BIM技术在机电管线综合平衡中的应用

BIM技术在机电管线综合平衡中的应用

题目理解 Key Words ： BIM 、管线综合 技 术核心 —— 利用计算机技术构建三维虚拟模型 检测各专业管线碰撞冲突，消除二维设计的弊端，形成施工图 实现“零变更”施工 深化设计 —— 施 工图设 计单位一般不提供 BIM 服务 市场现状 BIM 咨询公司良莠不齐，施工经验欠缺，出图质量不高 少数成熟的机电安装总包公司 BIM 深化设计能力较强 BIM 技术在机电管线综合平衡中的应用 BIM 定义 —— 风、水、电等机电专业管线在平面 、立面、剖面中 的定 位 指 导现场管 线施工安 装的实 现 平衡技术 —— 利用计算机进行施工前的模拟预装配 合理、紧凑布置机电工程各专业管线 避免施工管线交叉或斜接不当 管 线综合 目录 1 过程及成果 2 存在的问题 3 解决之道 管综平衡 信息管理 设计问题 现场因素 目录 1 过程及成果 2 存在的问题 3 解决之道 设计问题 现场因素 管综平衡 信息管理 四期 BIM 改进 BIM 技术的核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库 基于 BIM 模型的 三维管线综合设计 即在设计阶段搭建管线综合模型，设定冲突检测条件，直观便捷检测碰撞冲突，消除设计中的“错漏碰缺” 由消除错漏碰缺后的三维管线综合模型可直接生成施工图，三维、二维对照施工图实现 零工程变更 施工 过程及 成果 BIM 技术简介 过程及 成果 BIM 深化设计进程 2012 年 12 月 10 日完成地下室 BIM 建模 2013 年 1 月 15 日设计院出具变更版施工图 2013 年 4 月底完成 L2 、 L4 层 BIM 管综设计 2013 年 6 月 24 日 L2 层管综设计完成 2012 年 11 月 15 日 BIM 合同签订并开始建模工作 12.11.15 2012 年 11 月 28 日 BIM 合同签订并开始建模工作 12.11.28 2012 年 12 月 11 日召开 BIM 协调会，对地下室的 管 综模型进行评审 12.12.11 12.12.10 2013 年 3 月 8 日召开 L1 、 L3 的各专业的交圈工作 13.03.08 2013 年 3 月 5 日完成 L1 、 L3 的 BIM 管综设计 13.01.15 2013 年 4 月 25 日完成 L1 、 L3 层更新版 BIM 设计 13.04.25 13.01.25 2013 年 1 月完成地下室部 CSD 和 SEM 施工图 13.03.05 2013 年 3 月 15 日设计院发出第二版 13.03.15 13.04.29 2013 年 5 月 8 日就 L4 层及 L4 层夹层 管 综设计遇到的问题进行协调 13.05.08 13.06.24 2013 年 6 月、 7 月聘请机电顾问迈进公司对 L3 、 L4 层管综设计进行优化 13.06~07 2013 年 8 月 1 日 L3 、 L4 层管综优化后深化设计完成出图 13.08.01 2013 年 8 月 8 日完成屋面层和机房屋面层的 BIM 设计 13.08.08 本项目基 于 BIM 模型 的 机 电管线综 合设计，整 个深化设 计阶段的工作流程按下图进 行。整个深化设计于 2012 年 11 月合同签订开始至 2013 年 8 月完成，历时约 9 个月，期间施工图设计整体变化两次。 2013 年 8 月后的设计变更没有再调整 BIM 施工图，基本依照工程师现场解决。 根据施工图的深度判断实施 BIM 的精细度等级 万科 设计院 BIM 设 计顾问 确认时间节点 及提交施工图检查清单 确认施工图检查清单内容 按时间节点建立 各专业 BIM 模型 碰撞检查报告 双方会议 三方会议 形成会议纪要 会中反馈或会后反馈 提 供施工图 纸 提 供施工图 纸 提交补充资料 过程及 成果 BIM 深化设计流程 - 设计阶段 深化设 计阶段 过程及 成果 BIM 深化设计流程 - 施工阶段 万科 设计院 BIM 设计顾问 基于 BIM 模型讨论 根据 BIM 机电管线模型确定与其他专业交圈的问题 管线 综合深化 设计以及结构、墙体预留洞图纸 施工单位 审核及确认 确认 确认 结合甲方的实际需求做后期施工配合的准备 施工配合 直至竣工 交底且提供虚拟建造模型并最后确认样板段管线情况 本项目施工阶段 BIM 顾问的主要服务内容在根据管综图纸深化预留孔洞图，但因项目变更量大， BIM 咨询的服务无法跟进满足现场需求。 施工配合阶 段 过程及 成果 BIM 成果展示（部分模型） 项目整体 BIM 模型 B1 层机电管综模型 B3 层 机电管综模型 过程及 成果 BIM 成果展示（部分模型） 制冷机房 BIM 模型 L4 层机电管综模型 过程及 成果 BIM 成果展示（碰撞检查） B1 层机电管线碰撞检查 过程及 成果 BIM 成果展示（碰撞检查） B3 层机电管线碰撞检查 过程及 成果 BIM 成果展示（碰撞检查） L1 层机电管线碰撞检查 过程及 成果 BIM 成果展示（碰撞检查） L4 层机电管线碰撞检查 4 层，轴 7a-7 至 10 交轴 7a-j 至 7a-k 区域 暖通专业平面参考 剖面 1 参考 1 1 问题：左图蓝框部分层高 3.4m ，绿圈部分梁底 2.35m 。 此处过风管 1600X320 ，管底 1.950m ；详见右图剖面。 过程及 成果 BIM 成果展示（模型与实际对比） 制冷机房 BIM 模 型与实际安装效果对比 三维管线模型 现场实际安装效果 过程及 成果 BIM 成果展示（模型与实际对比） 三维管线模型 现场实际安装效果 过程及 成果 BIM 成果展示（模型与实际对比） 三维管线模型 现场实际安装效果 过程及 成果 BIM 成果展示（模型与实际对比） 三维管线模型 现场实际安装效果 过程及 成果 BIM 成果展示（模型与实际对比） 目录 1 过程及成果 2 存在的问题 3 解决之道 设计问题 现场因素 管综平衡 信息管理 四期 BIM 改进 存在的问题 设计问题 建筑、幕墙、人防、结构、暖通、水、电、消防 专业多 制冷机组、水泵机组、 AHU 、发电机等大型设备 精装修、二次机电、弱电、室内标识 客观因素 主观 因素 三边工程 甲方需求、功能要求变更 变更 设计本身的错漏碰缺 设计师经验不足，深化设计的主设人员非机电设备专业出身，对设计、施工规范和要求不清楚， BIM 设计还停留在将主设计院各专业图纸叠加，进行碰撞检查，再进行复核调整图纸的初级阶段，没有管线平衡规划概念。 经验 未利用机电管线综合平衡技术进行 BIM 深化设计 方法 存在的问题 设计问题 地下一层中庭 7b-5~8 轴 x7b-P 轴机电管综设计（ 吊顶完成面设计标高 4.1m ， BIM 深化前未确定 ） 7b-6 轴处挑梁 800x1200 ，所有机电管线须从梁下通过。 梁底标高 4.7m 。 大 梁下排烟风管管底 3.1m ， BIM 设计布置双层 DN300 空调冷冻供回水管，下层管底标高 3.1m ， 无法满足装修吊顶标高要求 3.1m 3.1m 4.3m 上层 DN300 空调冷冻供回水管管底标高 4.3m ，可以满足装修吊顶标高 4.1m 的要求 实例 1 存在的问题 设计问题 BIM 设计 未利用吊顶上的空间 ， B3 层车行道上桥架设计过低，不美观，不经济 桥架主车行道上，标高 2.6m ， 未考虑下部的疏散指示和标识系统吊牌的安装空间 2.6m 出墙后即抬高桥架标高（实际现场效果） BIM 设计 未利用吊顶上的空间 ，主桥架设计过低，不美观，不经济 桥架在车行道上，标高 2.6m ， 未考虑下部的疏散指示和标识系统吊牌的安装空间 2.6m 车行道上空的桥架被抬高，实际现场效果 2.6m 实例 2 存在的问题 现场因素 BIM 设计 未考虑人防门安装空间对管线的影响 ， B1 层车行道上桥架设计过低而影响人防门的开启角度 右侧桥架底部设计标高 2.6m ， 未考虑人防门开启角度 2.6m 桥架被抬高，保证人防门开启 90 度不受影响 实例 3 人防门上缘净高 2.65m ， 按设计施工受桥架影响，人防门无法开启 存在的问题 现场因素 BIM 设计 未考虑防火卷帘的安装尺寸对管线的影响 ， B3 层卷帘侧的排烟风管距离结构墙体净空 0.75m ，卷帘头安装净空需 0.8m ，风管安装与卷帘头安装冲突，需调整风管 0.75m 风管左移，与墙体净空 1.0m 实例 4 目录 1 过程及成果 2 存在的问题 3 解决之道 设计问题 现场因素 管综平衡 信息管理 四期 BIM 改进 解决 之道 管综平衡 机电管线综合平衡技术 目的 管线合理布局 优 化设计 便于施工管理 专业协调，避免返工 使各种管线的高度、走向合理、美观，避免在管线布置中出现违反规范的现象。 当 不同机电 系统 管线 交 叉时，谁应该在上，谁应该在下，谁应该直行、谁应该跨 越 尽量减少支吊架的数量， 合理设置组合式管线支吊架， 降低工程成本 施工管理人员对工程的整体情况可以做到心中有数 与结构、装饰工程进行充分的协调，使预留、预埋及时、准确，避免二次剔凿，避免末端设备与装饰工程出现不协调的问题。 管综平衡原则 总体原则 尽量利用梁内空间并尽可能压缩梁下机电管线的布置层数 。 在 满足转弯半径条件下，空调风管和有压水管均可以通过翻转到梁内空间的方法，避免与其他管道冲突，保证路由通顺，满足层高要求 垂 直立面布置 保 温管道在上，不保温管道在 下 小 口 径 管道 应 尽量支承在大口 径 管道 上 方或吊挂在 大 管道 下面 不 经常检修 的 管道 排 列在上，检修频繁 的 管道 排 列在 下 水平横管布置 大口 径 管道 靠 墙安装，小口 径 管道 排 列在下面。 管道少 的 管道 靠 墙壁安装，支管多 的 管道 排 列在外面。 不 经常检修 的 管道 靠 墙壁安装，经常检修 的 管道 排 列在外面。 管道间距 管道 间 距以便于对管子、阀门及保温层进行安装及检修为原 则 。 避让原则 分支 管 道 让 主干 管 道 小 管道 让大 管道 有 压 力 管道 让 无压 力 管道 冷 水管避让热水管道 附 件少的管道避让附件多的管道 临 时管道避让永久管道，新建管道避让所有管道低压避让高压 预留机电 末端空间 整个管线的布置过程中考虑到以后送回风口、灯具、烟感探头、喷洒头等的安 装 合理 地布置吊顶区域机电各末端在吊顶上的分布 , 以及电气桥架安装后放线的操作空间及 以后 的维修空 间 电 缆布置的弯曲半径不小于电缆直径的 15 倍 1 2 3 4 5 6 解决 之道 管综平衡 注意事项 管线综合布置注意事项 管 路应避免挡门、窗，应避免通过电动机、配电盘、仪表盘上 方 设计时应关注人防设备（人防门的安装尺寸），防火卷帘的安装空间等对管线布置的影响 管 路的坡度问 题 在 同一空间中，各系统之间的避让问题，如：线槽应在水管的上层或水平 布置 时要留有足够空间、卫生排水宜布置在管路最上层、风管宜安装在水管上一层 等 对 于多层次机电管线布置时选择组合式支吊架，以减少安装人工消耗量 与 建筑 、装修 专业的协调 机 电对建筑的要求，如运输通道和设备基础位置 等 机电对装修的要 求 ， 机 电要求吊顶上需要设 置灯 具等的位 置 、风口位置、型式 和 开 口大小 ； 机 电要求装修在墙体上需设置开关，插 座 ，报警器及 控 制器的位置 等 与内装专业的协调， 以 安全、实效、 互相配合 的原则为指导，对于内装的吊顶造型、系统的检修、安全防火等各方面加以协调 与 其它指定分包的协调 要 充分 考 虑指定分包（ 如 二次机电、 消 防，弱电）管 线 、槽 的 位置，安装及检修空 间 机房内管线布置一定需清楚了解相关设备的规格尺寸 安 装综合管线与土建综合协 调 根 据 综合管线图所确定的管道标 高复核各 专业设备所需的一切结构洞口、结构支撑、混凝土基础等的详图。 需特 别注意地下室外墙上防水套管的位置、尺寸及标高 。注意剪 力墙上的预留 洞 位置 、 大小用预留图的形式交由土建施 工 设 备房施工详 图 包括制作加工图、大样图、安装图以及设备机房基础图、大样图和剖面图 等 末 端设备附件排布图 机电末端设备及附件包括灯具、开关面板、风口，喷淋头等，其安装定位直接关系到功能使用和安装效果 ，应 做好末端机电设备附件的定位 图 施工协调 专业交圈 解决 之道 管综平衡 解决 之道 组合支吊架 管综平衡 解决 之道 信息管理 信息管理与发布 合同支持信息 —— 招标文件，合同 规范、标准 —— 设计规范、施工规范、制图标准 图纸 —— 设计图纸、深化图纸 方 案信息 —— 实施方案、工作流程 信息 管理 信息 发布 支持性信息 施工信息 —— 测量资料，现场施工反馈 技 术协调信息 —— 专题会议纪要，图纸过程设计资料、 设计变更记录等 及时行，有效性，更新性 过程 信息 成果信息 有效的综合布置资料 时效性，持续改进和调整 每层（阶段）管线综合布置资料在四方会签确认后，部门建立一个有效文件目录，下发各专业施工员 有 效文件的更改及时下发目录清单 解决 之道 BIM 的价值 设计协同，让图纸不出错 BIM-4D 、 5D ，让现场施工不出错 虚实结合，让运营维护不出错 施工图纸准确，减少图纸的错误和设计变更 通过 BIM-4D5D 模拟将每个节点和工序工艺放出动画，可以回避施工风险，施工技术得以实现，每一步均交底清楚，施工就不太容易出错 虚拟的建筑模型， BIM 模型和数据一直更新，以保证实际建筑物内容更新和模型同步，配合营运 结束 谢谢