BIM技术在某项目中机电安装综合管线中的应用

BIM技术在某项目中机电安装综合管线中的应用【摘要】针对工程项目中机电管线综合图纸与土建图纸相矛盾等问题，造成返工、维修严重影响工程工期，在超大型地下车库项目中应用BIM技术进行管线综合碰撞分析。可在图纸会审阶段解决CAD二维图纸中的所有错误，实现了对图纸的优化；BIM模型出图，利用平板电脑可对成果进行施工一线作业三维可视化操作，现场工程师对复杂节点的理解更加容易，同时还可应用到施工技术交底，对模型进行施工模拟，使现场资源、空间利用率达到最佳状态。【关键词】BIM机电管线综合；碰撞检测；施工模拟；资源配置1、BIM技术在机电安装领域中的优势对于工程中管线碰撞问题，如果只靠传统的施工技术，由于二维CAD图纸不能全面反映各管线标高、相对位置，往往是在施工过程中才发现问题，从而导致返工现象，大大浪费了人工和材料。项目部在引进BIM技术以后，以平面图纸为建模依据，建立起三维信息模型，利用模型可视化功能进行管线碰撞检测，将碰撞信息反馈给业主单位，由业主单位与设计院进行沟通，设计院及时做出相应调整，重新对模型进行优化，从而清晰地展示出管道的走向、位置和标高等，实现虚拟施工，可减少施工现场的管线碰撞而引起的拆装、返工及材料浪费，从而降低工程成本，减少施工索赔。2、工程概况星海湾金融商务区某项目属于“三多一大”工程，即专业系统多、设备多、管路多，地库建筑面积大等特点。由此可见，机电专业是本项目的重要组成部分，提前做好施工策划，真正做到施工过程的精细化管理，是保证施工质量、工期的重中之重。3、工程重难点分析1）设计图纸存在大量的“错、漏、碰、缺”问题，深化设计难度较大；2）地下车库为超大型地下车库建筑面积大、结构层高低、最大梁截面高度较大，对机电综合管线布置提出很大要求；3）系统设备参数建模精确度较高；4）图纸设计变更频繁，设计院各专业间协调沟通不到位，给BIM综合管线碰撞带来很大困难；5）专业系统较多，机电管线分布密集，专业交叉施工协调难度大，项目分包众多、协调管理难度大；4、管线综合实践应用4.1、设计前提：本项目应业主单位要求梁下200mm的空间布设喷洒管网。4.2、管线避让原则：本项目管线避让优先级别如下：1）重力排水；2）风管、空调管；3）大尺寸电气线槽、桥架；4）消防干管；5）其他电气线槽、桥架；6）压力给排水；7）喷洒在设计单位出图完成后，BIM服务中心根据设计图纸及相关设计变更资料，进行了BIM建模，碰撞检测建模成果如图1所示。图1全专业管线综合平面图4.3、BIM管线综合设计优化成果利用BIM的可视化功能进行管线碰撞检测，直观反映出碰撞问题，解决了专业内部、专业之间的管线碰撞问题。其中，地下三层解决碰撞问题1621个，地下二层解决碰撞问题1292个，地下一层解决碰撞问题1208个，总计解决碰撞问题4121个。避免了施工过程中因为管线碰撞而产生的返工问题，保证施工进度、避免不必要的索赔。初步估算每减少一个碰撞点将节省材料、人工、工期等综合造价1000元左右，总计节省412万元；并增大建筑净空、提高使用舒适度。4.4、BIM图纸综合出图BIM工作流程是先建立建筑、结构模型，然后进行各专业机电管线的建模，设备管线通过过滤器设置给予通风、给水管、排水管、消防、电缆桥架等不同颜色予以区分。建模完成后，再根据各专业技术要求、空间要求、施工工作面要求等因素，对建筑、结构、机电三个专业的模型用Navisworks进行不同专业的碰撞检测，预先发现项目图纸的错误，让设计图纸可行、可建，然后进行汇总出图。BIM出图与施工蓝图不一样，该种图纸是三维的，易于理解。由于目前国内对BIM图纸没有设计单位盖章及通过图纸技术审查及行政联合审查，只能作为咨询成果为项目服务。4.5、指导施工利用BIM模型输出管线综合平面图、剖面图、单专业图、三维轴测图、图片、动画、虚拟施工模型，使施工方明确掌握图纸设计意图和管线安装层次规则，避免了图纸的误读造成返工现象。4.6、三维现场模拟在施工前，三维动态观察项目实际情况，直观地查看管线的三维模型，同时可以任意角度的旋转模型，并对任意部位进行放大，使得在施工之前就可以清晰地观察到建筑物的任意部位，能够提前发现许多施工中可能会出现的问题，为施工的顺利进行提供了有利的帮助。5、经验教训总结虽然BIM管线综合减少了图纸错误与工程返工索赔，但在实际应用过程中也存在一些问题。1)各专业之间欠协调沟通在施工过程中，许多土建的机电安装预留洞口与BIM成果中的土建尺寸不符。究其原因则是土建施工方未按照管线综合排布的图纸确定预留空间，而是根据原来的二维施工图纸施工或土建图纸已经变更未及时通知BIM服务中心进行调整，因此在管线综合应用中，土建要与BIM服务中心加强联系。2)管线综合需要考虑施工BIM工程师缺乏机电综合管线专业知识，往往根据施工图纸及碰撞检测做综合管线排布，没有充分考虑施工安装、检修空间，仅仅凭借搭建好的三维土建模型做管线排布，导致部分BIM管线综合成果无法真正指导现场施工。3)BIM实施需要从思维形态上转变施工人员往往习惯使用二维管线的无精确标准设计图纸，习惯在施工一线对安装情况进行现场处理，解决管线的协调、排布、空间预留等问题，没有意识到三维管线综合排布成果的价值。另外BIM成果不具有法律效应，CAD二维盖章的图纸才是其施工依据，往往会思维定势，放弃三维管线综合成果，使BIM发挥不出真正的意义。4）加强总包方精细化施工管理机电安装单位分包众多，发现部分分包单位未按照BIM图纸进行施工，抢占施工有力位置先行施工，导致后期其他专业无法按照BIM三维成果施工，必须加强机电安装单位的管理，使BIM图纸达到预期的效果。6、BIM模型成果对土建施工的影响6.1、形成建筑、结构预留洞施工蓝图最好出施工蓝图前把BIM建模后成果反馈到土建施工图中，形成最终结构预留洞图，防止后期剔凿结构预留洞；地下室、设备夹层、避难层砌筑施工前，BIM设计单位需形成最终版建筑图纸，防止后期综合管线安装时对砌筑墙体的剔凿和修补，降低工程成本。6.2、施工前期减少建筑、结构图纸矛盾点在图纸会审阶段，建筑模型、结构模型需进行碰撞检测，减少施工图纸疑问，方便施工。7、结语从传统CAD二维绘图到BIM三维信息模型的普遍应用还需要一个过程。在该项目中应用BIM取得了巨大成效，杜绝了因机电综合管线排布不当而引起的返工，提高了工作效率，为以后类似项目提供了参考依据。参考文献：［1］张建平．BIM技术的研究与应用［J］．施工技术［2］裴以军，彭友元，陈爱东等．BIM技术在武汉某项目机电设计中的研究及应用［J］．施工技术