基于BIM的機(jī)電管線布置施工工法2017003

1、基于BIM的機(jī)電管線布置施工工法黃鵬1 .前言隨著國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)和人民生活水平的提高，大型、復(fù)雜建筑物不斷增多，建筑物內(nèi)外部功能需求越來越高，建筑物中的各種設(shè)備和管線數(shù)量也越來越多。設(shè)計(jì)過程中，各專業(yè)管線由不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，在有限的建筑空間里，難免會(huì)產(chǎn)生管線的重疊、交叉和相碰；施工企業(yè)傳統(tǒng)深化方法是通過二維軟件（如CAD）各各專業(yè)圖紙疊加來調(diào)整和優(yōu)化管線，并輔以局部的剖面圖的方式來解決機(jī)電管線綜合的問題，對于大型、復(fù)雜項(xiàng)目該傳統(tǒng)方法存在局限性，很難保證管線布局的合理性、準(zhǔn)確性。安裝過程中，各施工班組和各系統(tǒng)的管線均各自獨(dú)立安裝，在處理管線密集區(qū)域，往往因管線布置不明確而多次返工、影

2、響其他專業(yè)管線安裝以及凈空空間降低；同時(shí)由于各專業(yè)管線均為獨(dú)立安裝，分別設(shè)置本專業(yè)所需支吊架，過多支吊架容易影響管線安裝空間并壓低吊頂高度，容易出現(xiàn)凈高不足、檢修空間不足等問題。如何解決這些問題成為機(jī)電安裝工程的難點(diǎn)。公司技術(shù)人員采用revit軟件在施工前搭建仿真建筑及機(jī)電管線BIM模型，依據(jù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)、施工規(guī)范以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件合理規(guī)劃布置管線，明確各管線的空間定位；并通過BIM技術(shù)中模擬施工功能進(jìn)行虛擬建造安裝，用以解決復(fù)雜管線區(qū)域的安裝方法和合理的安排施工工序。我們將BIM技術(shù)與機(jī)電專項(xiàng)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，利用BIM技術(shù)中的精確信息，極大的提高了機(jī)電管線的加工、安裝精度以及施工質(zhì)量，各機(jī)電安裝施

3、工參與方利用BIM技術(shù)中的可視化和4D模擬掌握安裝順序及有效的施工進(jìn)度、材料把控，為施工的順利進(jìn)行創(chuàng)造了條件。通過項(xiàng)目的實(shí)踐，取得了良好的效果，形成了新穎的“基于BIM的機(jī)電管線布置施工工法”。2 .工法特點(diǎn)2.1 技術(shù)問題前置解決提前發(fā)現(xiàn)并解決各系統(tǒng)的管線相互干擾、空間位置重疊、管線設(shè)備碰撞等問題，在模型中精確標(biāo)識(shí)各系統(tǒng)管線、設(shè)備的定位信息，較傳統(tǒng)做法更有利于提高施工質(zhì)量；2.2 預(yù)先核算、計(jì)算、合理選用并加工綜合支吊架通過管線綜合布置，多專業(yè)匯合-綜合支架，提前設(shè)計(jì)計(jì)算并安裝管道綜合支吊架，節(jié)約工期和成本；2.3 快速完善施工詳圖及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)通過修改模型及其信息，各施工詳圖及節(jié)點(diǎn)圖會(huì)隨著模型

4、的變更自動(dòng)更新，無需重新繪制，相比傳統(tǒng)方法而言，BIM技術(shù)省去了每張圖都要修改的麻煩，也避免了圖紙數(shù)量過多引起的漏改現(xiàn)象，在BIM技術(shù)應(yīng)用中，只需修改調(diào)整模型，與之相關(guān)的任何圖紙均會(huì)自動(dòng)更新；2.4 嚴(yán)格控制各專業(yè)或各分包施工工序通過4D模擬安裝管線施工過程，幫助施工人員理解整個(gè)進(jìn)度計(jì)劃的流程，及時(shí)對重要施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，合理安排施工順序、優(yōu)化施工方案，提高施工效率、減少返工、拆改等現(xiàn)象；2.5 快速生成各施工區(qū)域材料清單通過模型快速準(zhǔn)確生成不同階段材料需求量，結(jié)合施工程序及工程進(jìn)度周密安排材料采購計(jì)劃，做好事前備料、事中限額領(lǐng)料，防止備料過多或過少對工程的影響及領(lǐng)料過多造成的二次搬運(yùn)，較傳統(tǒng)

5、方法更有效的對材料進(jìn)行管控；2.6 模型與施工結(jié)果直觀比對通過移動(dòng)端把帶有信息的模型與施工作業(yè)結(jié)果進(jìn)行比對驗(yàn)證，及時(shí)有效避免錯(cuò)誤的發(fā)生，精確控制安裝質(zhì)量，較傳統(tǒng)方法更有效的提高了工程質(zhì)量檢查效率和質(zhì)量；3 .適用范圍本工法適用于房建、市政、工業(yè)等安裝工程，尤其是造型復(fù)雜、功能需求高的大型工程效果更加明顯，主要包含水管、橋架、風(fēng)管等機(jī)電各專業(yè)管線應(yīng)用。4 .工藝原理管線安裝施工前，根據(jù)工程實(shí)際將各專業(yè)管線設(shè)備圖紙，將各專業(yè)管線放入統(tǒng)一的綜合布置平臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)建立三維仿真建筑、機(jī)電管線模型，再根據(jù)規(guī)范、凈高需求等因素，在模型內(nèi)對各系統(tǒng)的管線、設(shè)備進(jìn)行綜合優(yōu)化，通過BIM技術(shù)的優(yōu)勢盡量將設(shè)計(jì)圖紙問

6、題和施工過程中可能碰到的問題在施工之前提出和找到解決方案，打通設(shè)計(jì)與施工之間、施工現(xiàn)場與加工廠之間的屏障。管線安裝過程中，根據(jù)需求快速提取管線、設(shè)備、構(gòu)件信息，通過這些信息形成明細(xì)表，向材料供貨商提供準(zhǔn)確的采購清單；同時(shí)以這些信息為依據(jù)，合理安排施工人力、材料、機(jī)械，保證工程施工從下料、成型、組裝、焊接、構(gòu)件預(yù)拼、檢驗(yàn)、誤差糾偏、安裝就位等全過程精細(xì)化控制的一種預(yù)控技術(shù)。5 .施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程圖5.1施工工藝流程5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 施工準(zhǔn)備1、各專業(yè)及BIM技術(shù)人員、計(jì)算機(jī)、軟件等到位；會(huì)審記錄、2、收集工程所有專業(yè)（包括建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾裝修、機(jī)電專業(yè)等）的施

7、工圖紙、技術(shù)變更、管道設(shè)備外形尺寸等資料并實(shí)時(shí)更新；3、在滿足規(guī)范的前提下，與業(yè)主充分溝通，了解其對建筑物凈空的要求，如電梯前室最小凈空、地下室大空間凈空、走道凈空、最不利處凈空等；4、根據(jù)建筑特點(diǎn)，對機(jī)電專業(yè)模型繪制進(jìn)行分區(qū)、分層任務(wù)分配；5、把機(jī)電管線系統(tǒng)按給排水、暖通、電氣三大專業(yè)劃分，并初步設(shè)定三大專業(yè)的管線安裝高度；5.2.2模型搭建1、根據(jù)建筑、結(jié)構(gòu)施工圖建立建筑結(jié)構(gòu)模型，并作為機(jī)電模型繪制的基礎(chǔ)；2、根據(jù)機(jī)電各專業(yè)施工圖中的管線、設(shè)備外形尺寸等數(shù)據(jù)建立相應(yīng)機(jī)電各專業(yè)系統(tǒng)模型；3、整合建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型；4、模型搭建時(shí)各機(jī)電系統(tǒng)的命名須與圖紙保持一致，一些需要增加坡度的水管須按圖

8、紙要求建出坡度，系統(tǒng)中的各類閥門須按圖紙中的位置加入，有保溫層的管線，須建出保溫層；5、所有模型數(shù)據(jù)均應(yīng)準(zhǔn)確無誤，模型與其相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)保持一致，構(gòu)件數(shù)據(jù)有變更時(shí)，模型應(yīng)及時(shí)隨之更新；圖5.2建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型5.2.3 模型檢查優(yōu)化1、依據(jù)規(guī)范及業(yè)主對凈空的要求，設(shè)定管線最低控制標(biāo)高，確保模型中各系統(tǒng)的管線、設(shè)備在其之上；2、檢查重力水管是否連續(xù)、坡度是否符合設(shè)計(jì)要求；3、通過軟件碰撞功能快速檢查各專業(yè)設(shè)備管線與剪力墻、柱、梁及各專業(yè)設(shè)備管線之間是否有沖突，并生成沖突報(bào)告；4、管線優(yōu)化人員應(yīng)結(jié)合自身專業(yè)經(jīng)驗(yàn)或與施工技術(shù)人員配合，充分考慮管線施工中的安裝空間、各類橋架與其他管道的凈距要求、各類

9、閥門的安裝位置、考慮采購材料的定尺長度和管線穿樓板、墻、結(jié)構(gòu)梁等預(yù)留孔洞位置的合理性、考慮大型設(shè)備安裝的預(yù)制結(jié)構(gòu)板區(qū)域、施工分區(qū)的合理性等進(jìn)行甄別，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整優(yōu)化；同時(shí)，對優(yōu)化后的模型實(shí)施沖突檢測，確保各專業(yè)之間的沖突與碰撞問題得到解決；5、一般性調(diào)整或節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化等工作，由優(yōu)化人員自行修改，并出具優(yōu)化報(bào)告；較大變更或變更量較大時(shí)，由建設(shè)單位協(xié)調(diào)后確定優(yōu)化調(diào)整方案；6、修改和調(diào)整模型時(shí)應(yīng)遵循有壓讓無壓、小管道讓大管的原則；圖5.3管線碰撞檢查修改前修改后圖5.4管線優(yōu)化前后對比圖5.5管線優(yōu)化前后對比5.2.4 信息添加及提取1、機(jī)電模型應(yīng)保證信息的完整性，包含幾何信息、技術(shù)信息、產(chǎn)品

10、信息、建造信息及維保信息，其中技術(shù)信息包含材質(zhì)、技術(shù)參數(shù)等，產(chǎn)品信息包含生產(chǎn)廠家、生成日期、供應(yīng)商等，建造信息包含安裝日期、操作單位等，維保信息包含使用年限、維保單位、維修日期等；2、根據(jù)工程進(jìn)度實(shí)時(shí)輸入變更信息，包括工程設(shè)計(jì)變更、施工進(jìn)度變更等，輸出所需的設(shè)備與材料信息表，并按需要獲取已完工程消耗的設(shè)備與材料信息、以及下個(gè)階段工程施工所需的設(shè)備與材料信息；3、按作業(yè)面劃分，從機(jī)電模型中輸出相應(yīng)的設(shè)備、材料信息，生成材料清單，通過內(nèi)部審核后，提交給施工部門審核;/舞：需踐i/制觸.滋i時(shí)長娶i工叫5iif-s5ii*t盛建瓢區(qū)-7-上廠丁1廣1，丁,錘鉆鋼廠-丁明醺-無額甘一二錢尤甘十TEMH

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15、、模型導(dǎo)出的施工圖及節(jié)點(diǎn)圖應(yīng)當(dāng)清晰表達(dá)深化后模型的內(nèi)容，滿足施工條件，并符合規(guī)范要求；圖5.7施工節(jié)點(diǎn)圖圖5.8管線施工模擬流程1、收集施工方案的文件和資料，包括工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度和要求、施工現(xiàn)場的自然條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料等；2、結(jié)合工程項(xiàng)目的施工工藝流程，對施工作業(yè)模型進(jìn)行施工模擬、優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工方案，生成安裝模擬演示視頻并提交施工部門審核；3、針對局部復(fù)雜的施工區(qū)域，進(jìn)行重難點(diǎn)施工方案模擬，生成方案模擬報(bào)告，并與施工部門、相關(guān)專業(yè)分包協(xié)調(diào)施工方案；4、出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更和修改時(shí)，先在模型上進(jìn)行模擬推演，尋找最佳解決方案；5.2.7技術(shù)交底1、施工前通過模擬施工對班組進(jìn)行可視化技術(shù)交底，使施工人

16、員更直觀地了解操作要點(diǎn)、質(zhì)量要求，做到心中有數(shù);2、施工模擬交底后，形成文檔及視頻兩種形式技術(shù)交底記錄;3、施工班組必須嚴(yán)格按深化圖紙中的構(gòu)件編號(hào)及構(gòu)件位置進(jìn)行安裝;第跳康必工掛富交曜,口匚量r一7胃才,六：-口：.：呼”嘈工中-I牛苗.:FrT二!：i-till-EltriStili"H.KIAMaMEh.，>E-：jr；E9i«AE»MMilEJ.«*JTxlm7rX3r;:.-rxn111nrittfPSSlZHM>T.率*±*.-4上1匕WE；Keo：gim-wf*e同*曰圖5.10風(fēng)機(jī)盤管安裝可視化技術(shù)交底圖5.9泵房管線

17、安裝可視化技術(shù)交底5.2.8指導(dǎo)后期施工1、指導(dǎo)施工組織設(shè)計(jì)編制，合理安排、調(diào)整各專業(yè)或各分包間的施工順序；2、通過綜合支吊架圖紙及相應(yīng)的材料表對施工進(jìn)行指導(dǎo)，提前對支吊架進(jìn)行加工，并明確各支吊架形式、位置及安裝高度，形成流水線裝配式安裝；3、快速提取各施工作業(yè)區(qū)域管線及零配件材料清單，根據(jù)清單領(lǐng)取相應(yīng)的材料，并按施工分區(qū)進(jìn)行構(gòu)件打包運(yùn)至施工現(xiàn)場，避免材料堆積及現(xiàn)場的二次搬運(yùn)；4、通過深化后的各專業(yè)圖紙對施工進(jìn)行指導(dǎo)，明確各專業(yè)管線具體施工位置及標(biāo)高；5、設(shè)計(jì)變更時(shí)，先通過模型進(jìn)行變更方案模擬，確保方案最佳；6.材料與設(shè)備6.1材料要求6.1.1軟件要求:序號(hào)應(yīng)用軟件版本備注1三維建模軟件Au

18、todeskRevit2二維繪圖軟件AutodeskCAD3施工模擬軟件Navisworks5文檔生成軟件Microsoftoffice6.1.2計(jì)算機(jī)要求:主要部Fl備注項(xiàng)目（釬式電腦個(gè)人第記本電腦CVP船府17配香適（ftft：.代）內(nèi)存16G1G推薦6G)機(jī)核硬盤1T固態(tài)硬盤QG'：推養(yǎng)61GL“療2GLG（推養(yǎng)2G）必珈她也WP'酒餐雅示占21時(shí)11時(shí)6.1.3其他材料要求：1、規(guī)范以及工程合同對建筑物凈空的要求，包括電梯廳最小凈空、地下室大開間凈空、各房間凈空、最不利處凈空等；2、建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾裝修、機(jī)電各系統(tǒng)的電子施工圖紙數(shù)據(jù)；3、設(shè)計(jì)變更、管道設(shè)備外形尺寸等數(shù)據(jù)

19、；6.2設(shè)備配置本工法所需設(shè)備主要是模型優(yōu)化后的指導(dǎo)實(shí)際施工時(shí)使用，如下表所示:序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)單位數(shù)量備注1經(jīng)緯儀J2JDA臺(tái)22水準(zhǔn)儀S3臺(tái)23砂輪切割機(jī)400臺(tái)44半自動(dòng)切割機(jī)GZ-100A臺(tái)35各型號(hào)扳手把若干6工具車1.5t臺(tái)27角向磨光機(jī)臺(tái)48手動(dòng)葫蘆1t臺(tái)29電動(dòng)液壓彎管機(jī)TQ150-A臺(tái)410車床C620套1011直流電焊機(jī)ZX7-400臺(tái)3012交流電焊機(jī)BX1-500臺(tái)2013焊條烘干箱0c500C臺(tái)27 .質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、依據(jù)建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50300-2013建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50242-2002通風(fēng)與空調(diào)工程施

20、工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50243-2011建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB503032011自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50261-2005建筑工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)征集稿室內(nèi)管道支吊架圖集05R417-17.2 質(zhì)量保證措施7.2.1 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)單位確定的工藝參數(shù)及使用功能控制，管線綜合布置時(shí)，應(yīng)遵守各管線相應(yīng)規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不得人為降低標(biāo)準(zhǔn)；7.2.2 嚴(yán)格按制圖規(guī)范制圖，保證圖紙質(zhì)量，做到圖面清晰、簡明，符合設(shè)計(jì)、施工、存檔要求，適應(yīng)工程建設(shè)的需要；7.2.3 管線綜合布置設(shè)計(jì)形式應(yīng)靈活、方便，易于實(shí)施；7.2.4 嚴(yán)格按各系統(tǒng)管線避讓布置原則進(jìn)行布置，必須滿足規(guī)范及安全使用功能；

21、7.2.5 在保證結(jié)構(gòu)安全及各系統(tǒng)管線使用功能基礎(chǔ)上，管線應(yīng)排布美觀；7.2.6 在滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的前提下，各專業(yè)管道（線）支架，盡量采用共用支架，統(tǒng)一設(shè)計(jì)和選型，提高安裝質(zhì)量和效率，減少支架的拆改工作量，最大限度地降低工程成本；7.2.7 應(yīng)考慮維修和二次施工管道（線）的需要，預(yù)留出足夠的后續(xù)維修及施工位置；7.2.8 模型完成后，應(yīng)結(jié)合信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模型自檢、共檢，確保模型及模型信息準(zhǔn)確無誤；7.2.9 做好施工準(zhǔn)備工作，建立健全資料數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新制度，指派專人負(fù)責(zé)信息反饋，確保工程優(yōu)化模型反映工程變化；7.2.10 結(jié)合優(yōu)化模型做好各項(xiàng)技術(shù)交底，每道工序完成后，必須執(zhí)行“三檢”工作，并做好檢查記錄；8 .安全措施因本工法核心實(shí)施內(nèi)容均在電腦工作室內(nèi)完成，安全措施無需特別說明；后期指導(dǎo)施工中的具體安全措施參照常規(guī)管線施工工法，不作特殊說明。9 .環(huán)保措施本工法前期在管線排布中，充分考慮環(huán)保要求，從綠色施工角度進(jìn)行考慮，縮短管道路由，減少資源浪費(fèi)；后期指導(dǎo)施工中的具體環(huán)保措施參照常規(guī)管線施工工法，不作特殊說明。10 .效益分析10.1 社會(huì)效益10.1.1 本工法實(shí)現(xiàn)了超前預(yù)控技術(shù)，大大降低施工中的返工率，尤其在對于大型建筑、復(fù)雜管線安裝工程，節(jié)約效果更加明顯；10.1.2 本工法依