地鐵人防工程設(shè)計施工探討

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摘要:地鐵人防工程是國家重要的民生工程，除了在戰(zhàn)時可防備敵人空襲之外，在平時高溫等自然災(zāi)害發(fā)生時均可保障人民生命財產(chǎn)安全。設(shè)計、施工等過程將會是全部建設(shè)工程質(zhì)量保證的關(guān)鍵。通過對BIM概念及該技術(shù)在設(shè)計及施工方面的優(yōu)點介紹，結(jié)合工程在建設(shè)工程中的特殊性，根據(jù)某地鐵實際人防工程BIM應(yīng)用，分析了在設(shè)計、施工等階段采用BIM技術(shù)的突出優(yōu)勢，提高工程的整體品質(zhì)。

關(guān)鍵詞:人防工程，BIM三維信息模型，地鐵

1概述

在過去的幾十年中，CAD的推行使設(shè)計師從手工畫圖發(fā)展為計算機繪圖［1］。把手中的紙質(zhì)版平面模型轉(zhuǎn)化成計算機平面模型。隨著建筑結(jié)構(gòu)的多樣化，設(shè)計師在短時間內(nèi)很難完成項目的準(zhǔn)確設(shè)計。當(dāng)前二維的設(shè)計審核檢查不方便，審圖人員通過繪圖知識將二維還原為三維，往往難以發(fā)現(xiàn)其中的錯誤，尤其是空間關(guān)系的偏差，而這些在施工時才會發(fā)現(xiàn)從而造成工程更改，工期延長。BIM技術(shù)將很好的解決目前所面臨的問題，已經(jīng)是業(yè)內(nèi)注視的焦點。

2BIM概要

2．1概念

BIM，BuildingInformationModeling，即建筑信息模型。是指通過建立一個虛擬的建筑，實現(xiàn)對實際項目的任何動作，首先在虛擬建筑上進(jìn)行分析模擬，得到最優(yōu)方案，從而提高工作效率。該技術(shù)是一種模型信息的應(yīng)用，此方式支持建筑項目的集成控制模式，可以使項目在全生命周期增加效率、大量降低風(fēng)險。在國家“2011年—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要”中已經(jīng)明確提出其發(fā)展方向和目標(biāo)，可見BIM技術(shù)的應(yīng)用既符合建筑科技的發(fā)展方向，又符合國家政策導(dǎo)向［2］。

2．2優(yōu)點

1)提高設(shè)計工作效率。基于BIM的模擬，可以形象地觀察項目的三維模型，其有別于常見的效果圖，而是可以含有材料、機電設(shè)備、組織計劃、成本等信息，形成完整的項目模型數(shù)據(jù)，在模型中包含了一切已知的建筑信息［3］。2)簡化協(xié)同難度，提高設(shè)計質(zhì)量。BIM使多專業(yè)基于同平臺搭建模型，從而將3D全專業(yè)同步設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實。建筑專業(yè)可以完成3D數(shù)據(jù)模型建立，用來渲染、節(jié)能、日照、通風(fēng)、隔音等分析;結(jié)構(gòu)專業(yè)則利用其中相關(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)計算;設(shè)備專業(yè)可以據(jù)此實現(xiàn)負(fù)荷計算等。BIM將整個設(shè)計集成到相同的建筑項目中，各專業(yè)間的偏差會一目了然，工程師們可在3D模型中漫游瀏覽，同步修改自己的設(shè)計，從而減少了施工中的浪費，減少返工，降低成本。3)修改簡便。只要對工程做出調(diào)整，由此影響的所有環(huán)節(jié)均自動調(diào)整，各視圖中的剖面自動修改。BIM的該項優(yōu)點可以解決協(xié)調(diào)偏差，保證項目質(zhì)量。4)設(shè)計范圍廣。BIM不只是用于設(shè)計過程，可貫穿于項目全生命周期。施工過程，BIM可以同步查看有關(guān)項目質(zhì)量、進(jìn)度以及成本的信息［4］。便捷地計算工程量清單、概預(yù)算、各過程材料使用等信息［5］。也可以實現(xiàn)全施工過程的可視化模擬與管控［6］。

3地鐵人防工程的特點

人民防空，特指我國動員和組織人民群眾防備敵人空襲、消除空襲后果所采取的措施和行動［7］。地鐵作為人防工程的特殊建筑，已經(jīng)融入到人民的實際生活中，改善人們的生活質(zhì)量，為保證工程的平戰(zhàn)結(jié)合［8］功能，地鐵人防工程的建設(shè)質(zhì)量顯得尤為重要。

3．1規(guī)劃方面

我國人防工程的建設(shè)采取平戰(zhàn)結(jié)合的策略，平時與地下綜合體合用建筑，戰(zhàn)時為人員掩蔽部、醫(yī)療救護(hù)站等工程。地鐵工程同樣兼顧這樣的作用。最主要的建設(shè)方向是與城市地上建筑相結(jié)合，采取附建式或單建式建筑模式，以便增加地下空間的使用效率。

3．2設(shè)計方面

由于工程特殊的戰(zhàn)時要求，因此在設(shè)計方面與地上建筑有較大差別。建筑結(jié)構(gòu)上應(yīng)充分考慮到戰(zhàn)時防御常規(guī)武器及核武器的打擊;暖通專業(yè)在設(shè)計戰(zhàn)時通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)增加濾毒通風(fēng)裝置的設(shè)計布置，并考慮清潔、濾毒、隔絕三種通風(fēng)方式的轉(zhuǎn)換，戰(zhàn)時某人防工程口部濾毒模型;機電專業(yè)應(yīng)充分考慮內(nèi)部防電磁打擊的電源設(shè)計;給排水專業(yè)應(yīng)考慮地漏的防爆設(shè)計，進(jìn)出人防工程的水管線路施行防爆加固，在防護(hù)掩蔽時間內(nèi)工程自身儲水量的計算設(shè)計等。

3．3施工方面

施工是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要部分［9］。因為人防設(shè)計特別需要考慮工程的氣密性能。建筑結(jié)構(gòu)的施工必須混凝土一次性澆筑成功，管線洞口一次性預(yù)留到位，不允許進(jìn)行后期墻上打洞。這就首先要求圖紙在設(shè)計過程中提高管線設(shè)計質(zhì)量，預(yù)留洞口標(biāo)注準(zhǔn)確完整。施工單位充分理解圖紙。一旦進(jìn)行后期修改，將嚴(yán)重影響到防護(hù)工程的防護(hù)性能。

4BIM在地鐵人防工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

4．1三維模型分析，優(yōu)化出入口及重要設(shè)備房間的設(shè)計

地鐵人防工程一般都需要設(shè)置多個出入口。因此，在方案設(shè)計階段，建立以BIM三維模型為中心的平臺，結(jié)合周邊建筑及地區(qū)的交通信息，利用BIM三維模型的可視化的優(yōu)點，確保工程的主要、次要出入口與周邊道路順暢銜接，使整個工程很好地融入到周邊建筑環(huán)境及地面景觀中，達(dá)到戰(zhàn)時掩蔽的效果。

4．2多專業(yè)可視化協(xié)同設(shè)計

BIM的協(xié)同設(shè)計方法可以有效的解決各專業(yè)沖突問題。由建筑專業(yè)創(chuàng)建模型，各專業(yè)劃分設(shè)計范圍，創(chuàng)建各自的三維項目，并在自己專屬的專業(yè)工作集內(nèi)開展設(shè)計。通過這種協(xié)同設(shè)計方法，可以搭建出具備唯一性的全專業(yè)三維建筑模型，各專業(yè)設(shè)計成果直接可視化，無需過多的人為干預(yù)，即可達(dá)到協(xié)同設(shè)計，保證模型信息的一致性和關(guān)聯(lián)性。因為增加了戰(zhàn)時防護(hù)相關(guān)的設(shè)計，工程中管線增加，利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查功能，避免各設(shè)備專業(yè)管線碰撞，保證設(shè)計圖紙的準(zhǔn)確性。

4．3三維模型動畫更加直觀形象的模擬平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換

人防工程的設(shè)計必須滿足預(yù)定的戰(zhàn)時防護(hù)要求，同時為充分發(fā)揮其平時使用效益。由于戰(zhàn)時和平時功能不同，通常要采取平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施來滿足二者的功能轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)的二維平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計，通過兩張圖紙的綜合分析來表達(dá)平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換功能，這種設(shè)計表達(dá)方法不夠直觀，增加了對設(shè)計的理解難度。而利用BIM技術(shù)，可以將平時平面圖和戰(zhàn)時平面圖集成于一個BIM模型中，通過REVIT軟件中的過濾器和視圖樣板功能控制模型的表達(dá)，準(zhǔn)確切換平時模型和戰(zhàn)時模型，降低了對平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計的理解難度。另外，還可以發(fā)揮BIM技術(shù)的4D模型設(shè)計優(yōu)勢，將各轉(zhuǎn)換構(gòu)件施工的時間屬性集成于模型中，利用NA-VISWORKS軟件的施工模擬功能，結(jié)合戰(zhàn)時的條件，模擬平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的施工全過程。這種方式可以有效控制轉(zhuǎn)換時間，保證在規(guī)定的時間內(nèi)完成工程的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換，真正發(fā)揮人防工程戰(zhàn)時保障人民生命財產(chǎn)的重要功能。

5結(jié)語

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，給建筑設(shè)計、施工、運行維護(hù)等帶來了第二次革命，實現(xiàn)了從二維到三維的大跨度發(fā)展，并將四維的技術(shù)合理應(yīng)用在施工過程中，實現(xiàn)了各部門之間從單獨工作到協(xié)同配合的過程轉(zhuǎn)變。由于地鐵人防工程的特殊職能，BIM技術(shù)在其建設(shè)中更加體現(xiàn)出了優(yōu)勢，保證工程質(zhì)量，更好的保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn):

［1］王要武，李曉東，孫立新．工程項目信息化管理———BIM理論與實踐叢書［M］．北京:中國建工出版社，2005:112-180．

［2］張建新．建筑信息模型在我國工程設(shè)計行業(yè)中應(yīng)用障礙分析［J］．工程方面的管理學(xué)報，2010(13):28-29．

［3］黃杰，吳濤．BIM在人防工程中的應(yīng)用研究［J］．土木建筑工程信息技術(shù)，2016，8(3):74-77．

［4］王孟進(jìn)，張亞棟，殷友蘭，等．基于BIM的地鐵人防工程維護(hù)管理技術(shù)探討［J］．地下空間與工程學(xué)報，2016，12(S1):325-330，342．

作者：宋樺 單位：太原市軌道交通發(fā)展有限公司