利用BIM技术深化设计进行机电专业施工

利用BIM技术深化设计进行机电专业施工

金利

黑龙江省建设集团有限公司黑龙江哈尔滨150000

摘要：BIM（buildinginformationmodeling）建筑信息模型，2002年由Autodesk公司提出，2004年相关软件进入我国，我国现阶段主要使用的相关软件主要为Autodesk公司的产品。

随着建筑业的发展，建筑物的功能越来越完善，而机电各个系统管线设备也越来越多，在施工中经常会有因为碰撞、空间不足、预埋管位置偏差等原因造成的返工，导致影响工程进度、成本的上升、质量的失控等现象，为解决上述问题，集团公司在嘉茂尚都商场工程使用了基于BIM技术的三维建模软件进行了机电各系统及相关结构的三维建模，并进行了碰撞检测及管线排布的优化，取得了良好的效果。

关键词：BIM技术；技术设计；机电施工

一、工程概况

该工程位于哈尔滨市南岗区学府路和自兴交角处，总建筑面积123870m2，建筑功能地下二层为地下停车场，地下一层为大型超市，一～四层为商场，，二层：15901.9五层为城市规划展览馆、电影院，总高度33.9M；机电安装工程包括：电力、照明及事故照明、人防电力、人防照明、给排水、采暖、消火栓、喷淋、送排风、排烟、弱电等系统。

该工程2009年9月1日开工，2012年10月30日竣工，根据建设单位及工期要求，自2010年7月15日至2010年7月1日按照经过BIM软件深化的施工图进行机电工程施工保证了工程施工质量可靠。应用BIM技术解决了管线碰撞等问题，更好地满足了建筑使用功能。

该工程质量方面获得2010年黑龙江省结构优质奖和2010年哈尔滨市优质工程奖，准备申报黑龙江省优质工程奖，被评为2010年度黑龙江省应用建筑业十项新技术示范工程“金牌”工程。

二、BIM特点

1、可视化：利用BIM软件将传统的二维图转换为可视的三维立体实物图形。

2、协调性：在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，避免返工，降低成本，保证工期。

3、模拟性：模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。

4、优化性：BIM建筑信息模型可以对设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。

三、工艺原理

综合管线深化设计及碰撞检测是指利用BIM软件将设计图纸二维图进行三维建模翻图，从而进行多专业图纸互相参照，找出碰撞点及不合理路径，进行排布深化。

四、操作要点

1、按专业划分并以外部参照形式绘制三维实体建模，依原设计专业分别生成完整独立的DWG文件；建模时各专业间依据二维剖面引导按主次、先后分别建模，原则如下：

（1）先大后小原则。

先布置管径较大的管线，后布置管径较小的管线。遇管线交叉时，应小管避让大管，因为小管易于安装，成本低。

（2）有压让无压的原则。

（3）冷水管让热水管。

因热水管如果连续调整标高，易造成积气等。

（4）气体管道让液体管道的原则。

因为水管道比气体管道造价高，液体比气体流动动力费用大。

（5）强弱电分设原则。

由于弱电线路如电信、有线电视、计算机网络和其它建筑智能线路易受强电线路电磁场的干扰，因此强电线路与弱电线路不应敷设在同一个电缆槽内。如必须设在一个线槽内时，线槽内应加隔板，将强弱电分开。（严格意义上电气专业线槽除便于安装、敷设、维护以外安装间距没有硬性规定，无相应施工、设计规范要求等）

1）安装重量计算：

设备按动载承重计算；风道按风道自重计算；电缆桥架按承载电缆重量及桥架自重之合计算，各类管道重量按保温管与不保温管两种情况计算。

a）保温管道：按设计管架间距的管道自重、满管水重、60mm厚度保温层重以及以上三项之合10%的附加重量计算。保温材料容量按岩棉100kg/m3计算。

b）不保温管道：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算。

c）各种管道间距管重均为计入阀门重量（弯管托座管重包括阀门重量），当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施。

2）设计方法：

管架计算管重不足10kg的按10kg计算，超过10kg的按10kg进位化整，如23.7化整为30kg。

a）垂直荷载--考虑制造、安装等因素，采用管架间距的标准荷载乘1.35的荷载分项系数。

b）水平荷载--按垂直荷载的0.3倍计算。

c）地震荷载--按地震设防烈度≤8度计算地震作用。不考虑风荷载。

3连接计算

焊接连接及螺栓连接按钢结构设计规范的有关公式，计算所需焊缝长度及连接螺栓大小；受弯梁绕度和受压构件长细比的规定受弯梁绕度不宜大于L/200（L为受弯构件的跨度，对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的二倍）；受压构件的允许长细比不宜超过120.

3.13D建模碰撞分析

软、硬碰撞分析并生成报告文件，由主综合人员在二维、三维综合分析基础上作出合理调整。（碰撞分析=专业图纸+外部参照）

3.23D优化

三维建模基本结束时，按照合理、美观、节约、符合标准进行局部修改。

3.3三维实体建模评估

由项目总工程师、项目各专业工程师、BIM深化组针对项目深化设计进行综合评估，提出意见及建议。

3.4生成标准制图

依据原设计专业划分分别制作图纸（二位标准施工图、剖面图、三维图），结合项目实际情况进行图纸审、报批手续等。

3.5项目交底

向机电各个专业的施工班组长进行交底，让他们在三维状态下查看各自专业内管线的排布和标高位置，施工人员在施工前对各自施工内容清楚理解。

3.6施工应用

（1）严格按照设计施工图纸施工，实时比对三维图纸检验施工内容的准确性。

（2）将图纸会审、设计变更等资料实时更新到三维模型中并及时向施工班组交底。

（3）利用三维模型数据将能够工厂化加工的构件进行加工并使用辅助软件进行编号，保证预制构件的数据准确，提高安装效率。

（4）利用BIM模型能够进行施工过程中的材料控制：保证在施工中对材料进行有效、及时、准确的控制，做到材料定量采购。

五、设备与资料

（一）设备

1、工作站机（高端显卡）1台。

2、专业机（水、暖、电、通）4台。

3、便携式投影机1台。

4、8端口路由器（交换机）1台。

5、专用文件保存服务器1台。

（二）资料

设计院提供的最新电子版施工图、图纸会审记录、设计变更、技术联系单等对施工图有影响的相关资料。

六、质量控制

1严格执行国家及地方的规范、标准。

2严格按照设计院施工图参数进行建模，严禁修改参数，如果发现设计参数有误，及时与设计院沟通。

3保证土建智能建模的完整、准确。

4建模时各专业间依据二维剖面引导按主次、先后分别建模，专业之间建模互为参照时由主综合人员区别对待。

结束语

BIM在建筑工程领域的应用能提高工程效率、减少失误、节省资源，从而使BIM环节的各利益参与方都能获益，同时使用BIM三维模型参数提高了施工预算的准确性，可以实现部分构件的工厂化预制，避免了可能出现的返工现象，具有显著的社会效益。

参考文献

[1]刘莉.利用建筑信息模型（BIM）技术实现建设工程的设计、施工一体化.上海建设科技.2013年3月，第2期，166-168.

[2]闫晓磊.BIM技术在工程项目中的应用与探讨.建筑施工.2012年4月，第4期，243-247.

[3]王小涛.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势.工程建设与设计.2013年10月，第9期，110-115.