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BIM如何进行三维综合管线设计优化?以某商业服务建筑为例

发布:中文网小编4号 浏览:1506人 分享
发布于:2021-10-20

本优化以某商业服务建筑为例,占地面积96028.22m?,总建筑面积15783.24m?,地下一层,地上一层,建筑高度10.19m。主体结构为全现浇钢筋混凝土混合框架结构,其中有大量异形结构,混凝土梁、板及柱节点位置的钢筋下料、绑扎与连接施工难度大,异形结构模板制作安装加固难度大。本工程为多商业服务建筑,施工图包括钢结构网架、建筑、结构、给排水、消防、喷淋、暖通、节能环保系统设计、强电、弱电及智能化系统设计,其中各类设备设施管线布置错综繁杂,使得施工的难度增大,对施工技术要求高。

三维综合管线设计优化

本项目应用BIM技术进行三维综合管线优化的流程是:先建立建筑、结构模型,然后再进行MEP建模,再根据结构、空间净高及设备管线之间的关系及避让原则进行碰撞检测,对碰撞结果进行合理的调整,优化设计。根据地下室走廊综合管线现场施工的要求,采用BIM技术对支吊架进行重新优化设计,导入受力分析软件进行可行性分析。通过多维度可视化的施工三维漫游,4D方案模拟,调整BIM模型,选择最佳的技术方案,革新了传统的审图方式,减少了各参与方重复沟通调整设计和比算方案的时间和环节,大大提升了管线综合优化的效率及效果(见图1)。

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图1 本项目综合管线优化流程

(1)模型建立。

本项目BIM模型的建立由BIM团队分建筑、结构和机电模型分别建立。本项目采用AutodeskRevit、Tekla和鲁班软件,充分发挥各自的优越性,弥补对方软件的不足。在建模过程中,进行标准化建模,实现模型与现场施工的高精度性及一致性。具体是:用Revit建立游客服务中心建筑BIM模型,用Tekla建立钢结构屋面BIM模型,用鲁班建立钢筋及安装工程BIM模型。3种软件建立的模型最终都导入鲁班BIM平台,实现碰撞检查、管线优化、提取工程量、进度、质量、安全控制及资料管理等功能。

在BIM模型的创建过程中,BIM团队各专业建模人员发现图纸中的错误共有32个,涉及到土建17个、结构8个和管线7个。在BIM模型创建完成后,各专业汇总问题撰写图纸问题汇总报告,经工程项目部反馈给设计院。随后,根据设计院的答复修改、完善BIM模型。驻场开始后在图纸答疑会中提前解决所有问题,不但节约了时间,而且为后期顺利施工奠定了基础。

(2)碰撞检查。

将土建模型和MEP模型导入BIM碰撞检测平台进行碰撞检测。碰撞检测完成后,平台中会显示碰撞部位,然后进行碰撞点筛选,生成碰撞检测报告,共发现碰撞点603处。碰撞的部位涉及土建模型与安装模型、安装模型与安装模型(见图2)。

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图2 碰撞检测报告

土建与安装模型发现碰撞点603个,其中地下185个,一层418个。碰撞报告中详细明确的给出了碰撞点定位、名称及描述。主要碰撞点集中在土建与安装专业中的消防、喷淋、给排水及暖通管道。

利用BIM模型对管道密集区的各专业管道进行综合模拟施工排布,结合二维CAD设计图纸解决了绝大部分的碰撞问题,对于还需确认最终位置及标高的各类管道,提交给设计院做进一步的优化设计,为后期指导现场施工、准确提取材料量奠定了基础,为施工正常进行和质量提升提供了有效保障。

(3)综合支吊架设计及管线综合优化。

地下室走廊强电、弱电桥架与通风空调管道错综复杂,在满足净空和检修的需求下,合理排布各系统的管线显得尤为重要。在各专业设计图纸中,虽然管线走向都已确定,但管线支吊架独立设计,没有对整个管线系统综合考虑,过多的支吊架不仅会影响管道安装,而且会使后期检修管道空间不足。

碰撞检查后,对地下室的强弱电和消防管道、风管等设置综合支吊架。将喷淋头的高度提升至正负零以上3000mm布置。消防泵房的管道配件等在上方无法布置的,调至地面作业(见图3)。

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a?优化前? ??????????????b?优化后

图3 综合支吊架设计及管线综合优化

(4)三维技术交底、漫游。

通过将优化后的各专业模型导入BIM平台,结合施工进度计划进行施工模拟及漫游,身临其境地观看管线排布和走向。这种直观的技术交底形式是传统的二维图纸和图表所不能达到的。基于BIM技术的三维交底可发现施工过程中因时间先后顺序导致的“软碰撞”、净空高度不足等问题,还能精确预留洞口位置,针对复杂节点可做详细的三维交底技术材料,通过设置综合支吊架等手段对施工重点难点进行模拟,提升了作业班组的技术水平,同时对指导现场施工也提高了精确度和效率。此外,项目各参与方可利用BIM模型进行讨论,快速修改BIM模型,调整方案,最终确定最优的施工方案。

内容来源:《建筑机械》2021/08总第546期

文:王博 祝兴虎 何珊珊 时方涛 中交第一公路勘察设计研究院有限公司

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