BIM问答|BIM案例：BIM协同设计在地铁车站工程设计中的应用（上）

本研究以广州地铁6号线二期的香雪站的设计为例。该车站为二期最后一个车站，位于开创大道与荔红二路十字路口交界处，站位中心里程为YCK41+447。车站站前为单渡线，站后为双存车线。车站东端接明挖出入段线，西端接萝岗~香雪盾构区间。香雪站为地下两层10m岛式站台车站，采用两层两跨全明挖框架结构，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站有效站台长度120m，车站总长度为381.2m，标准断面处车站外包宽度为19m，线间距为13m，有效站台中心轨面广州城建标高为8.97m，车站顶板覆土厚度为3m，车站高度为13.16m，开挖深度约为16.36m。

车站主体建筑面积15224m?，车站总建筑面积为20636m?。主体基坑土方量实方约130010方，附属结构总土方约51062方。根据对客流和周边规划的分析，结合疏散要求，本站共设7个出入口，平面图如图1所示。

图1平面设计图

2BIM协同设计的实施

2.1协同设计模式及模型划分

本项目模型的创建工作主要通过Autodesk公司的Revitarchitecture、RevitStructure、RevitMEP系列软件进行。本工程包含的专业以及接口众多，尤其是管线部分十分复杂，仅通过Revit自身的工作集或链接协同设计模式难以达到各专业协同工作的目的。

根据各专业不同的设计需求，在同一项目原点的中心文件基础上，通过Revit“协作”工具中的“工作集”菜单分别创建各自专业的工作集，并将创建完成的工作集“另存为”到局域网的主机中，此时中心文件创建完成。在各专业分别在本地完成模型创建，通过“插入”工具中的“链接Revit”菜单将各专业的设计文件组成一个整体项目模型，如图2所示。

图2协同设计模式创建

本项目通过子模型的协同设计模式进行各专业、各区域的协同工作方式，根据不同专业和专业内在项目中不同的区域进行划分，针对不同专业和区域进行人员的分配。在同一项目原点中分别建立相应的中心文件，用来进行专业、系统内的协同设计。本项目模型划分如表1所示。

表1项目模型划分

在项目中可设置项目经BIM理和项目BIM负责人各1人，每个专业BIM负责人1人。在每个专业中区域划分的设计内容，分别由各自的模型设计师和模型应用师共同负责本划分内容的模型创建和应用。

2.2协同设计实施过程

a.规划设计与初步设计

由于本项目规划设计阶段已经根据相关单位提出的要求完成了规划设计方案，即在该阶段应用三维模型和相关评价、分析软件进行场地分析、客流预测、功能区域划分、各类指标分析等内容在此不再阐述。规划设计阶段模型设计精度为LOD100水平，初步设计阶段需要达到LOD200水平。在初步设计阶段BIM设计实施的主要工作是收集前期存储的部分模型信息，按照项目进度和实施需求给项目团队人员分配设计任务，搭建项目交互平台，进行各专业协同设计。

在规划设计阶段完成资料的基础上，以建筑专业作为牵头专业进行初步设计阶段的设计工作，根据车站整体布局、功能区间的划分以及站房大样图等进行初步设计阶段的模型设计工作。从而进一步确定建筑物构件的尺寸大小、位置、数量等参数。针对项目设计过程中无法直接画出和Revit族库中不存在的构件，则通过绘制相应的参数化族来完成该构件的绘制，从而建立本项目的参数化构件（族）库。

首先，根据所需构件的自身属性选择合适的样板文件，在样板中创建一个空白的项目。其次，根据构件的类型选择相应的族类型，通常选择公制常规模型来创建。最后，在空白模型的操作界面中创建项目所需的构件，并对构件的尺寸、材料等其他参数进行设定，方便该构件族在以后项目中的应用，如图3所示。

图3电缆槽参数化族

建筑专业作为地铁工程项目设计的牵头专业，模型设计师根据规划阶段设计资料以及相关专业的要求，通过工作集的协同模式进行本专业模型的设计，其他专业在建筑专业设计内容的基础上，通过链接或工作集的协同模式进行本专业的模型设计工作，如图4所示。

图4车站建筑三维模型

本项目弱电系统主要包括环境与设备监控系统、门禁系统、气体灭火系统和自动火灾报警系统组成，各系统的模型设计师主要是通过工作集的方式进行协同设计。在弱电系统设计的构件一般包括电缆桥架、刚性非金属线管、接线盒、气体灭火管道、烟感探测器等。各类构件族主要有Revit自带族库和自建族库构成，管道颜色按所属不同的系统赋予不同的颜色以示区分，如图5所示。

图5弱电系统三维建模

本车站动力配电系统设计主要采用链接方式，即在统一的项目原点下创建本专业的模型，模型创建完成后通过链接的方式进行整合，如图6所示。

图6动力配电系统模型

给排水及消防水主要由给水、排水和消防水三大系统组成，系统中的管道一般包括进水管道，出水管道，消防水管道，压力管道等组成。本系统中黄色管线表示给水系统，灰色管线表示排水系统，红色管线表示消防水系统，三个系统由不同的模型设计师在同一工作集中协同设计完成，如图7所示。

图7给排水系统三维建模

本项目通风空调系统主要由通风空调大系统，通风空调小系统和通风空调水系统三部分组成，系统管道主要包含送风管、回风管、排烟管、排风管等。本系统设计过程主要是三个模型设计师在同一工作集中分别进行各自划分内容的设计，如图8所示。

图8通风空调三维模型

在各专业系统完成本专业设计内容后需要也自己相关专业设计模型进行整合，通过模型应用师和BIM负责人对整合模型进行碰撞检查、外观检查、完整性以及标准检查，发现各专业设计错误、碰撞以及不合理之处并进行修改，完善初步设计内容，如图9所示。

图9碰撞结果查询

在该阶段设计过程中，各专业或区域之间进行互提资料可以通过协同设计辅助系统完成，从而避免现行设计中纸质文档需要逐层当面审核导致效率低下的问题。通过系统对互提资料文件的管理和存档，有效避免现行设计过程中文件存储混乱或丢失，导致发生设计纠纷时无法提供有效证明文件，其工作流程如图10所示。

图10互提资料工作流程

各专业接口之间在进行互提资料时，在提资内容编写完成后交由办公室进行校核，若校核未通过则返回编制人重新修改，若通过则进行会签并复核后交由专业负责人进行审批；专业负责人审批未通过则返回编制人重新修改并重复上述过程直至通过；最后交由部门领导签发，下发文件并归档。

董福文（西安理工大学）

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