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BIM案例:BIM如何用于机电安装工程?以明宇广场项目为例

发布于:2021-11-25
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明宇广场项目位于净月区生态大街,是集办公写字间、商务酒店、商超为一体的大型综合体,项目包括一栋写字间(24层),一栋高级商务酒店(25层),地下停车场和建筑设备用房等。工程总面积20780平方米。其中地上面积16405平米,地下面积4375平米。

项目建成后,将成为净月区的一处地标式建筑,集高端商服一体的项目,是净月区的一处重要工程。

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图4-1项目建筑外形效果图

BIM技术在本项目中的应用

将BIM技术应用于这样的大型项目,主要有以下几个方面的应用,一是管线综合,二是工程量统计,三是施工模拟,下面分别这几个方面进行讨论分析。

管线综合

众所周知在本建筑的机电工程的设计和施工过程中,有可能会出现机电系统与土木结构工程系统冲突,也有可能有建筑专业冲突,这样就得进行二次沟通,图纸变更和工程返工。将BIM技术引入本工程中,就可以在施工开始之前进行管线综合的三维建模,实现二维图纸转换成一个三维的动态模型,实现各个专业的系统操作。然后利用虚拟的模型进行管线的碰撞检查。这样就可以提前发现机电工程中的各种管线与建筑结构,以及管线之间是否存在碰撞,就可以在施工之前进行各个专业之间的协调,变更图纸,降低返工率。降低返工引起的工期延误。

具体的应用BIM技术建模都得流程是:首先在传统的CAD平台使用MagiCAD进行建模,包括建筑、结构的建模,以及机电管线的建模。下图4-3为明宇广场设备间经过管线综合后的效果图。

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图4-3明宇广场设备间经过管线综合后的效果图

1.建模

应用BIM建模的原则是“描二成三”,BIM工程师根据已有的二维图纸,使用AutoCAD+MagiCAD生成三维模型,包括各个专业的模型。

2.碰撞检查

应用BIM技术建立三维模型后,就可以应用建立好的三维模型进行碰撞检查,就能够发现那些地方会出现碰撞,把碰撞点进行精确定位。碰撞检查的主要内容有:

1)进行碰撞检查,首先是建筑结构本身的碰撞检查,目的是找到建筑和结构之间的碰撞。当把二维的平面图形生成三维模型后,就可能发现有些结构的梁布置的标高低,使得楼层间距过低,不能保证人行的正常通过。

2)第二步检查机电管线与结构之间的碰撞,出现这种碰撞的原因是,管线的定位不合理,开孔位置不合理,会出现绕行或者转弯现象。这样就可以协调结构和机电专业,进行设计变更。

3)第三步是机电系统自身管线之间的碰撞检查,比如电气与暖通,与给排水,与消防设备之间的碰撞检测。传统的检测方法是简单的二维图纸的叠加分析,这种情况下很难分辨出交叉点,见图4.4,而如果采用BIM建模的话,就可以利用Navisworks自动进行碰撞检查,生成碰撞报告。

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图4-4机电各专业管线综合二维图

3.管线综合的优化设计

所谓管线综合的优化设计,就是根据上面给出碰撞检查的报,针对发生冲突的位置,对设计图纸进行优化设计,解决碰撞问题,实现专业间的协调发展,满足建筑的功能最优化。并尽量提高建筑物的净高。

具体步骤:机电专业模型进行碰撞检测,碰撞点的管线分布重新配置,重新检查碰撞,再次协调解决剩余碰撞问题。图4-5给出为办公楼核心筒走廊管线剖面图和安装实例照片。

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图4-5办公楼核心筒走廊管线安装实例

利用碰撞检查后的结果,进行管线的优化调整,将BIM模型在Navisworks中进行漫游检查排布效果。图4-6为制冷机房三维设计漫游效果。

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图4-6制冷机房MagiCAD三维设计漫游效果图

4.出图

对于MagiCAD进行管线综合后的出图,与二维图形的出图方式不一样。MagiCAD出图有: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。根据MagiCAD中的功能,将DWG格式的文件转化为IFC文件,以便在IFC浏览软件和Navisworks软件中应用。图4-7标高层次示意。

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图4-7机房管线综合标高层次示意图

工程量统计

应用BIM技术进行工程量的统计,需要在机电设计的管线综合优化完成,并且完成三维建模后,对各个分区内的机电设备的进行统计,利用工程量统计可以统计出各专业的主要材料的用量,辅助材料的用量。因为AutoCAD+MagiCAD本身自带工程量统计。在建模后,只需设置好分区,设置好材料种类等信息后,就可以输出相应的报表文件。可以分区统计,也可以分类统计,还可以分段统计,给施工提供方便。图4-8展示了MagiCAD软件统计工程量示意图。

施工组织模拟

BIM技术在本项目的另一重要应用就是进行施工组织模拟。对管线复杂的工程,这种施工组织模拟可以辅助管线安装。因为常规的管线安装方式中,安装人员会按照自己的经验进行安装,并不能保证与BIM模型中管线走向一样,这就会出现管线排布效果不佳。主要原因是安装工人对于安装的顺序不够熟悉,导致施工顺序的倒置,比如先按装了下层的管线,后安装上层管线,就很难施工。利用BIM技术进行施工模拟的话就可以避免,这就要求设计人员利用Navisworks软件进行施工模拟,在进行施工模拟的时候要事先进行区域模拟,确定合理的安装方案。根据得到的方案指导现场施工。

施工模拟的制作步骤:

1.按照施工计划,划定工期的节点;

2.利用Navisworks模拟机电安装过程,并生成可视化文件;

3.如果区域的机电管线密集,就需要事先协调各专业,提前制定好工序,再模拟整个安装过程,生成可视化文件;

4.有必要的话,为了便于工人的掌握施工方法,可对生成的视频文件做后期渲染。

作者:姜晓龙 仅供学习交流 版权归原作者所有 如有侵权请联系删除

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