地铁人防工程设计施工中BIM技术的探讨

李维伟 闫灿 胡慧茹

摘    要：随着建筑结构的多样化，设计师在短时间内很难完成项目的准确设计。当前二维的设计审核检查不方便，审图人员通过绘图知识将二维还原为三维，往往难以发现其中的错误，尤其是空间关系的偏差，而这些在施工时才会发现从而造成工程更改，工期延长。BIM技术将很好的解决目前所面临的问题，已经是业内注视的焦点。BIM技术是工程施工中应用的先进技术，利用BIM技术能有效实现地铁人防工程设计的科学化展现，让设计内容与实际要求相符。本文主要分析地铁人防工程设计中的BIM技术应用，仅供参考。

关键词：地铁人防工程;设计施工;BIM技术

1  前言

地鐵人防工程是国家重要的民生工程，除了在战时可防备敌人空袭之外，在平时高温等自然灾害发生时均可保障人民生命财产安全。设计、施工等过程将会是全部建设工程质量保证的关键。BIM不只是用于设计过程，可贯穿于项目全生命周期。施工过程，BIM可以同步查看有关项目质量、进度以及成本的信息。便捷地计算工程量清单、概预算、各过程材料使用等信息。也可以实现全施工过程的可视化模拟与管控。

2  BIM概要

2.1  概念

BIM，BuildingInformationModeling，即建筑信息模型。是指通过建立一个虚拟的建筑，实现对实际项目的任何动作，首先在虚拟建筑上进行分析模拟，得到最优方案，从而提高工作效率。该技术是一种模型信息的应用，此方式支持建筑项目的集成控制模式，可以使项目在全生命周期增加效率、大量降低风险。在国家“2011年—2015年建筑业信息化发展纲要”中已经明确提出其发展方向和目标，可见BIM技术的应用既符合建筑科技的发展方向，又符合国家政策导向。

2.2  优点

（1）提高设计工作效率。基于BIM的模拟，可以形象地观察项目的三维模型，其有别于常见的效果图，而是可以含有材料、机电设备、组织计划、成本等信息，形成完整的项目模型数据，在模型中包含了一切已知的建筑信息。（2）简化协同难度，提高设计质量。BIM使多专业基于同平台搭建模型，从而将3D全专业同步设计变为现实。建筑专业可以完成3D数据模型建立，用来渲染、节能、日照、通风、隔音等分析;结构专业则利用其中相关数据实现结构计算;设备专业可以据此实现负荷计算等。BIM将整个设计集成到相同的建筑项目中，各专业间的偏差会一目了然，工程师们可在3D模型中漫游浏览，同步修改自己的设计，从而减少了施工中的浪费，减少返工，降低成本。（3）修改简便。只要对工程做出调整，由此影响的所有环节均自动调整，各视图中的剖面自动修改。BIM的该项优点可以解决协调偏差，保证项目质量。

3  地铁人防工程的特点

人民防空，特指我国动员和组织人民群众防备敌人空袭、消除空袭后果所采取的措施和行动。地铁作为人防工程的特殊建筑，已经融入到人民的实际生活中，改善人们的生活质量，为保证工程的平战结合功能，地铁人防工程的建设质量显得尤为重要。

3.1  规划方面

我国人防工程的建设采取平战结合的策略，平时与地下综合体合用建筑，战时为人员掩蔽部、医疗救护站等工程。地铁工程同样兼顾这样的作用。最主要的建设方向是与城市地上建筑相结合，采取附建式或单建式建筑模式，以便增加地下空间的使用效率。某地铁车站人防工程建筑模型如图1所示。

3.2  设计方面

由于工程特殊的战时要求，因此在设计方面与地上建筑有较大差别。建筑结构上应充分考虑到战时防御常规武器及核武器的打击;暖通专业在设计战时通风系统时，应增加滤毒通风装置的设计布置，并考虑清洁、滤毒、隔绝三种通风方式的转换，机电专业应充分考虑内部防电磁打击的电源设计;给排水专业应考虑地漏的防爆设计，进出人防工程的水管线路施行防爆加固，在防护掩蔽时间内工程自身储水量的计算设计等。

3.3  施工方面

施工是BIM技术应用的重要部分。因为人防设计特别需要考虑工程的气密性能。建筑结构的施工必须混凝土一次性浇筑成功，管线洞口一次性预留到位，不允许进行后期墙上打洞。这就首先要求图纸在设计过程中提高管线设计质量，预留洞口标注准确完整。施工单位充分理解图纸。一旦进行后期修改，将严重影响到防护工程的防护性能。

4  BIM在地铁人防工程中的应用

4.1  三维模型分析，优化出入口及重要设备房间的设计

在地铁人防工程的出入口设置时，一般需要设置多个出入口，因此在地铁人防工程设计方案的选择时需要利用BIM技术建立三维模型。结合实际施工中周围的地势建筑和交通信息，充分利用BIM技术三维模型的可视化特点，确保工程施工中各施工出入口设置科学性，并确保与周边道路连接的顺畅。让整个地铁人防工程融入到周边建筑和地面景观中，在战争时期达到很好的隐蔽效果。

4.2  多专业可视化协同设计

利用BIM技术中的协同设计，能有效解决设计过程中各专业之间的冲突。由地铁人防工程中的建筑专业建立相应的施工模型，对各专业之间的设计内容进行划分，并创建相应的三维模型，在各自的设计范围内进行设计优化。通过协同的设计方法搭建出施工中唯一的三维建筑模型，各专业设计成果可以以直观的方式体现，不需要进行过多的人为干预即可实现设计的协同，确保设置的建筑模型信息统一和关联。利用创建的信息模型实现工程设计的协同化，既增加了地铁人防工程战时的防护设计，又利用BIM技术进行碰撞检查，避免各专业之间的管线交叉，提升设计图纸的可行性。

4.3  三维模型动画更加直观形象的模拟平战转换

地铁人防工程的设计不仅要满足战时的防护需求，还需要在日常的应用过程中体现良好的效益。在战争时期和日常应用中人防工程需要展现不同的功能，也需要应用平战转换措施，满足相应的功能转化。利用BIM技术可以将日常应用中的平面图与战争时期的平面图集中设置在同一BIM建筑模型中，然后通过相应的软件实现对控制模型信息的表达，准确实现日常应用模型和战时模型的转换，降低了对平战转换设计的理解难度。另外应用BIM技术可以实现4d模型的设计优化，让各结构和各部件之间的施工时间集中在统一的模型中，利用软件的施工模拟功能，结合战争时期的条件，实现对平战转换模拟的全过程控制。通过BIM技术的良好应用在规定时间内完成平战转换，真正发挥地铁人防功能的实际作用。

5  结束语

总而言之，BIM技术是工程施工中的先进技术，利用BIM技术可以实现工程的设计施工和运维的科学化展现，实现了从二维到三维的发展，也将思维技术合理应用到工程中，实现了工程施工中的协同设计，强化了工程质量。由于地铁人防工程与其他工程时间具备较大的差异，BIM技术在工程中能够体现出良好的优势，保障了工程质量，也为居民生命财产安全提供了依据。

参考文献：

[1] 李俊.BIM技术在轨道交通工程中的应用[D].天津大学，2016.

[2] 郝菊香，冯娜.BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用[J].中国新通信，2018（14）：109.