出图

MagiCAD综合管线三维设计成果的输出不同于二维平面图纸，一般可按四个层次的成果提交。①综合管线平面图；②综合管线剖面图；③三维轴测图；④DWG格式的BIM模型。利用MagiCAD特有的功能，可将DWG格式的BIM模型转化为众多BIM软件可识别的IFC文件，同时，也可将MagiCAD对象包含的机电专业特性一起导出，以便在IFC浏览软件和Navisworks软件当中随时进行查看。图10和图11分别展示了管综图、局部轴测图和标高层次示意图。

图10商业制冷机房局部管综平面图与轴测图 

图11机房管线综合标高层次示意图

工程量统计

本工程基于BIM技术的机电专业工程量统计是在建模和机电管线综合优化排布都已完成后，对各区域机电专业的主材料和辅材料进行工程量的统计。由于AutoCAD+MagiCAD软件具有自动统计功能，BIM工程师只需设置好工程量材料的归类以及材料信息的标注即可输出工程量报表。针对同规格型号的材料，可以合并统计，也可以分区域分段统计，同时兼顾施工安装和工程预算的不同需求。此外，统计输出工程量能否为项目造价人员提供准确的依据，主要取决于两方面，即模型的准确度和材料信息的分类能否满足造价人员需求。

图12展示了MagiCAD软件统计工程量示意图。

图12MagiCAD软件统计工程量示意图

施工组织模拟

施工组织模拟一般用于辅助工程中的机电管线安装，尤其是管线复杂密集的部位。在安装过程中，有些施工人员对某些需要特别注意的管线采取了常规的安装模式，造成的结果是安装完成后的管线排布并没有和BIM模型中管线排布一样，影响了管线整体排布效果和施工质量。经分析，其中一个主要原因是具体施工人员没有足够掌握所要安装内容的信息（如管线空间的排布次序），出现了管线安装顺序不当的情况，导致了下层管线先安装而上层管线还未安装。如某管线密集部位需要先安装电气桥架，再安装其它较大的风管、空调水管等，但安装人员忽略了这一点，先行安装了风管和水管，导致电气桥架无法安装，造成后续的拆改和二次安装。BIM的施工组织模拟则可避免此问题发生，但要求BIM工程师在利用Navisworks制作施工模拟视频前，必须对需要做施工模拟的区域或部位能够提供最为合理的安装工序模拟方案，之后依据该方案制作具有指导现场施工的视频。施工模拟视频的制作步骤如下：

1.依据施工安装计划安排，划定关键节点工期的时间；

2.安装施工进度节点，使用Navisworks软件模拟安装过程，并生成视频文件；

3.针对机电管线密集的区域，各专业协商共同制定好施工工序，然后根据拟定工序模拟整个安装过程，生成视频文件；

4.必要时对已生成的视频文件做后期渲染，以增强其表达效果使安装工人在最短的时间内掌握。

针对本项目，我们应用Navisworks软件在制冷机房区域和公共区（商业环廊）进行了机电管线工序安装模拟，如图13和图14所示：

图13制冷机房机电管线工序安装模拟演示

图14商业环廊机电管线安装实例

应用BIM效用总结

1.通过碰撞检查及机电管线综合优化，提前发现设计图纸中可能存在的碰撞问题并提出合理的解决办法，有效地减少了在施工阶段出现的设计变更或修改，减少了施工过程中可能出现的大量返工浪费，节省投资，节约了工期。此工程地下室制冷机房、办公楼标准层及商业裙楼区域的机电管线综合排布设计。依据原有二维施工蓝图搭建BIM模型（包括结构和机电管线），导入Navisworks检测出结果如下：

制冷机房区域：通风及防排烟管道碰结构共计2处，通风管道与空调冷冻水管道的碰撞共计3处，通风管道与供电母线槽的碰撞共计2处，消火栓管道碰空调冷却水管道共计2处，供电母线槽碰空调水管共计4处，电气桥架碰空调冷却水管共计1处，重力排水管道碰空调水管共计3处，空调补水管道、电气桥架与通风管道的碰撞共计1处。

办公楼标准层区域：每个标准层检测出空调送风管道与FPB空调热水管道的碰撞共计1处，防排烟管道碰消火栓给水管道共计1处，消防喷淋支管碰空调送风管道共计8处，电气桥架碰空调送风管道共计2处，电气桥架碰防排烟及排风管道共计2处，FPB空调热水管道碰空调风管共计5处，预留给水管道、电气桥架与防排烟管道的碰撞共计2处。

商业裙楼区域：共检测出空调送风管道与电气桥架的碰撞共计96处，空调水管道与电气桥架的碰撞共计88处，空调水管道碰消火栓给水管道共计25处，消防喷淋管道碰防排烟管道共计38处，电气桥架碰给排水管道共计67处，电气桥架碰防排烟及排风管道共计32处，空调水管道碰空调风管共计56处，消防管道、电气桥架与空调送风管道的碰撞共计12处，防排烟管道、电气桥架与空调水管道的碰撞共计21处。

对于上述的碰撞检测结果，现场BIM设计工程师根据这些碰撞部位管线特点和功能要求，结合避让原则和施工管理经验对碰撞冲突进行了逐一调整，优化管线模型，进而为现场实际安装提供准确可靠的图纸依据，减少了在施工过程中出现大量变更导致拆改的可能性，提高了施工工效，同时确保了工程质量。

2.基于BIM模型统计工程量，可作为材料申请计划和工程预、结算的参考依据。

完善的BIM模型包含了建筑物所有结构和机电设备专业的全部信息，通过管线综合优化后的BIM模型，生成的机电专业工程量相对比较准确，这可作为现场工程师提取材料申请计划的一种便捷方式，同时，项目造价人员也可利用BIM模型提供部分工程量数据，通过与传统方式统计和工程现场实际对比，其误差有多大，误差原因何在，可否作为结算的依据等。

3.本工程在商业环廊区域进行了施工组织模拟，并达到了土建结构、安装及精装修的四维可视化施工进度模拟的效果。通过施工模拟，一方面可为现场和外部管理者提供了更加直观的施工进度计划演示；另一方面也可为施工现场参与建造安装的所有人员提供可视化的施工模拟建造过程，避免施工工序交叉时出现问题，从而达到优化进度、缩短工期的效果。

4.难点与不足

1）BIM工程师需掌握管线综合排布技能和现场施工管理。

基于BIM的机电管线综合排布的要求是精准的，而非CAD那样粗放。实际上BIM的机电管线综合排布就是实际安装施工的高度仿真，因此，BIM工程师必须同时掌握管线综合排布的技能和施工管理技能，包括施工的组织与管理。这样方能做出能够切实指导现场施工的BIM模型。

2）MagiCAD工程量统计功能不完全符合传统造价人员的习惯。

目前行业里使用的造价软件主要为广联达，主要的流程就是熟悉二维图纸、建立模型、工程量统计、定额套价。传统方式的概算一般要求额度高于结算的5%，预算则要低于3%。对工程量统计的要求也便基于此。目前，采用BIM技术进行工程量统计主要还是在于材料清单是否全面，如模型搭建的不够精细，一些材质没有在模型上体现，则工程量统计中也便缺失了。因此，造价人员能否用得上BIM工程师提供的工程量统计，材料清单的全面性是个关键。另外，BIM模型导出的工程量统计，对材料的分类是非常细的，不符合目前造价人员的分类习惯，因此如果不加以调整，许多工程量的统计就无法支持项目的预算。

3）施工模拟功能需要进一步开发。

当前基于BIM的施工模拟主要是应用MagiCAD软件（或同类软件）搭建模型，应用Navisworks软件制作施工模拟视频，但只是体现在各安装工序及宽泛性的施工进度模拟之上。如何开发基于BIM施工模拟在组织与管理方面更强大的功能，将施工模拟做得更为精细，在模拟视频文件中就可以让安装人员提前掌握工序的安排、每道工序的工程量、工期时间、需要的人、机、料等，这样方能体现BIM的应用价值。

刘应周 天津大学管理与经济学部

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