BIM技术在城市综合管廊设计中的应用（PDF80页）

BIM技术在城市综合管廊设计中的应用2016年2月3日目录1.深刻理解BIM的内涵2.BIM在综合管廊中的应用场景3.中冶东方在综合管廊BIM应用中的优势1.深刻理解BIM的内涵1.1BIM的定义1.2BIM的特点1.3BIM设计的核心理念1.4BIM技术对设计行业价值1.1BIM的定义建筑信息模型（集合名词，BuildingInformationModeling）：在项目全生命周期或各阶段创建、维护及应用建筑信息模型（BuildingInformationModel）进行项目计划、决策、设计、建造、运营等的过程。建筑信息模型（个体名词，BuildingInformationModel）：包含建筑全生命期或部分阶段的几何信息及非几何信息的数字化模型。建筑信息模型以数据对象的形式组织和表现建筑及其组成部分，并具备数据共享、传递和协同的功能。BIM核心理念一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。1.1.1、信息完备性模型信息除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等。1.1.2、信息关联性信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和健壮性。1.1.3、信息一致性在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免了信息不一致的错误。1.2BIM特点1.2.1.可视化可视化即“所见所得”的形式，BIM可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。BIM可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM模型中，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。1.2.2．协调性BIM模型可在建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如：电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。1.2.3．模拟性在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（目的进展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。1.2.4．优化性BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。1.2.5．可出图性通过对模型进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以导出设计表达成果（2D图）。1.3BIM设计的核心理念1.3.1可视化设计可视化三维设计是BIM最重要最直接的一部分，并不是传统上的效果图，而是整个流程中的可视化过程，贯穿整个设计流程，包括方案阶段，设计，施工等等整个生命周期。在方案阶段为了更好的展示方案，给客户更确切更真实的效果，可视化是一个很重要的工具，设计阶段正确表达设计理念，保证设计协同，施工阶段，通过可视化能够正确的表达施工过程。1.3.2参数化设计参数化设计从实质上讲是一个构件组合设计，BIM模型是由无数个虚拟构件拼装而成，其构件设计并不需要采用过多的传统建模语言，如拉伸、旋转等，而是对已经建立好的构件设置相应的参数，并使参数可以调节，进而驱动构件形体发生改变，满足设计的要求。而参数化设计更为重要的是将构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟，并进行相关数据统计和计算。在BIM模型中，构件并不只是一个虚拟的视觉构件，而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息、重量、受力状况等等。1.3.3构件关联性设计构件关联性设计是参数化设计的衍生。当BIM模型中所有构件都是由参数加以控制时，如果将这些参数相互关联起来，那么就实现了关联性设计。换言之，当设计人员修改某个构件，BIM模型将进行自动更新，而且这种更新是相互关联的。关联性设计它不仅提高了设计人员的工作效率，而且解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题，其意义是显而易见的。1.3.4协同设计协同是BIM的核心概念，同一构件元素，只需输入一次。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术，也将是新的工作流及新的行业惯例。BIM时代的协同设计，将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它将与BIM融合，成为设计手段本身的一部分。借助于BIM的技术优势，协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要设计、施工、运营、维护等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效率的大幅提升。1.4BIM技术对设计行业价值1、三维设计：基于非常复杂的项目，BIM可以进行三维空间变化的表达，利于拆分设计。2、可视设计：便于业主事前决策，减少设计的返工量。3、协同设计：各个专业在同一个平台上进行工作绘图，提高整个设计工作的效率。4、修改方便：一处修改处处更新，软件会提示调整，实现计算与绘图的融合。5、管线综合：通过管线自动碰撞检测，解决管线碰撞的问题。6、自动统计：通过软件，可以将工程量自动统计及材料表自动生成。7、提高质量：BIM的工作方式是协同式，可以减少错漏碰缺，提高设计质量。8、绿色节能：通过软件，支持整个项目可持续和绿色节能环保设计。2.BIM在综合管廊中的应用场景2.1综合管廊规划阶段2.2综合管廊设计阶段2.3综合管廊施工阶段2.4综合管廊运营及维护阶段2.1综合管廊规划阶段2.1.1综合管廊总体规划设计2.1.2综合管廊结构规划设计2.1.2综合管廊附属设施规划设计2.1.2综合管廊专项管线规划设计2.2综合管廊设计阶段2.2.1综合管廊总体设计综合管廊与周围道路、公路、铁路、桥梁、河流、轨道交通、管线之间的平面及空间设计。综合管廊各种管廊的断面设计。综合管廊各种管廊的人员出入口、逃生口、吊装口、进风口、排风口、管线分支口等设计。规划先行管廊总体设计内部管线设计附属设施设计结构设计施工方法选择2.2.2综合管廊干线、支线、缆线管廊结构设计现浇混凝土综合管廊结构设计预制混凝土综合管廊结构设计建构筑物建筑设计建构筑物模板设计建构筑物配筋设计建构筑物栏杆、平台、楼梯等附属设施设计2.2.3管线设计给水、再生水管道设计排水管渠设计天然气管道设计热力管道设计电力电缆设计通信电缆设计内部管线设计整体符合规划管线分门别类安全设施齐全整体设计安全结构设计合理管道、电缆分仓设计2.2.4综合管廊附属设施设计消防系统设计通风系统设计供电系统设计照明系统设计监控与报警系统设计排水系统设计2.3综合管廊施工阶段综合管廊土方平衡综合管廊施工方案确定（基坑支护、大面积降水、脚手架搭建等）综合管廊材料统计、物料管理综合管廊构筑物与管线等碰撞检查综合管廊施工进度模拟综合管廊造价模拟2.4综合管廊运营及维护阶段综合管廊展示综合管廊培训综合管廊消防模拟综合管廊人员疏散模拟3.中冶东方BIM应用优势3.1BIM应用团队–2007年组建，由公司调度中心领导、组织实施–2008年基本上完成了制氧、给排水、热力、燃气等单项工程的基础数据建设工作–2009年基本上完成了铁、钢、轧等综合项目的基础数据建设工作–在以上基础上，2015年年初探索出了城市综合管廊的BIM应用方法–截至2014年12月，累计完成项目十余项，累计完成投资30亿元3.2软件系统–AVEVAPDMS12.1–AVEVAREVIEW–AVEVADIAGRAM–ALGOR–CEASARII–MATLAB辅助开发–PIPENET中冶东方优势综合管廊设计经验丰富，最早设计的综合管廊服役已超50年；在城市供热、燃气、供水、排水、电力、消防、监控、结构等各领域设计经验优于同类型市政设计院；BIM应用的数据库建设历时10年，储备较多；BIM应用软件平台适用于综合管廊等基础设施建设；BIM应用团队具有工程设计、软件使用及二次开发的丰富经验；BIM成果成功应用于冶金、煤炭、电力、化工、市政基础设施等领域；包钢制氧项目获得中冶集团首届BIM大赛一等奖。注重应力分析管道非直埋辐射管道受环境温度影响整体管道补偿选择管道局部应力的判定中冶东方在BIM方面的技术展示1.管道建模2.设备建模3.结构建模4.电气建模5.数据库建设6.出图定制7.典型案例8.设计流程报表定制管道模型•化工标准法兰•石油标准法兰•国家标准法兰•法兰配套用件•中冶东方标准管道及管道用件低压流体输送用焊接钢管GB/T3091-2001Ia系列低压流体输送用焊接钢管GB/T3091-2001II系列低中压锅炉无缝钢管GB/T3087-1999直流电焊钢管GB/T13793-1992II系列直流电焊钢管GB/T13793-1992Ia系列高压锅炉用无缝钢管GB/T5310-1995流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T12771-2000II系列流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T12771-2000大口径系列流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T12771-2000I系列流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T14976-2002Ia系列流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T14976-2002II系列石油裂化用无缝钢管GB/T9948-2006输送流体用无缝钢管GB/T8163-1999II系列输送流体用无缝钢管GB/T8163-1999Ia系列不锈钢无缝钢管GB/T17395-1998Ia系列直缝电阻焊钢管GB/T9711.2-1999管道及管道用件•GB/T12459-2005、GB/T13401-2005•石化及化工标准•中冶东方标准补偿器类设备阀门仪表孔板流量计0.6MPa~42.0MPa各类调节阀0.6MPa~42.0MPa双金属温度计热电偶液位计、磁翻板液位计、玻璃管（板）液位计隔膜压力变送器压力表、隔膜压力表外浮筒液位计特殊附件人孔与手孔防雨管帽、管帽堵板、盲板、加强筋板（内、外）放散设施窥视孔软管接头螺纹管件承插焊管件电缆桥架模型电缆桥架模型典型案例典型案例典型案例典型案例典型案例图纸定制平面图平面图立面图立面图ISO1、ISO2、ISO3、ISO4图纸ISO1、ISO2、ISO3、ISO4图纸ISO图纸ISO图纸总流程流程及等级编订需要参考流程编号规则与等级编订