BIM系統(tǒng)對管道深化設(shè)計的影響范文
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作者：董春海李淑杰周全勝劉悅單位：青島博海建設(shè)集團有限公司
工程概況
該工程地下3層，地上26層，建筑面積39966m2，質(zhì)量目標“泰山杯”，工程設(shè)計為一類辦公場所，建筑層高為地下部分4．8m、地上部分3．6m．地下3層為人防區(qū)域，地下3層至地下1層為立體停車場，地上為辦公場所．機電安裝工程包括通風空調(diào)分部、給排水采暖分部、建筑電氣分部、智能建筑分部、電梯分部，其中包含排風排煙、空調(diào)新風、空調(diào)送風、生活給水、生活排水、生活污水、變配電、動力配電、照明系統(tǒng)、綜合布線、有線電視、樓宇自控、立體停車等眾多子系統(tǒng)，管線、設(shè)備多集中于地下室、設(shè)備機房、公共走廊及管道豎井內(nèi)，管線密集且建筑結(jié)構(gòu)條件復雜，施工難度大。
1在制冷機房及換熱站中的應用
制冷機房及換熱站位于地下3層，建筑層高4．8m，面積為330m2，機房設(shè)備主要有制冷機組4臺，智能換熱機組2臺，冷凍水泵6臺，冷卻水泵6臺，全程水處理器2臺，補水箱1臺，全自動定壓補水裝置2臺．其中冷卻供回水及冷凍水管徑較大（無縫鋼管D325×8、D273×7），因制冷機房及換熱站內(nèi)空間有限且不規(guī)則，根據(jù)業(yè)主使用要求，該空調(diào)系統(tǒng)分兩個區(qū)域，1～17層、18～26層分別為一個區(qū)域，使得機房內(nèi)管線飽有量加大，設(shè)計圖紙如圖2所示，管線表達極為復雜．制冷機房及換熱站不僅是整個空調(diào)系統(tǒng)的核心，也是整個機電安裝工程最具代表性的部分［4］，其管線與設(shè)備的布置是否合理美觀，不僅體現(xiàn)了施工單位的安裝水平，同時也體現(xiàn)了技術(shù)質(zhì)量人員的精細化管理．使用MagiCAD深化設(shè)計時先根據(jù)施工圖中給定的設(shè)備、管線的布局及標高建立三維模型，通過三維模型進行分析發(fā)現(xiàn)碰撞點多達25處，如圖3所示．調(diào)整方案為：將空調(diào)供水管由標高4500mm降至4300mm，同時向南側(cè)平移500mm；回水管由標高4200mm降至4100mm，同時綜合考慮現(xiàn)場實際情況、支吊架位置、施工難易、檢修方便及觀感美觀等方面對三維進行局部調(diào)整、優(yōu)化，最終確定了具體位置及施工方案，調(diào)整后三維效果如圖4所示．
2在地下1層中的應用
地下1層①－②軸交－軸管線最為復雜，在深化設(shè)計時將其作為重點，同時作為本工程施工的管線綜合樣板段．此區(qū)域有排風排煙管1250mm×400mm，市政熱水供回水管2×DN200，空調(diào)冷卻水供回水管2×DN325、2×DN273，強電橋架300mm×100mm，給水管3×DN80，自噴淋管DN150．按照原設(shè)計圖紙繪制完成后有多處明顯的碰撞，如圖5所示．解決方案為：將空調(diào)供回水管由標高3682mm降至3116mm、冷水管由標高3821mm降至3096mm、噴淋管由標高3096mm升至3379mm、橋架由標高3816mm降至3400mm，經(jīng)Magi－CAD深化設(shè)計后如圖6所示，合理地解決了管線碰撞問題。
3在管道井中應用
該工程管道井內(nèi)管道過于集中、種類繁多、大小不一、材質(zhì)多樣、支管及附件復雜．因管道井內(nèi)管道多專業(yè)交叉施工現(xiàn)象嚴重且空間有限，管道井內(nèi)管線合理綜合排布對管道能否安全施工、合理降低成本、方便檢修、美觀起決定性作用．按照原設(shè)計圖紙給出的管道井大樣圖進行繪制時，發(fā)現(xiàn)消防自噴淋管與空調(diào)供回水管存在嚴重交叉現(xiàn)象，如圖7所示．經(jīng)詳細讀圖，統(tǒng)計每根管道的所屬系統(tǒng)用途、管道穿越的樓層及其支管的走向、管道的變徑位置、管道的保溫材料及厚度，結(jié)合管道井尺寸進行調(diào)整及綜合布置，經(jīng)Magi－CAD深化設(shè)計后，達到立管與各層水平進出管、支管無明顯交叉，并保證閥門及附件安裝、后期檢修空間及整體布局合理美觀，優(yōu)化后的效果如圖8所示．
4在標準層中公共走廊區(qū)域的應用
該工程為框架－核心筒結(jié)構(gòu)，公共走廊內(nèi)管線復雜，分別有空調(diào)送風管320mm×200mm、空調(diào)回風管320mm×200mm，空調(diào)供回水管2×DN80，冷凝水管DN32，強電金屬線槽300mm×100mm，弱電金屬線槽150mm×100mm，自噴淋管DN25～DN150等，按設(shè)計圖紙給出的標高出具效果后發(fā)現(xiàn)有明顯碰撞問題，如圖9所示．解決方案為：將空調(diào)供回水管標高由3850mm降至3650mm，調(diào)整后效果如圖10所示．通過MagiCAD對公共區(qū)域走廊管線綜合深化設(shè)計后，實現(xiàn)對管線標高進行全面精確的定位，輕松發(fā)現(xiàn)影響凈高的瓶頸位置，從而優(yōu)化設(shè)計，精確控制凈高及吊頂高度，為精裝作好鋪墊．
工程應用效果評價
MagiCAD軟件對管線綜合深化設(shè)計貫穿于整個項目的初期及實施期，對該工程的工期、施工成本控制、施工管理等方面有顯著成果．
1）工期方面．通過應用MagiCAD軟件進行深化設(shè)計及模擬預裝配，確定了各管線標高及交叉位置，為支吊架、預制件提前加工創(chuàng)造了大量時間，同時避免了不必要返工，縮短了工期．在材料訂貨方面，通過對地下室模擬預裝配完畢后達到凈高大于3．6m的區(qū)域進行了準確統(tǒng)計，從而確定了地下室的立體停車位數(shù)量共計58個，避免了要等工程施工收尾階段進行實測實量方可確定車位數(shù)量的情況，提前實現(xiàn)了設(shè)備訂貨，合理縮短了工期約20d．
2）施工成本控制方面．材料和人工費約占整個系統(tǒng)的75％，是施工成本控制的重點．管線的具體走向和具體位置存在很大的不可預見性，傳統(tǒng)的管件數(shù)量經(jīng)常靠工程師通過管子的總長度根據(jù)經(jīng)驗測算提出材料計劃，往往竣工完成后發(fā)現(xiàn)剩余大量的管材及管件，同時施工過程中各專業(yè)相互交叉而造成的返工現(xiàn)象同樣造成人工費、材料費的浪費．通過MagiCAD軟件自身的碰撞檢測功能和自動材料統(tǒng)計功能合理解決了上述問題．以該工程為例，通過MagiCAD軟件自身的材料自動統(tǒng)計功能生成的料單，使管件利用率達到95％以上，并將材料、設(shè)備運送至合適的地方，將頻繁搬運材料省去的時間應用于安裝工作中，從而加快施工進度、降低成本．通過深化設(shè)計，發(fā)現(xiàn)碰撞點456個，避免了不必要的返工，節(jié)約了材料．
3）施工管理方面．通過前期大量的讀圖、翻圖及建模過程，使項目部人員對專業(yè)圖紙更加熟悉，經(jīng)過MagiCAD軟件對管線綜合深化設(shè)計后，項目部專業(yè)人員很容易發(fā)現(xiàn)該工程的重點及難點，利用bim技術(shù)的虛擬施工，統(tǒng)籌合理安排各管線［5］，對施工難點提前反映，對關(guān)鍵位置、細節(jié)部位實現(xiàn)了有效管理，避免了多家平行安裝專業(yè)分包單位的大量協(xié)調(diào)工作．
結(jié)束語
通過MagiCAD軟件對該工程進行管線綜合二次深化設(shè)計，將BIM技術(shù)應用于整個工程中，使該工程的電子圖紙達到三維可視化的功能，而軟件自身的碰撞檢測等功能不僅提高了項目部的工作效率，而且保證了工期、降低了成本，實現(xiàn)了項目精細化全過程管理，同時提高了項目管理水平及核心競爭力．