基于BIM技术的超高层建筑机电深化设计与施工

　　摘 要：为了提高建筑机电深化设计以及施工管理效果，可以采用BIM技术，并在其基础上开展机电深化设计与各方面协调管理工作。为此，该文以某机电工程为研究案例，在正式施工前建立较为完善的BIM模型，基于二维进行断面综合管线排布，再进行三维碰撞检测等措施，有效地解决管线碰撞以及楼层净高控制问题等，同时，利用BIM技术的可视化特点，对大型设备吊运过程进行模拟分析，纠正并解决高层设备吊装问题，较大程度地缓解了施工过程中的协调管理工作，保证项目质量和进度。

　　关键词：BIM技术;机电深化设计;施工管理;超高层建筑工程

　　0 引言

　　随着BIM技术在超高层建筑工程中的广泛应用，机电深化设计以及施工管理水平都有所提升。基于此，该文结合某超高层建筑机电工程，具体就项目情况、BIM协同平台及其机电深化BIM设计流程展开，重点探讨管线综合排布、多专业间协调、BIM辅助多专业出图等机电深化设计措施，总结该工程施工管理协调方法，做好技术交底、工序协调、超高层设备垂直运输、一次墙套管预埋、二次墙留洞和现场验收等工作。

　　1 工程概况

　　1.1 项目简介

　　星港国际中心项目位于上海，建筑物为超高层建筑，占地约4.5万m2，总建筑物面积达到45万m2左右，建筑物分为地上与地下两部分，地下总面积约为19万m2，局部最深处达到30 m以上。该项目主要由2幢办公楼及裙房商业中心。其中双塔办公楼为50层，高度为263 m，而商业中心层为4层，地下共两层，建筑面积13万m2。

　　该项目建设中，机电深化设计与施工管理为项目重点，采用BIM技术进行管线优化设计及其协调管理，最终取得较好的项目效果。

　　1.2 BIM协同平台

　　星港国际中心项目建设过程中，为了加强管理，便于沟通协调，构建该BIM协同平台，其主要包含硬件与软件2个部分。

　　1.2.1 总承包单位以及设施配置

　　由总包单位组建机电BIM工作室，BIM团队由建设方、监理、顾问、施工单位组成。项目总包单位进行统筹，机电、土建、消防和弱电等分包紧密配合，实行日常运转。各专业分包各派技术人员组成专业深化团队，由总工领头，根据项目进度的需求安排BIM人员。此外，消防单位以及弱电单位也是其中的重要组成部分，承担着重要的职责。针对消防单位而言，主要根据装修要求及机电深化图纸进行深化设计以及各类子系统的安装。针对弱电单位而言，弱电设计是其中的重点，该工程中弱电问题主要体现在以下4点。1)因为地上地下分为2个施工许可证，弱电系统分为2次招标两次出图。2)该项目分为4个监控中心，监控中心之间的通信线缆多，关系复杂。3)招标图非专业弱电单位设计，弱电分包需要根据中标情况做较大幅度调整。4)安防深化图纸须技防专家评审后确定。

　　1.2.2 软件配置

　　设立中心服务器，连接到各机电专业分包的电脑，各分包均可访问中心服务器文件，在管理员允许的基础上进行服务器文件的删除、修改。对于图纸更新部分，则会保留前版，增加新版。通过BIM软件，统一进行机电专业的建模，各专业在中心模型的基础上通过数据格式的交换，实现与中心模型同步[1]。在协同平台上，统一BIM制图模板，规范制图标准、下发作业指导书，标准化指导机电深化设计工作。BIM协同平台具有统一性及整体性，大大缩短了各专业模型协调时间，便于提高工作效率。

　　1.3 机电深化BIM设计流程

　　在该超高层建筑机电深化设计过程中，采用了BIM技术深化设计方法，深化BIM设计流程。具体BIM技术深化设计流程如下：成立深化设计小组——明确设计思路——设计参数的收集——提出深化设计大纲——确定设计配合流程，制定出图计划——绘制各专业深化设计图纸——BIM绘制过程中发现CAD深化不足之处进行标高以及走向修正——对综合管线CAD图修改——BIM绘制——结束。该流程包含专业模型建设到综合协调的过程。通过明确该设计流程，使得该项目各专业深化设计人员可以按照流程进行整体布局，利用各专业模型进行统筹协调，进而加强机电深化设计以及协调管理。

　　2 BIM技术助推机电深化设计

　　2.1 管线综合排布

　　在该项目建设过程中，BIM团队已经建立完善的LOD300模型，并开展管线综合排布工作。

　　首先，先利用二维技术进行断面综合管线排布，再采用三维碰撞检测办法，避免机电管线和各专业管线发生碰撞[2]。

　　其次，一次墙套管预埋、二次墙和钢结构留洞。主要结合机电专业图纸加以深化设计，在梳理干线基础上调整BIM模型，利用该模型进行综合留洞图纸的绘制，为相关专业施工和深化排产提供指导。

　　加强LOD400模型的建立，主要结合图纸，进行各专业LOD400模型的绘制，同时进行数据上传，方便BIM团队进行该项目机电工程专业综合模型的调整，进而满足LOD400精度要求，具体如图1所示。

　　绘制综合图纸以及各专业图纸。针对审批通过的机电专业综合图纸进行施工图纸的绘制，进而指导该项目现场施工的开展。在指导阶段，依据BIM模型来指导施工，包含机电工程进度管理、质量管理、工序管理、安全管理等方面的指导，进而实现施工全过程的指导。机电施工中，施工人员遵循先主管后分支管，管槽、设备、配线的施工原则，其中管线综合布置时，按照先上层后下层的顺序开展施工任務;根据先大后小，先里后外，先干管后支管，先无压，后有压等工序进行管线安装。综合布线结束后，再利用移动iPad承载的BIM模型进行施工现场验收，确保现场管线布置与模型一致。

　　2.2 多专业间协调

　　该项目包含多个施工专业，为了解决各专业间的协调问题，利用BIM技术可视化的优点，通过多专业的BIM综合协调，提前解决各专业与机电之间的矛盾。以精装修管理为例，设计师考虑到装修美观及视觉效果，但在设计时缺乏对于机电设备等位置的考量，难以掌握各类管线位置、布设情况等。因此，建立BIM模型，可以直观地了解三维空间内的机电情况，同时有利于双方进行沟通与协调。

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文章名称： 基于BIM技术的超高层建筑机电深化设计与施工

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