广州市城市规划勘测设计研究院
摘要：本文通过广州某医院地下车库设计过程中利用BIM技术应用情况分析，从实际使用角度展示了BIM的可视化、协调性、模拟性、优化性等强大性能。
关键词：BIM技术 协同设计 可视化 优化性
引言
建筑信息化模型（BIM）的概念自引入以来，因其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性的优点，一直都有发展的声音，如果CAD是第一次技术革命，那么BIM就是第二次技术革命。但是目前我国的BIM技术缺乏统一的标准，无法实现信息共享，软件开发也没有统一的依据，极大的制约我国BIM技术在建筑行业的应用发展。
近5年国家不断出台关于BIM的相关政策，在住建部的大力推动下，各省市积极推广BIM应用。以广州为例，根据《广东省住房和城乡建设厅关于开展建筑信息模型BIM技术推广应用工作的通知》（粤建科函〔2014〕1652号）和《广州市城市信息模型（CIM）平台建设试点工作联席会议办公室关于进一步加快推进我市建筑信息模型（BIM）技术应用的通知》（穗建CIM〔2019〕3号等有关要求，广州市住建局委托开发“广州市房屋建筑工程施工图三维（BIM）电子辅助审查系统”，于2020年7月试行房屋建筑工程施工图三维（BIM）电子辅助审查。
此前政府也积极鼓励BIM的应用，由于缺乏统一的标准和平台，行业内并未能普及正向设计，主流做法还是传统的在二维CAD的基础上出图，利用Autodesk Revit来“翻模”，建立包括土建和水电暖等各专业管线的信息模型，后面利用Autodesk Navisworks 等工具进行漫游及碰撞检查。虽然这种“设计后BIM”较为狭隘，但其强大的可视化、协调性、模拟性、优化性实实在在的提升了建筑设计水平，避免后期设计变更，减少工地返工率，节省成本和工期。
以笔者做过的位于广州市增城区新建的妇幼医院为例，工程总用地面积71257㎡，建设用地面积57913㎡，总建筑面积219970㎡（其中地上137920㎡，地下 82050 ㎡）。工程由地上5栋建筑（门诊医技楼、住院楼、周转楼、感染楼、开关房）和地下3层地下室组成。本文以地下室为例展开BIM技术在工程设计过程中的应用分析。
工程概况
地下室占地约2.7万平方米，地下三层共82050平方米，连通门诊医技楼、住院楼、周转楼、感染楼，各单体之间首层出管线交汇，地面覆土管线复杂，室外排水管主要位于场地中部，门诊医技楼与住院楼中间，呈东西走向，地下室顶板中部降板达到1.8米，且范围最广，场地西侧地势最低，降板幅度最大，为2.2米，中部顶板普遍梁高1米。
地下一层层高5.6米，主要功能有医院中心供应区、厨房、总务库房、药库、两个电房、消防水泵房和水池、太平间、垃圾暂存间和地下机动车库。中部有南北走向的主要通道联系各功能区。
地下二层层高5.2米，主要功能为机械车库、空调机房、生活水池和水泵房。
地下三层层高4.0米，主要功能为地下机动车库和人防设备间。
存在问题
由于中部顶板降板幅度大，梁高较高，地下一层层高扣掉降板和梁高，中部最低处结构净高只有2.8米，项目面积较大，功能多，功能用房及走道布置不规则，管线错综复杂，碰撞检测产生大量低于2米的净高。本文以最不利位置为例，分析原因及提出解决思路。
通过净高分析，地下一层中部位置高度最紧张，医院中心供应区正好位于地下一层中部南北交通交汇的位置，除了手术垂直仓储系统，另外还有物流轨道连接地上门诊部、住院部、中心药房等，中部走廊是必经之路，加上风管、电线桥架、水管及互相之间的检修空间等，只有1.6米不到。
传统的做法是各专业埋头做设计，最后才做管线综合图，且二维图纸不够直观，各专业沟通时效低，等到发现问题现场土建往往已经施工完毕，只能变更拆改，增加成本和时间。地下一层层高5.6米，容易让人放松警惕，此处如果没有及时发现处理，后期拆改顶板的代价非常巨大。
解决思路
管线综合后的净高分析报告虽然是归类到机电专业，但是作为协同设计，各专业并不能独自埋头苦干，除了管线排布要优化，建筑还是要起到龙头的作用，积极协调各专业。
这里结构梁板对净高的影响几乎是决定性的，对于室外顶板一刀切的统一降板，在管线交汇关键点位置逐个分析其调整的可能性。可考虑降低梁高或抬高降板两种办法。由于跨度大，覆土厚，梁高不能再减少，而降板幅度取决于规划埋深要求、室外标高、和管线排布，综合权衡下来，调整室外排水管线是最适合的办法。
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图1 图2
如上图1所示，调整室外管线排布大大有利结构布置，梁板整体抬高500mm高，地下一层走道净高可达3.3米，但排上管线后净高只有2054mm（见图2），仍需要优化本层的管线排布，尤其以电线槽为重点排查对象。西南角的1#电房有9条线槽需接到东北角的2#电房，中部走廊也是必经之路，考虑分流布置，选择4条线槽绕开中间主通道，直接北上车库再东走，由于中部车库净高也低，车位上方净高仅仅2250mm高，桥架可以从梁窝上走。
即使分流了桥架，还有轨道小车需要从中部通过，除了平行还有交叉，交叉需要和强电桥架“保持距离”。轨道小车在这里几乎“行不通”，只能考虑先竖向转换，地下二层预留机械车库，车位净高要求3.65米，层高较富裕。最终物流轨道选择在中心供应区、药房开洞下地下二层，轨道设在地下二层顶板。最终中部通道“解放”后净高可达到2.4米高。
中部通道净高问题只是其中一个典型，所有问题都是各专业碰撞的结果，需要各专业协同解决。
管线排布一般原则
（1）各专业管线综合排布优先排序是排水管、电缆桥架、线槽、空调水管、空调风管、给水管道及消防管道。
（2）各专业管线在同一处垂直方向布置时，一般是：电缆桥架、线槽在上，水管在下；热水管在上，冷水管在下；风管在上，水管在下。
（3）电缆桥架、线槽和水管若排布在同一高度时候，要水平分开布置；若排布在同一垂直方向时，应电缆桥架、线槽在上，水管在下进行布置，以免水管渗漏时损坏电缆造成事故。
（4）强电桥架与弱电线槽之间留有一定间距，以免互相干扰，有条件时，可分别布置在两侧，两者的间距一般不小于300mm。
（5）在管线交叉时，要遵循有“有压管让无压管”，“小管线让大管线”，“冷水管让热水管”，“桥架上翻”，“施工简单的让施工难度大的”，“可弯曲管避让不可弯曲管”的原则进行避让。
（6）布置管道间距时要充分考虑管线外形尺寸、保温厚度、支吊架的形状和尺寸大小以及相邻管线施工规范要求间距、施工人员的操作空间等因素。
（7）尽可能利用公用支架，以使管道排布整齐。
结论
工程实践中通过BIM技术应用能把机电管线优化以及整个建筑设计施工技术提高一个新的水平，体现了BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性。但是BIM的意义远不止这些，在建筑设计阶段的BIM是“狭义的BIM”，而广义的BIM是涵盖建筑全生命周期，全产业环节质量和效率的信息化集成技术，实现数据互通，模型共享，更好的构建城市信息模型。即使目前BIM的发展还存在众多阻碍，但是发展的步伐不会停，作为工程设计人员，不应把BIM简单等同翻模软件，应从正向设计开始主动利用BIM技术，与时俱进。
参考文献：
[1]秦军.建筑设计阶段的BIM应用[J].建筑技艺，2011（1）：160-163。