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BIM工程综合管线设计原则及排布

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一、技术特点


BIM技术,即将施工的建筑和机电设备管线进行三维建模,具有可视化模型及碰撞检测功能,对现有信息模型进行碰撞检查,可直观地发现管线综合中的问题,及时调整,从而减少了施工中不必要的返工,提高了消防工程安装的一次成功率,从而达到工程对标高及施工质量的高要求。


二、管线工程综合设计原则


1)大管优先,因小管道造价低易安装,且大截面、大直径的管道,如空调通风管道、排水管道、排烟管道等占据的空间较大,在平面图中先作布置。


2)临时管线避让长久管线。


3)有压让无压是指有压管道和无压管道。无压管道,如生活污水、粪便污水排水管、雨排水管、冷凝水排水管都是靠重力排水,因此,水平管段必须保持一定的坡度,是顺利排水的必要和充分条件,所以在与有压管道交叉时,有压管道应避让。


4)金属管避让非金属管。因为金属管较容易弯曲、切割和连接。


5)电气避热避水在热水管道上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路。


6)消防水管避让冷冻水管(同管径)。因为冷冻水管有保温,则有利于工艺和造价。


7)低压管避让高压管。因为高压管造价高。


8)强弱电分设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,而且留一定距离。


9)附件少的管道避让附件多的管道,这样有利于施工和检修,更换管件。各种管线在同一处布置时,还应尽可能做到呈直线、互相平行、不交错,还要考虑预留出施工安装、维修更换的操作距离、设置支、柱、吊架的空间等。


三、综合管线的排布方法


1) 定位排水管(无压管)。排水管为无压管,不能上下翻转,应保持直线,满足坡度。一般应将其起点(最高点)尽量贴梁底使其尽可能提高。沿坡度方向计算其沿程关键点的标高直至接入立管处。


2) 定位风管(大管)。因为各类暖通空调的风管尺寸比较大,需要较大的施工空间,所以接下来应定位各类风管的位置。风管上方有排水管的,安装在排水管之下;风管上方没有排水管的,尽量贴梁底安装,以保证天花高度整体的提高。


3) 确定了无压管和大管的位置后,余下的就是各类有压水管,桥架等管道。此类管道一般可以翻转弯曲,路由布置较灵活。此外,在各类管道沿墙排列时应注意以下方面:保温管靠里非保温管靠外;金属管道靠里非金属管道靠外;大管靠里小管靠外;支管少、检修少的管道靠里,支管多、检修多的管道靠外。管道并排排列时应注意管道之间的间距。一方面要保证同一高度上尽可能排列更多的管道,以节省层高;另一方面要保证管道之间留有检修的空间。管道距墙,柱以及管道之间的净间距应不小于100mm。


四、案例应用


根据施工图纸建立建筑、结构、机电BIM模型,利用BIM技术检测建筑与结构之间的碰撞问题,设计不合理问题,有效控制建筑和结构图纸的一致性,避免了在施工过程因建筑和结构设计冲突,造成的返工、拆改。


根据建筑、结构、机电的BIM模型进行管线的布置,在发生与总包BIM模型发生冲突或者碰撞时,相互协调碰撞,利用BIM软件把建筑、结构等影响到机电专业的模型,整合到一个模型当中,利用软件自动检测碰撞功能,分别检测机电各专业间碰撞、机电与建筑和结构碰撞等,把问题提前优化,把影响较大的问题反馈给相关专业协调修改。


当消防系统与机电总包的风管发生碰撞时,如图所示:



上述图,可以看出发生碰撞的地方比较明显,通过碰撞检测可以看出桥架与风管有明显的冲突,通过协商,把桥架的位置进行调整,解决碰撞。


利用BIM技术检测消防和机电之间的碰撞问题,设计不合理问题,有效控制建筑和结构图纸的一致性,避免了在施工过程因建筑和结构设计冲突,造成的返工、拆改。



利用BIM模型检测出的结构梁与门的碰撞,在传统的2D平面图纸里很难发现此类问题。



案例1:在图中所示,可以看出红色的地方发生了碰撞,我们需要调整管道的避让,其中蓝色部分是风管,尽量避免风管90°弯曲,所以调整水管的位置,绿色部分是水管部分,最终结果我们需要进行碰撞检查后进行修改,避免施工中出现错误。



案例2:上图为水管与水管之间的碰撞,灰色部分是水管,可以从图中看出交叉的部分发现打架的问题,需要进行调整,把水管的位置进行碰撞检测从而进行修改,使得在现场施工的时候避免不必要的冲突和错误。



案例3:上述图中,浅蓝色部分是桥架,绿色部分是风管,红色部分是消防水管,图中通过碰撞检查可以看出左图中发生两处比较严重的碰撞,红色圈分别画出错误的部位,一个是防火桥架和风管的碰撞,另外一个是消防水管与其他管道发生碰撞,通过BIM中的碰撞检查可以将它们进行有效地调整,小管优先避让大管,避免在现场中发生管道打架的情况。


五、如何全面考虑BIM综合管线服务?


BIM做机电的管线综合,是所有BIM的基础应用。效果最明显,也是最广泛的应用。很多人都说自己能够做到管线综合。也有很多人不削管线综合。那么来谈谈什么样子叫做管线综合,管线综合要考虑到那些因素。用户往往担心我做的管综对么?能用么?发挥了多大的作用呢?


全面的管综服务需要回答几个问题:


1、你的管综有考虑保温么?

2、你的管综有考虑支吊架么?

3、你的管综有得到施工单位的认可么?

4、你的管综有反馈信息么?

5、你的管综,管件是和实际的生产一样么?


如果得到的答案都是否定的。这个管综就是不完整的。


管线综合,是对各专业知识都要了解的。包括设计、施工的知识。特别是施工的实际情况,一定要了解。BIM工程师至少应该见过各种管件是什么样子的。目前大多数软件,自动生成的连接方式,基本上和实际都不一样。如果仅仅靠软件自动生成的,调整成了所谓的零碰撞,其实和管线综合完全是两回事。


管线综合至少要考虑的要素:


1、管道是否有保温、保温的厚度。

2、支吊架的形式及尺寸、未来的支吊架更多会转变成综合吊架。

3、安装空间。

4、天花高度。

5、管材形式。因为不同管材、厚度不同,占用的空间也不相同。

6、检修空间。

7、安装工艺流程。

8、施工方现场反馈和调整。


工程师考虑问题是否全面,问题考虑的对不对,靠什么来检验呢,一定是施工单位来判定的,不是做管综的人判定的。


BIM管综工程师需要下到实际的现场中去,得到现场反馈,根据现场反馈调整。把作好的模型和现场相校核,让模型和实际的一样。


一个真正做的好的管综,首先要真实。实际上有什么,模型中就要有什么。保温、管道、支架都需要有。还有,管综不是设计师口中的规划一下就可以了。凭个人经验,想前期完全规划管道的空间布局的,基本上都是完全不可行的。全部满足规范,也是不可行的。除非你有跑马的空间,这个另当别论。所以,用BIM做管线综合,是可以做到非常精准的,但是这个工作量是很大的。


六、BIM外包综合管线实施流程


1、签署外包服务协议。


2、BIM软件的选择。BIM应用软件中,Revit软件市场占有率较高,故服务及功能相对较为完善,有更强的经济效益,拟采用Revit软件。


3、建立族库。根据常用的设备材料,建立材料设备的三维族库,并根据不同项目的需要,不断充实和完善族库。


4、结合工程进行建筑结构和设备建模。运用BIM软件,根据二维建筑结构和机电施工图纸,建立三维的建筑结构和管线模型。


5、现场结构复测。组织人员根据结构图纸进行现场实际复测,根据复测结果修改建筑结构模型。


6、三维碰撞检查。通过BIM软件中的碰撞检测功能进行模型的碰撞检测,并出具碰撞检测报告,根据报告逐一检查及排除碰撞点位。


7、指导施工和工厂化预制。根据调整后的模型,进行部分材料的工厂化预制,在施工前进行技术交底。


8、绘制竣工图纸。根据最终的施工现场,局部调整BIM模型,完成竣工BIM模型。


(责任编辑:何雯丽)



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