协调各专业管道安装，能够保障安装后的净空高度，且对管道吊装，电缆敷设，后期维修都预留空间，解决了传统先到先安装的混乱管理模式。4.2.4BIM 土建开洞设计如图2所示，管道综合设计结束后，对建筑结构的洞口进142行一键开洞，并标注洞口信息。为防止管道安装过程出现误差，预留洞口往往比管道本身加大一定尺寸，安装完毕后，再对洞口多余空间进行封堵处理，在穿过防火墙时，还应进行防火封堵处理。洞 420350 BL3530洞 1 350420 BL3610洞 900500 BL3530洞 420350 BL3530洞 350350 BL3530洞 500350 BL3680洞 500350 BL3680图 2BIM 土建开洞设计（单位：mm）4.2.5BIM 支吊架设计如图3所示，BIM管道综合设计完成后，对管道安装的支吊架进行设计。排烟管与新风管在最上层，中间预留支吊架延伸空间，可以将排烟管与新风管分开吊装，如果在满足条件的情况下，也可以将两根风管做一个公共支吊架进行安装。新风管下方的各类水管，采用公共支吊架，电气与智能化桥架分两层吊装。在BIM技术的支撑下，支吊架尤其是公共支吊架的合理布置，能够优化现场安装管理，减少安装拆改等矛盾，满足最优的净高需求，更加利于后期电缆敷设和管道维护管理。5BIM 技术在烟草科技楼中的应用建议5.1完善专项族库烟草科技楼属于烟草工业类，存在一些行业的特殊设备，建立和完善这些设备产品的族，更加有利于精细化BIM设计。建议督促设备供应厂家参与族库设计工作，使产品能够更好地进行可视化展示。5.2完善协同设计烟草科研技术楼的设计涉及的专业比常规民用建筑更多，不仅仅存在建筑、结构、给排水、暖通、电气、内装等专业，还涉及一些特殊工艺需求，对协同设计要求更高，所以建议搭建一个完善的协同平台。5.3完善支吊架设计目前，BIM设计的支吊架，仅仅只是在管综方案出来后，设计管道安装支吊架的形式，具体的槽钢、角钢用量，还需要进一步核算，且整体的支吊架设计，仍然需要专项专做。后期可进一步研究BIM管综方案深化后的整体支吊架设计，包括支吊架形式和材料用量，进行一键设计出图。6结语基于BIM技术的可视化、协同设计等特点，解决了烟草科研技术楼的图纸纠错、管道综合排布、土建预留洞口以及支吊架方案设计等问题，同时还能够促进土建施工与机电安装管理流程的优化。虽然目前因为管理认知和技术突破存在限制，但是通过进一步培训普及，技术研发，产业链完全参与，肯定能够推动整个行业的发展，设计和建造出更多优质的项目。【参考文献】1李云贵,邱奎宁,刘金樱.我国BIM发展现状与问题探讨J.江苏建筑,2018(4):6-9.2刘前进.BIM技术在大型商业综合体给排水设计中的应用:以巢湖万达广场项目为例J.福建建筑,2019(6):93-96.3张薇,周立宁,李晓萍,等.BIM技术在地库管线综合中的应用及优化J.山西建筑,2022(1):180-182.4赵明程,蒲靖,贾跃龙,等.BIM技术在砌体工程预留洞口深化设计中的应用方法J.四川建筑,2021(6):67-73.【收稿日期】2022-07-27FAS_ 新风系统 1 250500（3 500）消防 10050（3 250）