1 工程簡介

1.1工程概況

三亞財經(jīng)國際論壇（下文簡稱“論壇”）位于三亞海棠灣，正對風(fēng)景秀麗的蜈支洲島。項目定位于能夠滿足最高級別的國內(nèi)和國際政治、金融會議及會展需求，以和解與和諧象征的“靜石”為設(shè)計概念的出發(fā)點，充分利用場地的坡度，精心布局，地下各層及夾層、首層均能與室外環(huán)境相互連通，各建筑功能要素充分利用這種內(nèi)在相鄰性創(chuàng)造多樣的觀景平臺和空間層次，并以其獨特的巖石狀造型成為這一區(qū)域的標(biāo)志性建筑，工程管線復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計難度大。

項目總建筑面積28133.7 m2，包括地下2層、地上3層的中心論壇和2間地上獨立單層商鋪，其中地下建筑面積15312m2，地上12821m2。

a 整體效果

b BIM模型渲染

圖1三亞財經(jīng)國際論壇

1.2給排水及消防系統(tǒng)簡介

從整體而言，論壇項目體量相對不大，但建筑性質(zhì)和功能性較多，常用的給排水及消防系統(tǒng)基本都有用上，可謂“麻雀雖小五臟俱全”。

1.2.1給排水系統(tǒng)

供論壇的生活給水系統(tǒng)，自市政引入管經(jīng)過砂濾、炭濾及紫外線消毒后，由一套變頻供水設(shè)備加壓供給，豎向分2個區(qū)。論壇單體5層共有大小廚房5個，廚房熱水供應(yīng)各自單獨采用容積式電熱水器。另外，位于3層的空調(diào)冷卻塔采用專用變頻加壓設(shè)備補水系統(tǒng)。

衛(wèi)生間排水采用污廢合流制，地下室衛(wèi)生間排水排至污水提升間內(nèi)由提升裝置排水出戶。廚房含油廢水經(jīng)一體化含油廢水處理提升裝置提升出戶。屋面雨水采用虹吸式雨水系統(tǒng)。以上排水系統(tǒng)出戶管分別在首層?xùn)|側(cè)及負一層西側(cè)埋地出戶。室外設(shè)置埋地式雨水回收池，設(shè)置雨水回用系統(tǒng)作為論壇南入口和西入口的綠化和道路澆灑用水，并作為南序廳小水景的補水管。

1.2.2消防系統(tǒng)

本項目設(shè)計有室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室外消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)、S型熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)及七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。由于論壇會議中心有非倉庫類高大凈空，宴會廳家具有專門的儲藏間，分別有丙類及戊類儲藏，功能較多且復(fù)雜，消防系統(tǒng)管線繁雜，其中自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量達90 L/s，管道管徑較大。

1.2.3管材管件

室內(nèi)生活冷熱水給水管采用S30408不銹鋼管，環(huán)壓或雙卡壓連接；室外給水管及雨水回用系統(tǒng)管道采用鋼塑復(fù)合壓力管，熱熔連接；室內(nèi)污廢水管采用機制離心鑄鐵管，加強型卡箍連接；虹吸式雨水管采用不銹鋼管，氬弧焊接，重力雨水管采用離心鑄鐵管；壓力排水管采用內(nèi)外涂塑鋼管，卡箍連接，壓力排水管上的閥門采用銅芯球墨鑄鐵外殼閥門，法蘭連接或溝槽式卡箍連接。

室內(nèi)消防給水系統(tǒng)管道均采用熱浸鍍鋅鋼管，DN＜100mm采用螺紋連接，DN≥100mm采用溝槽式連接。

1.3項目難點

論壇會議中心單體體量相對不大，主體有3個高大空間，分別為：負一層展廳，面積2820m2，層高11.5 m，負一層及負一夾層通高；首層宴會廳位于展廳正上方，面積1500m2，層高12.9 m，首層及二層通高；西側(cè)至南側(cè)序廳，其中西側(cè)序廳面積約1500m2，土建完成后最高高度達30m，負一層至屋面通高，西側(cè)序廳高大空間延展至南側(cè)，南側(cè)序廳從負一層到首層逐層退縮，首層以上為高大空間，南側(cè)序廳面積約680m2，從負一層算起最高高度同樣達30m。這3個高大空間占據(jù)論壇單體的中部、西側(cè)及南側(cè)，東側(cè)獨立商鋪下方負一層有貨車車道，機電各專業(yè)的設(shè)備間、廚房等主要布置在東側(cè)，部分機房設(shè)于負一層北側(cè)。后勤通道為主要機電設(shè)備管線通道，空間狹長，對管線綜合布置要求非常高。圖2為論壇整體剖面示意。

圖2論壇整體剖面（東西剖切，南往北看）

負一層面積為12577m2，負一夾層由于展廳、序廳及貨車車道通高，面積僅6875m2，主要為設(shè)備間及展廳家具儲藏間，且負一夾層局部還有小夾層，土建結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，這給管線綜合及各專業(yè)管線走向增加了難度。

另外，由于屋面造型的原因，論壇二、三層部分走道設(shè)備管線布置受其影響，不但橫向剖面可能存在斜屋面的影響，縱向走向也會存在影響，具體情況下文會作詳述。屋面造型對管線綜合的影響，也是該項目的一個特點。

由于本項目土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機電設(shè)備專業(yè)管線布置空間也非常緊張，許多管線綜合工作中細節(jié)方面的問題，若采用傳統(tǒng)CAD二維圖紙模式進行分析及解決，將變得非常困難，甚至有些局部很難通過二維圖紙發(fā)現(xiàn)問題，這些問題若在施工階段才發(fā)現(xiàn)，輕則拖慢施工進度，重則造成返工。

在配合二次裝修設(shè)計階段，由于業(yè)主對各主要功能區(qū)域、走廊通道等有嚴(yán)格的凈高要求，這對管線綜合協(xié)調(diào)的空間提出了更高的要求，協(xié)調(diào)期間通過Revit軟件模型的直觀顯示，將部分確實不能達到凈高要求的部位，及時反饋至業(yè)主及裝修公司，方便其重新考慮方案，這是Revit軟件在設(shè)計階段的另一個實際意義。

2 BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用

2.1前期準(zhǔn)備

本項目使用Revit軟件版本為2014版，設(shè)備專業(yè)共用同一中心文件，建筑模型、鋼結(jié)構(gòu)模型及屋面幕墻模型，分別在中心文件中作模型鏈接，設(shè)備專業(yè)各自使用本地文件副本編輯并適時同步至中心文件。

由于設(shè)備專業(yè)參與人數(shù)較多，首先需要規(guī)范好各專業(yè)的工作集、視圖平面等命名方式，以免各專業(yè)設(shè)計人員混亂，造成自己專業(yè)的管線到最后自己編輯不了的情況。

給排水專業(yè)內(nèi)部要預(yù)先加載各類相關(guān)管材、管件族庫等，包括消火栓、噴頭、濕式報警閥、閘閥、彎頭等管件附件。管道連接、變徑、轉(zhuǎn)彎等需要預(yù)設(shè)類型，在創(chuàng)建模型和編輯時這些相應(yīng)管件便可自動生成。

在機電設(shè)備各專業(yè)規(guī)范創(chuàng)建工作集、管道類型及系統(tǒng)類型后，便可根據(jù)各自專業(yè)的需求，創(chuàng)建各自的過濾器，并賦予其管道顏色，在模型編輯和協(xié)調(diào)期間，也可根據(jù)需要控制相關(guān)管道和系統(tǒng)的可見性。

2.2模型創(chuàng)建及管線協(xié)調(diào)

2.2.1建模及管線協(xié)調(diào)避讓原則

在模型創(chuàng)建階段，設(shè)備各專業(yè)雖然都可以通過同步中心文件看見其他專業(yè)的管線，但在前期都容易犯一個錯誤，就是各自都想把自己專業(yè)的管線貼梁底敷設(shè)，造成幾乎所有主管線都集中在梁底，互相碰撞矛盾，水管橋架放在了風(fēng)管里。后來經(jīng)過協(xié)調(diào)，認為這種“粗放型”的建模方式不可取，會嚴(yán)重影響后期管線綜合的工作量，甚至可以說建了模也沒用，后期協(xié)調(diào)改動量相當(dāng)于重新建模。于是在各專業(yè)碰頭協(xié)調(diào)的過程中，出于對管線協(xié)調(diào)的考慮及滿足甲方對裝修凈高的要求，形成了各自設(shè)備管線走向的主要原則，在建模階段就盡可能多地避免管線碰撞的問題從而減輕管線協(xié)調(diào)的工作量。

主要原則如下：①小管徑避讓大管徑；②壓力管避讓重力管；③給排水管道、電力電信橋架避讓大風(fēng)管；④管線交叉優(yōu)先考慮上翻交叉；⑤強弱電橋架需按規(guī)范JGJ 16-2008隔開一定距離；⑥主管線有支管連接，盡量考慮上翻出支管，且盡可能在梁格間出支管，以免影響剖面中各主管線布置；⑦走道管線一般情況下風(fēng)管置于最頂部貼梁底鋪設(shè)，強弱電橋架分別貼兩邊墻設(shè)置；⑧給排水管道設(shè)于強弱電橋架以下，并預(yù)留閥門安裝空間；⑨出現(xiàn)橫穿走道的管線時，盡可能在梁格中布置，不影響管線高度及剖面布置。

上述布管原則，一方面從剖面布置來看比較美觀；另一方面走道區(qū)域預(yù)留中間位置方便以后檢修維護，也可以給各類管線的末端預(yù)留中間位置，如照明筒燈、自動噴水滅火系統(tǒng)的上下噴頭、暖通空調(diào)專業(yè)的新風(fēng)口及排煙口等。圖3為走道管線剖面布置示例。

圖3走道管線剖面布置示例

a 北段平面

b 管線局部三維

圖4負一層后勤通道

2.2.2局部示例

對于一些非過道但管線密集的局部，吊頂內(nèi)空間往往比較開闊，而甲方對這些部位的裝修凈高要求較高，而且管線走向并不像走道那么單一。尤其在后勤通道的交匯區(qū)域（見圖4），平面上看為各功能區(qū)過渡區(qū)域，同樣也是各條走道上設(shè)備專業(yè)管線縱橫交錯的地方。這類區(qū)域的管線協(xié)調(diào)處理在執(zhí)行上述原則的基礎(chǔ)上，更要求管線走向少曲繞，以免造成不必要的成本增加及施工難度增大，此外還需要考慮管線排列整齊方便施工及吊裝架安裝，考慮檢修空間等，相比走道而言，這樣的區(qū)域管線綜合難度更大。

圖5二層同聲傳譯區(qū)走道縱剖面三維

屋面造型對管線綜合空間的影響也是本項目的難點之一。以論壇二層?xùn)|側(cè)過道為例（見圖5），此過道為服務(wù)首層宴會廳的同聲傳譯區(qū)的走道，受屋面造型的影響，過道縱向有高低起伏和傾斜的橫鋼梁，通道上方的管線需要在縱向根據(jù)需要調(diào)整剖面布置，甚至在過橫梁位置需要再作調(diào)整。類似的情況在二、三層的設(shè)備走道較多，這些部位雖然沒有負一層管線數(shù)目多，但屋面及鋼結(jié)構(gòu)土建條件復(fù)雜，需要時刻觀察三維模型來進行管線協(xié)調(diào)，所以這些部位主要協(xié)調(diào)工作是設(shè)備管線與土建條件碰撞檢測。

2.3 Revit軟件對給排水管線設(shè)計的反饋

通過軟件建模及協(xié)調(diào)，及時發(fā)現(xiàn)問題及對給排水管線設(shè)計作出反饋，是Revit軟件可視化設(shè)計的另一重要作用。

圖6負一層后勤通道中段及卸貨區(qū)剖面

以負一層后勤通道中段為例（見圖6），此處同時為貨車車道卸貨區(qū)與展廳的連接過渡位置，后勤通道梁下凈高約3.5 m，但業(yè)主考慮展廳物品搬運的原因，要求該區(qū)域管線綜合后凈高3m，此通道原本為主要管線通道，給排水專業(yè)原方案有若干條DN150消防主管線從此南北貫穿。同時，強、弱電專業(yè)也有主管線在此經(jīng)過，且末端較多，主管線不便更改走向。

為滿足甲方對凈高的超常規(guī)要求，后勤通道中段給排水專業(yè)消防管線需要更改走向，一部分從負一層隱蔽的地方設(shè)豎管上負一夾層，再從負一層展廳頂上的鋼結(jié)構(gòu)桁架間敷設(shè)管道作為過渡，再找適當(dāng)位置作豎管回到負一層后勤通道；另一部分調(diào)至貨車車道及卸貨區(qū)上方。而后勤通道中段僅留必要的風(fēng)管，且風(fēng)管盡可能壓扁，強弱電分置于風(fēng)管兩側(cè)，水專業(yè)僅留自動噴水滅火系統(tǒng)支管，最后勉強能滿足甲方在此區(qū)域的凈高要求。

類似的部位還有多處，最終都需要通過更改設(shè)備管線走向來完成業(yè)主要求，此類問題的發(fā)現(xiàn)和解決，就是在Revit軟件直觀可視的基礎(chǔ)下多方協(xié)調(diào)完成的。

又如二層的一個會議室，由于三層屋面造型原因，會議室吊頂內(nèi)有三層的一個新風(fēng)口，使得吊頂內(nèi)高度不一，高差達1.6m，而且吊頂內(nèi)有2.5 m寬600mm高新風(fēng)管，對于給排水專業(yè)來說，吊頂內(nèi)有三層局部屋面的雨水管、新風(fēng)井的雨水管以及會議室的噴淋管，會議室是業(yè)主對裝修要求較高的部位，筆者作為Revit模型設(shè)計單位的管線綜合協(xié)調(diào)方，在盡力協(xié)調(diào)管線提高凈高后，借助Revit模型把凈高信息反饋給裝修方案公司，在甲方的主導(dǎo)下進行了裝修凈高的調(diào)整，最后各方對會議室的土建、管線綜合及裝修方案均達成共識，問題得到圓滿解決。這是Revit模型直觀地反饋問題帶來的實質(zhì)性好處，使得參與項目的各方更直接地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

3 BIM技術(shù)運用過程中的問題與思考

3.1族庫欠完善

Revit軟件內(nèi)雖有自帶的族庫，大至衛(wèi)生間潔具、水泵、消火栓，小至噴頭都有族庫，但族庫內(nèi)容并不完善，在建模階段，出現(xiàn)只能用相類似的附件、管件替代示意的情況。筆者建議各機電專業(yè)大小設(shè)備應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范及圖集進行族庫完善。

3.2管道連接方式及編輯

管線協(xié)調(diào)期間，免不了需要截斷某部分管段，上下或左右移動管段，管道打斷的操作需要在管段上斷兩點，再拉伸中間管段端點，實施移動或上翻，最后連上主管，在這種需要多次重復(fù)的改動編輯上，Revit軟件顯得不夠智能和快捷，往往在重新連上管道的時候，自動生成的彎頭、管件等并非設(shè)計者想要的，甚至?xí)斐晒艿牢⒁啤?/p>

而這種不方便的管道分管段截斷，除給排水管道外，電橋架及風(fēng)管編輯也有反映存在這種問題。在管線協(xié)調(diào)的工作中，這類打斷移動的操作是最基本也是最多的，但軟件對這樣的操作做不到得心應(yīng)手且運算時間長，在協(xié)調(diào)工作量大且繁瑣的情況下，給管線協(xié)調(diào)工作帶來諸多不便。作為使用者，筆者認為這種操作的不便捷，也是造成許多從業(yè)人員認為二維CAD軟件使用起來比BIM軟件更得心應(yīng)手的主要原因之一，反過來看也是BIM軟件推廣的阻礙之一。

3.3軟件對計算機硬件要求過高

Revit軟件在建模方面有傳統(tǒng)二維CAD軟件不可比擬的優(yōu)勢，但其對計算機硬件的要求在目前來說仍然過高，這是制約其快速發(fā)展的因素之一。使用者計算機硬件配置稍微低一點，編輯速度與CAD軟件相比還是有很大差距，即使用配置最好的計算機，其運行操作速度相比于CAD軟件也不具備優(yōu)越性。

3.4參與項目各單位的交接

BIM建筑信息模型，對于一個建筑項目來說，實際上是在虛擬世界從方案開始構(gòu)建起這座建筑，并從中解決各種問題，通過各種信息傳遞反饋至現(xiàn)實中的建筑實體。所以，每一個項目的模型都應(yīng)具備成長性，從方案至施工圖設(shè)計再到施工現(xiàn)場指導(dǎo)施工，都應(yīng)如建筑實體一樣逐步完善和成長起來。這樣的成長性就決定BIM模型并不是單獨一個單位從頭到尾完成的，而是應(yīng)該從方案設(shè)計者開始，傳遞到施工圖設(shè)計單位，再到施工監(jiān)理單位的過程，在這過程中甲方應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，而各方對BIM模型的交接點和模型交接時的完成程度應(yīng)該有準(zhǔn)確的限定。筆者認為這是BIM新技術(shù)反饋給業(yè)界需要適應(yīng)的新規(guī)則，而這種新規(guī)則在行業(yè)內(nèi)部目前還沒有得到各方的確立。

以本項目為例，方案設(shè)計公司需要向施工圖設(shè)計單位提供幕墻及異形屋面模型，施工圖設(shè)計單位在從創(chuàng)建模型到管線協(xié)調(diào)完畢交付至施工單位，施工單位再進行模型深化如各設(shè)備房內(nèi)設(shè)備與管線的深化、吊裝支架安裝等。

3.5模型信息的應(yīng)用

BIM技術(shù)較傳統(tǒng)二維圖紙設(shè)計的優(yōu)勢在于建筑信息及數(shù)據(jù)，設(shè)計者創(chuàng)建編輯的為可視化的模型，其核心實質(zhì)是建筑內(nèi)部各細節(jié)的信息和數(shù)據(jù)，通過直觀的方式在參與項目的各方之間進行交互，從而減輕工程師之間信息的不對稱性。

論壇項目模型分別進行了日照模擬、風(fēng)向分析、風(fēng)洞模擬、消防疏散等基于BIM技術(shù)的應(yīng)用分析。給排水專業(yè)管道也進行了管線定位，管道管件使用量的統(tǒng)計，后期還添加了管段管徑、長度、坡度等的信息標(biāo)注?？上в捎诠こ踢M度的緊迫，且計算機硬件配置和運算能力有限，沒有進行整體系統(tǒng)的分析和計算，如生活給水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的水頭損失計算等深度應(yīng)用。這是今后BIM技術(shù)深入到給排水系統(tǒng)設(shè)計中需要發(fā)展的方向，也是體現(xiàn)BIM技術(shù)對給排水專業(yè)設(shè)計的核心價值所在。

4 總結(jié)與展望

三亞財經(jīng)國際論壇項目土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機電設(shè)備專業(yè)管線繁多，且業(yè)主對部分功能區(qū)域配合裝修方案對凈高要求偏高，在這些“先天”與“后天”不利的條件下，設(shè)備專業(yè)在公共區(qū)域的管線空間有限，管線綜合難度較大。運用BIM技術(shù)建模，得出直觀的可視化模型，解決二維圖紙難以解決和發(fā)現(xiàn)的問題，對管線從精準(zhǔn)定位并模擬真實場景，到后期指導(dǎo)施工，可以說BIM技術(shù)在本項目中運用是成功的。

筆者認為，對于類似上海迪士尼園區(qū)、三亞論壇這類土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是“小而精”的民用公共建筑，運用BIM技術(shù)都取得了成功，大大減小了項目設(shè)計難度，同時減少了項目施工成本和投入，效果值得肯定。而在設(shè)計過程中，發(fā)現(xiàn)Revit軟件實際使用仍有需要改進的方面，建議相關(guān)的軟件公司能繼續(xù)升級或作二次開發(fā)，使之更便捷、友好地面向工程設(shè)計從業(yè)人員，在設(shè)計行業(yè)牽起第二次“甩畫板”革命。

微信對原文有刪減。原文標(biāo)題：《淺析三亞財經(jīng)國際論壇永久會址給排水設(shè)計BIM技術(shù)應(yīng)用》，作者：熊曦 豐漢軍，刊登在《給水排水》2017年04期。

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