北京市丰台区马家堡东路

156号院5号楼    100068

BIM技术应用于超高层机电安装工程,案例剖析!

  • 日期:2016-12-30
摘要:随着城市的高速发展和智能化技术的不断更新,超高层建筑在城市建筑林中的比重日益增加,BIM技术在超高层建筑的设计施工和维护过程中有着举足轻重的作用。
    工 程 概 况  
深圳市中洲大厦是集甲级办公和配套商业为一体的高端商务办公楼,位于深圳CBD南区东边岗厦河园片区01-2地块。
项目总建面达76700平米,建筑高度200米,本项目地上40层,其中1-3层为高端商业(餐饮)及3层通高的大堂(其中3a层为设备夹层),4-15层为低区办公,16层为避难(设备)层,17-30层为中区办公,31层为避难(设备)层,32-39层为高区办公,40层为设备夹层,核心筒出屋面楼层主要功能为楼电梯及设备用房和人防报警间;地下共4层,主要功能为设备机房和停车库。
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中洲大厦项目整体效果图
       BIM软件配置方案 
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中洲大厦项目整体效果图
 
       BIM 应 用 介 绍
       1、建筑、结构专业整合为土建专业,完成土建模型的建立、配合与修改,以确保建筑、结构专业的及时协调,保证两个专业间无碰撞。
 
创建轴网系统和楼层标高系统;建筑专业在结构专业的配合下分楼层、分区域建立结构墙、柱模型,包括钢结构梁、柱模型;建筑专业建立隔墙、门窗、楼梯、房间等基本构件模型; 建筑专业分区域创建建筑外围幕墙、窗模型;完成分部模型后,将各分部模型链接至各层模型中。
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地上标准层轴网及楼层标高建立
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9层标准层结构墙、钢结构梁板模型建立

 
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9层标准层门窗、隔墙模型建立
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9层标准层外围幕墙模型建立
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地上建筑模型
        2、给排水、电气、暖通专业整合为机电专业,根据本项目特征,确定以暖通专业为主要协调专业,统筹协调机电专业的设计工作。共同完成机电模型的建立、配合与修改,以确保机电专业的及时协调,保证三个专业间无有效碰撞。
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地上标准层机电全系统模型

 
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9层机电样板层机电全系统模型
     
        3、本工程为超高层办公楼,根据本工程特点及楼层区域划分,确定大厦9层为样板层,在土建、机电两大专业都完成了相应的建模工作后,通过Navisworks自动完成碰撞检查,生成碰撞报告,利用BIM模型和虚拟显示技术对项目的关键点进行3D模拟,事前对图纸设计错误进行预警并修正,避免因此而导致的成本增加与工期延误所造成的经济损失。
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9层样板层机电模型
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9层样板层机电模型Navisworks碰撞检测
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9层样板层机电模型碰撞检测报告

 
         4、土建和机电专业根据碰撞检查结果进行实时的协同优化设计,完成碰撞问题的解决并得到各专业的确认,进行3D漫游模拟,提高工作效率。
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9层机电样板层全模型漫游截图

 
        5、利用BIM模型输出机电综合管线图、剖面图、单专业图、三维轴测图、图片、动画,讲解给施工班组,使班组明确掌握图纸设计意图和管线安装层次规则,避免了图纸的误读不理解造成返工。
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9层机电样板层机房管道剖面图

 
        6、施工进度模拟,将BIM模型与project施工进度计划相连接,实现4D模拟,通过它不仅可以直观地体现施工的界面、顺序,使总承包与各专业施工之间的施工协调变得清晰明了,从而检测施工进度计划的可行性,提早发现工程的工序问题。
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9层机电样板层施工进度模拟

 
        7、5D工程量统计和材料计划,根据建立参数化的信息模型,按照需求利用REVIT软件明细表功能,统计标准层管道工程量,为预算造价提供较为可靠的参考数据。
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9层机电样板层5D工程量统计和材料计划

 
        8、对本项目模型的族库进行专人管理,分专业归类,通过本项目初步已形成公司BIM模型的族库,并不断地完善,以便于今后其他项目BIM工作开展。
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机电族库样图
        BIM 应 用 小 结
       1、碰撞检查-管线综合布置解决方案
 机电各系统管线综合深化设计过程中应与土建、装饰及其它分包商紧密配合,相互协调,应遵循以下原则:
        (1)风管布置在最上方,桥架和水管在同一高度时候,水平分开布置,在同一垂直方向时,桥架在上,水管在下进行布置。综合协调,利用可用的空间。管线发生冲突时的避让原则是:有压管让无压管,小管线让大管线,施工简单的避让施工难度大的。以上为管线布置一般原则,管线综合协调过程中还应根据实际情况综合布置。
        (2)每个区域最终出图时,机电管线剖面图、平面图所表现的管线位置、规格、标高应保持一致。综合协调过程中,剖面图做调整时,平面图也做相应调整。
        (3)应考虑到水管外壁,空调水管、空调风管保温层的厚度。考虑电气桥架、水管外壁、直管段风管距离墙壁的最小距离,根据实际情况确定距墙柱的距离。管线布置时考虑无压管道的坡度,考虑设备管线的操作空间及检修空间。不同专业管线间距离,必须满足设计及施工规范要求。
        (4)应对建筑结构有清楚的了解,注意建筑标高及结构标高间的差别,以及不同区域标高的差别,混凝土结构梁的厚度,柱子大小,钢梁大小,是否有斜支撑等。应了解装饰具体做法,了解吊顶标高、墙面做法等相关内容。
团队对9层样板层模型通过Navisworks自动完成碰撞检查,发现2处碰撞:
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通风空调风管系统9层管线碰撞位置图

 
碰撞1:6/B-C轴线PY-04排烟系统与XF-02新风系统、P-26排风系统风管碰撞;
碰撞2:7/D-E轴线PY-05排烟系统与XF-02新风系统、P-25排风系统风管碰撞;
团队成员及时召开通风专业协调会,确定修改方案,并对两种方案进行比较,确定排烟风管上翻方案。见下图:
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通风空调风管系统碰撞解决方案

 
        2、虚拟施工交底指导(三维可视化)方案
针对技术方案无法细化、不直观、交底不清晰的问题,解决方案是:改变传统的思路与做法,转由借助3D仿真技术模拟人眼视角和虚拟动漫技术呈现技术方案,使施工重点、难点部位可视化、提前预见问题,确保工程质量。
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 9层样板层机电三维管线图

 
        3、墙体、楼板预留洞控制方案
土建专业分楼层对机电专业要求进行预留洞孔的设计,并向机电专业提供修改建议,协商解决办法。
机电专业通过二次开发软件(鸿业)自动检测和标记暖通、给排水、消防、电气等机电各专业与建筑墙、楼板协调开洞的洞口位置,根据各专业规范要求及配置自动确定开洞尺寸,采用服务器工作站平台协同机制,将信息传递给土建专业,来实现批量开洞及预留洞口处理的问题,配合施工来进行现场施工作业。
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9层样板层机电配合建筑墙体预留洞位置图

 
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 9层样板层通风管道穿越墙体预留洞对照图

 
        4、基于BIM模型通风管道工厂化预制加工
将水、暖、电和建筑结构等各专业的设计、建模及综合且综合平衡确定后的模型自动进行通风空调系统管段分割、尺寸标注、管段编号最后导出预制加工图及材料清单。为了提高通风管道的预制化程度,本工程将经过BIM技术进行管线综合平衡深化设计后的BIM施工模型利用Revit的制作成预制加工图及材料清单。
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  9层样板层通风空调管道预制加工图及材料清单

 
 以BIM模型和3D施工图代替传统二维图纸指导现场施工,可以避免现场人员由于图纸误读引起施工出错。
在施工现场具备作业面后,由技术管理人员利用BIM技术向专门安装管道的技术工人进行管道安装可视化技术交底,同时将带有管段编号的施工图纸发放给作业工人,将制作完成带有编号的管道预制段搬运至施工现场按编号逐一进行组合安装。
施工过程中,作业工人可以清晰的了解每个预制管段的安装位置、标高状况,从而进行精确定位安装,非常好的控制了施工质量
        5、基于BIM 云服务平台的移动终端模型管理
        本项目试点采用基于云服务平台的建筑信息模型,试验将ipad移动设备引入工程管理。所有的项目成员都可以通过桌面终端、移动设备和网络界面查看项目信息,开展模型调整和冲突检测,从而使BIM技术贯穿从设计到施工到维护的全生命周期管理的整个流程。
        团队成员通过对Autodesk® BIM 360 Glue 软件学习,在Autodesk Navisworks 软件和Autodesk BIM 360 Glue之间进行无缝切换,从而创建出更加智能和流畅的工作流程。
        有助于确保整个项目团队参与协调过程,缩短协调周期,为团队成员提供了可以随时随地查看模型文件的工具。方便团队成员查看最新项目模型并实时进行冲突检测,节省项目设计和建设项目所需的时间和资金。
来源:从零跟我学BIM