轨道交通工程BIM技术机房优化探析

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［摘要］城市轨道交通工程机房安装具有设备众多、管线复杂、进度快等特点，为保障施工进度、提升施工质量，需开展基于bim技术的机房优化工作。从机房优化目的、组织架构、实施流程、优化内容4部分阐述机房优化过程，并选取某车站环控机房和冷水机房2个区域进行机房优化布置，实现机房精细化施工，助力机房安装工业化、集成化发展。

［关键词］城市轨道交通；BIM技术；机房优化

城市轨道交通工程是一项投资规模大、专业性强、技术接口复杂的多学科综合性系统工程，随着城市轨道交通行业的飞速发展，城市轨道交通信息化的需求愈加显著。BIM技术作为建筑信息化的有效手段，越来越多的政府和企业认识到BIM技术的应用价值，BIM技术在城市轨道交通行业进入了全面推广应用的阶段。机电实施阶段是城市轨道交通实施的重要阶段，设备机房安装是机电实施阶段的关键技术节点，其具有参与方众多、接口复杂、管理协调难度大、进度快、标段拆分复杂等特点，在设备机房安装过程中应用BIM技术，可充分发挥BIM技术的作用，促进项目各方协调工作，实现机房精细化施工。以南通市城市轨道交通1号线一期工程为例，介绍机房优化BIM技术应用过程，为类似工程开展相关BIM技术应用提供参考。

1机房优化目的

为提升机房优化项目方案质量，减少现场安装问题，优化机房作业空间，根据机房复杂程度、现场施工进度和模型深化情况，开展基于BIM技术的机房优化布置，利用BIM技术可视化特点，将可能出现的问题前置解决，形成机房优化模型指导现场施工。

2机房优化组织架构设备机房安装

BIM技术应用环境复杂，该项目在现有传统工作模式下，引入BIM技术咨询团队，根据设计、施工、监理工作模式，将BIM技术工作内容融入各参建方本职工作中，形成一套由业主牵头、BIM技术咨询单位策划、设计单位审查方案、施工单位执行、监理单位监督落实情况的组织架构，如图1所示。（1）业主单位：牵头组织推进机房优化BIM技术应用工作，对BIM技术咨询单位策划方案进行确认，协调设计单位配合机房优化、土建施工单位移交土建施工模型、设备供应商移交厂商族，督促机电、系统施工单位完成机房优化，并按照优化方案进行施工，特别复杂机房可采用专项评审会的形式推进。图1组织架构（2）BIM技术咨询方：协助业主组织开展机房优化工作，根据项目各参建方工作职责及现场施工情况梳理基于BIM技术的机房优化实施方案，包括各方BIM技术职责、机房优化计划等，提供BIM技术应用需要的软件技术建议解决方案。（3）设计总体：作为机房优化主要设计管理方，管理设计工点配合施工单位完成机房优化，并跟进各设计工点的配合情况，对机房优化方案的系统性问题进行把关。（4）机电/系统设计：作为机房优化主要参与方，将完成机电/系统施工图模型提交相应的业务主管部门，并对机电施工单位优化过程中提出的问题应及时答复，对机电施工单位完成的机房深化BIM模型提出专业优化建议，如无优化建议需对优化方案进行确认。（5）土建施工：作为机房优化的提供资料方，根据机房优化的时间节点，将完成的土建施工模型提交相应的业务主管部门，并对提交的土建施工模型与现场实体的一致性负责。（6）机电/系统施工：作为机房优化的执行方，开展BIM技术模型深化工作，根据各方意见稳定机房优化方案，并基于BIM技术的机房优化模型落实指导现场施工。如复杂机房需开专项评审会，负责准备汇报材料并汇报机房优化方案。（7）设备供应商：作为机房优化的提供资料方，根据机房优化的时间节点，将完成的设备厂商族提交相应的业务主管部门，并对提交的厂商族与供应的设备一致性负责。（8）监理单位：作为机房优化主要参与方，可在方案优化过程中提出优化建议，并在模型指导现场施工过程中，督促机电、系统施工单位基于BIM技术的机房优化方案开展现场施工。（9）其他参与方：如有建设管理平台开发单位，可将其平台功能与机房优化过程结合起来。

3机房优化实施流程

根据该项目业主需求和现场施工进度情况，借鉴以往车站机房优化BIM技术应用实施经验，制订与该项目特点相一致的机房优化实施流程，如图2所示。通过该实施路线，明确各参与方的职责以及工作界面划分，保证基于BIM技术的机房优化顺利实施。

4机房优化内容

（1）砌体墙实测模型。基于土建施工模型和设计施工图纸创建砌体墙模型，包括砌体墙、构造柱、圈梁、门窗等，由于施工误差的存在，需进行现场实测实量，复核测量内容含砌体墙水平定位、构造柱位置、圈梁垂直定位、预留孔洞位置及尺寸等，以实测结果修正BIM模型，保证机房优化基础数据的准确性和时效性。（2）设备优化布置。地铁车站内存在大型设备的重要设备机房，如环控机房、冷水机房、消防泵房等，均存在机房空间有限、设备数量众多，原设计仅考虑功能需求，未考虑施工操作空间以及后期检修空间，导致设备布置不合理。通过设备供应商提供的厂商族进一步完善机房模型，结合设备实际尺寸和排布原则，开展设备优化布置。（3）设备基础优化。根据完善后的机房模型，调整设备基础尺寸，依据设备机房施工相关的技术文件，优化机房设备基础与排水沟布置模型，充分发挥BIM技术的可视化特点，结合设备基础施工图纸进行现场三维技术交底，指导现场施工。（4）管线优化布置。结合机房设备调整情况，对机房内风管、桥架、水管进行优化布置。根据现场实际情况考虑保温层、防火板等厚度。结合管线相对、交叉布置原则以及管线净高控制和检修要求，合理布置管线层次，在保证机房净高要求的同时，以最短的距离与设备连接，节约管材。根据采购的设备、管材、阀门等设备尺寸，创建相应的厂商族模型，进一步优化机房管线布置，通过与现场一致的模型指导现场下料和管线施工。

5机房优化实例

以南通市城市轨道交通1号线一期工程某车站环控机房及冷水机房优化为实例，阐述机房优化工作流程与内容。（1）各单位提供模型资料。机电设计单位提供环控、给排水、动照专业施工图模型，该模型与施工蓝图一致；土建施工单位提供建筑、结构施工模型，该模型为经现场实测调整后模型；设备供应商提供冷水机组、组合式空调、风机、消声器、风阀、灯具等厂商族模型，该模型与采购设备尺寸、型号均一致，如图3所示。（2）BIM三维模型整合。整合机电施工图模型、土建施工模型、砌体墙实测模型形成机房优化基础模型，替换与设备实体一致的厂商族模型，对冷水机组、组合式空调、风机、水泵、墙面箱柜、阀门等安装位置、检修空间进行优化，并调整相应的设备基础位置和排水沟尺寸。在环控机房中，组合式空调占地面积较大，需对其周围的人员检修通道以及距门间距进行优化，特别是检修门处进出管线的阀门，应在考虑检修空间的同时，兼顾人员操作高度。在冷水机房中，冷水机组、水泵、水处理仪等设备较多，应将整个机房的管线按照类别分层排布，在保证功能的前提下，合理布置设备接口处阀门布置，确保设备及管线布置合理、有效、美观，如图4所示。（3）机房优化专项评审会。由于环控机房及冷水机房设备众多、管线复杂，为保障机房优化方案的专业性、可操作性，由业主相关业务主管部门牵头组织召开环控机房与冷水机房专项评审会，以推进机房优化BIM技术应用工作。专项评审会上，参建单位通过BIM模型、动画等多种形式展示环控机房和冷水机房的优化方案，评审会主要提出如下优化建议：1）优化水泵和全程水处理仪间距，预留足够的人行通道；2）调整冷水机组旁手动操作箱位置，以保证其与冷水机组的间距；3）修正组合式空调风管位置，预留开门间距及相应的人行通道；4）提高组合式空调前阀门安装高度，保证设备检修空间，提高检修人员可操作性。通过专项评审会，得到了多项机房优化建议，解决了管线碰撞、检修空间不足、手动操作箱布置不合理、设备厂商族与现场不一致等问题。（4）机房优化效果。机电施工单位根据评审优化建议完善机房优化模型，并结合施工蓝图和机房优化开展现场三维技术交底，落实模型指导现场施工，监理单位跟进其落实情况。目前现场施工已基本完成，环控机房及冷水机房施工顺利，在保证施工进度的同时，有效减少了施工变更，降低了施工成本，提升了施工质量，确保设备安装的操作空间及后期设备的检修、更换操作空间满足要求，实现了机房布置合理美观。（5）经验总结。由于机电实施阶段现场施工进度较快，机房优化涉及多部门和多单位共同参与，将本项目实施过程中的经验总结如下：1）在早期策划中应明确各参建方职责，避免后期执行过程中各方针对方案优化出现相互推诿的问题；2）对前期交付模型需建立质量管理体系，保证模型的精确性和有效性；3）在建设单位层面落实BIM技术应用管理体系，协调设计、施工、监理在计划时间内完成职责内工作；4）尽早开展机房优化工作（前置现场施工至少2个月），落实模型指导现场施工。

6结束语

在城市轨道交通工程中机房优化布置应用BIM技术，并将BIM技术融入设计、施工、监理工作中，充分利用精细化模型，有效优化机房节点细节设计，实现各专业协调配合，保证现场有条不紊地按照计划施工。本项目不打破传统工作模式的基础上开展基于BIM技术的机房优化布置应用，具有可复制性强、可全面推广的优点，为推进下一阶段城市轨道交通工程机房安装工业化、集成化的目标打下了坚实的基础。

参考文献

[1]黄斌.BIM技术在地铁站后建设过程中的应用研究[J].中国设备工程，2020（19）：175–178.

作者:衣娟 单位:上海市隧道工程轨道交通设计研究院