機電實操丨BIM技術在綜合機電項目中的應用

1.項目背景

本工程為國內XXX項目,位於經濟開發區XX路與XX路交叉口處;含商業、住宅的綜合項目,地下X層,地上Y層,其中1、2層以下為商業部分,地下兩層與XX項目的地下車庫相連接。總建築面積//////平方米。結構形式為框架剪力牆結構,現澆混凝土樓板。工程機電施工內容包含電氣(強電、弱電、電梯);給排水;暖通(防排煙、通風、採暖)等專業系統;分包單位比較多,專業配合默契需求高,穿插作業施工難度大,現場空間有限,為各個專業提供材料堆放困難,需要根據施工進度節點周密的統籌規劃。

2.BIM技術應用的內容

2.1管線綜合應用

根據各專業內部的排布規則,不同專業相互間的排布規則,以及與結構建築的間距要求,檢修空間等,具體規劃管線水平、垂直方向的分佈。

2.1.1碰撞檢查

碰撞檢查一般由軟件檢查和“人為”檢查兩部分組成。“人為”檢查可以藉助navisworks軟件進行漫遊檢查;或者利用fuzor軟件。這兩款軟件與revit都有完美的結合。實施細則:

(1)土建建立完軸網標高,設置好項目基點後,將這些基礎信息轉交於各分包單位;各專業在土建的項目基點以及軸網標高的基礎上,建立自己專業的模型。

(2)各專業建立好模型後,打開各自的模型清除項目未使用選項,清除完畢後保存。(為了讓在碰撞檢測時提高電腦的運行速率)

(3)碰撞檢測前還需要給各專業系統的管線配色;這個暫時沒有規定,由企業內部自己出配色方案;以便於在碰撞檢測後查找問題。

(4)碰撞檢測流程:

① 新建一個項目樣板,設置好過濾器,將整個項目中的各個專業系統分別添加過濾器(其中包含各個專業管線顏色設置)。完畢後,鏈接結構模型進入項目樣板,然後再鏈接建築樣板進入,鏈接綁定。

② 按照各專業在整理空間上的垂直分佈,首先導入暖通系統,碰撞檢查完畢,將暖通與先前的結構建築模型繼續綁定為一個整體。

③ 一般工程上先處理最先導入的專業,在滿足國家規範要求的空間距離下,儘可能為電氣、給排水專業管線騰出空間。首先解決它與結構、建築模型之間的碰撞問題。(找出有效碰撞點,機器檢查只是其中一部分,還需要以人的視角進入三維模型中做進一步檢查。)

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④ 用同樣的方法把電氣系統和給排水系統導入進行碰撞檢查。

(5)碰撞檢測後的結果暫時不處理,根據碰撞檢測報告整理各專業與結構和或者專業間的衝突問題;將問題羅列上報甲方,然後與設計單位協商,也可以自行針對相關問題的提出解決辦法,待設計單位同意,甲方和監理審批,四方簽字確認後方可施工。

2.1.2優化排布(優化排布的基本性原則)

① 大管優先,小管讓大管。

② 有壓管讓無壓管。

③ 常溫管讓高溫、低溫管。

④ 可彎管線讓不可彎管線、分支管線讓主幹管線。

⑤ 附件少的管線避讓附件多的管線。

⑥ 電氣管線避熱避水,在熱水管線、蒸氣管線上方及水管的垂直下方不宜佈置電氣線路。

⑦ 安裝、維修空間≥500mm。

⑧ 預留管廊內櫃機、風機盤管等設備的拆裝距離。

⑨ 管廊內吊頂標高以上預留250mm的裝修空間。

⑩ 租賃線以外400mm距離內儘可能不要佈置管線,用作檢修空間。

11 管廊內靠近中庭一側預留捲簾門位置。

12 各防火分區處,捲簾門上方預留管線通過的空間,如空間不足,選擇繞行。

13 管線佈置還需根據國家規範要求,各專業之間,專業內部要求間距等等問題。

14 可進一步確定地下室各位置及地上部分淨高要求,明確BIM與設計協調配合方向。

2.1.3竣工模型

待碰撞檢測完畢,經設計單位審批同意相關修改,甲方予以簽字確認後;各專業按照修改審批表的方案進行修改模型;修改完畢交與總承包單位,由總承包單位將各專業模型整合為一個整體的機電模型。特別要注意,建模開始必須對所應用的機械設備、管線、橋架等等元件進行系統歸類,並進行參數化、信息化;以達到竣工模型的要求。(機電整合模型:)

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2.2土建預留應用

2.2.1建築預留

結構完畢後,二次砌築工程中,應用竣工模型,對照機電管線路徑標高、圖紙尺寸定位信息對其相應的孔、洞、預埋件進行預留預埋。憑藉BIM技術三維可視化的特點,BIM模型能夠直觀地表達出需要流動的具體位置,不僅不容易遺漏,還能做到精確定位,有效地解決了與設計人員溝通預留孔洞時的諸多問題;大大提高了預留孔洞的施工效率。

2.2.2結構預留

預留預埋不到位將直接影響安裝質量的好壞,甚至影響結構的質量和安全和使用壽命。藉助BIM的施工模擬技術,可以提升預留預埋的準確性。

依據竣工模型中機電管線的排布,在結構牆體、樓板、梁、圍護等相應的位置處預留空洞或者預埋件。並且分類對其編排,統計;以便於在實際工程中做精準的預留預埋。

2.3工程量統計應用

通過應用BIM技術可以精準的統計材料用量;在建模時,只要把每一個部件參數化、數字化,需要什麼參數就賦予給它,(當運用到非系統族的時候,還需要通過建立共享參數的方式統計)然後從所需要統計的材料明細表中就可以得到工程中所有應用的材料的詳細信息(人工費和機械費單獨根據定額計算)。當工程發生設計變更時,要及時更新模型,並更新變更部分的工程量。

2.3.1預算工程量

設計方考慮的是用什麼材料;甲方考慮的是用了多少材料;而施工單位則需要考慮材料如何用。材料是成本的基礎,如果施工單位在材料成本上不能把控,則工程成本已處於失控狀態。通過應用BIM技術在虛擬建造過程中,可以統計工程所有應用到的材料;結合國家預算相關工程定額,最終可以形成預算的絕對依據。例如圖3.18-7、8是工程統計材料明細表。

2.3.2實際工程量

通過虛擬建造生成的工程量是實際工程量的參考依據;我們只需考慮實際應用時的損耗率,以及人工費、機械費,以及設計變更等相關費用;最終就可以得到實際發生的工程量

2.4預製件加工應用

2.4.1構件加工

對於機電各個專業管線的複雜彎頭、大小管連接、不同形狀管線的連接件;通過應用BIM技術,可以提前加工預製。這樣可以提升機電系統的安全性能,預製件的加工大大提高了效率,縮短了工期,節省了成本。

2.4.2管段加工

根據模型系統管段路由的排布,在什麼地方需要什麼尺寸的管段,包括支吊架;我們都可以從竣工模型得知,可以根據BIM施工總計劃,規劃施工節點,逐一細分,便可知曉什麼時間應該提前準備什麼。然後與供貨商洽談定尺加工問題;為供貨商提供BIM模型明細表,此明細表必須符合加工訂貨單的註釋條目要求,明細表中需要體現BIM技術定位信息相關文字標註。材料進場後,施工人員可以根據進場材料標識,明辨材料的用途以及使用方式,安裝位置等等。

2.4.3綜合支吊架加工

根據實際工程的需要,在交叉區域含有多個專業系統管線時,可以採用綜合支吊架。綜合支吊架需要考慮分段荷載量,支吊架的規格尺寸需要通過一定的計算。確定好綜合支吊架的分佈間距以及支吊架的規格,然後根據系統管線走向佈設。

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3.組織流程及實施要求

3.1工作計劃流程

3.1.1計劃

BIM工作計劃不單單要從單一專業制定,而且要有一個大的工作框架;各個專業根據在此框架中承擔的工作內容,根據整體規劃安排,然後再製定自己專業的計劃。

機電內部計劃:

(1)根據甲方的整體項目節點時間要求制定機電專業的施工計劃節點。

(2)圖紙深化設計

(3)建模;完成設備、材料的統計

(4)機電管線綜合

(5)3D漫遊及三維可視化交流

(6)設計變更、洽商預先評估

(7)根據優化方案協同更新模型

(8)專業深化設計複核

(9)變更工程量統計

(10)施工模擬

(11)施工監督和驗收

3.1.2流程

(1)熟悉各專業圖紙,各專業先進行內部圖紙會審,找出圖紙中顯而易見的錯誤或者由於設計者的疏忽,遺漏設計的內容,與設計及時溝通解決初步各專業內部問題。

(2)設計院將施工單位提出圖紙會審的問題在電子版圖上更正後,然後交予施工單位建模(如果設計院自行應用BIM設計則施工單位直接利用模型施工,應用BIM設計本身就可以避免碰撞檢測的一些問題,或者可以說這個過程已由設計院完成。)

(3)施工單位可以綜合各專業圖紙,在圖紙上詳細整理各專業管線的標高,根據施工工藝要求以及建模標準繪製模型。

(4)管線綜合,應用碰撞檢測功能,統計有效碰撞點,提出優化方案。(碰撞檢測結果的修正方案要經過監理、業主審批;審批合格才能按照方案進行調整優化)。

(5)根據審批的結果進行調整優化

(6)調整優化完畢,三方簽字確認,總包方備案存檔。

(7)打印出具施工圖。

(8)三維技術交底,拆分模型根據施工節點進行下一步施工安排。

以下為機電工程BIM施工組織大體流程圖:

3.2拆分規定

3.2.1一般規定

(1)按分區

(2)按樓號

(3)按施工縫

(4)按單個樓層或一組樓層

(5)按系統、子系統

3.2.2特殊規定

一般而言,等竣工模型形成後,各專業需要應用竣工模型指導施工。總承包單位應將竣工模型複製一份給各分包單位,以便於各分包單位在施工中運用。各專業不能隨意打開別的專業的模型組,最好把別的專業全部鎖定;然後在應用時打開自己專業的模型組,根據專業系統逐一拆分模型(拆分亦即臨時隱藏)。根據施工節點計劃,控制模型的拆分段,應用完畢,應該及時關閉自己專業的模型組。需要根據施工節點來應用模型;把建造階段、待建造階段、拆除階段劃分清楚;配合土建施工進度做好機電安裝相應的具體工作。

3.3模型規則

明確本項目用於建立模型的軟件產品名稱、版本、導入導出格式,執行的標準。若採用不同軟件產品進行各專業模型的建立、細化後,按照什麼統一標準進行模型整合,確保整合效果。各系統的命名須與圖紙一致;影響管線綜合的一些設備、末端須按圖紙要求建出,必須考慮管道檢修空間。最後需要注意為各專業管線、構件、配件等等建立它們的非幾何參數信息。例如:管道管材、材質保溫信息;設備材料的工程量統計信息;設備或者管線的性能參數等等。

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3.3.1暖通專業模型規則

① 一般情況下,保證無壓管的重力坡度,無壓管放在最下方。

② 風管和較大的母線橋架,一般安裝在最上方;風管與橋架之間的距離要≥100mm。

③ 對於管道的外壁、法蘭邊緣及熱絕緣層外壁等管路最突出的部位,距牆壁或柱邊的淨距應≥100mm。

④ 通常風管頂部距離梁底50-100mm的間距。距離下方管道至少50mm間距。

⑤ 如遇到空間不足的管廊,可與設計師溝通, 斷面尺寸改扁,便於提高標高。

⑥ 暖通的風管較多時,一般情況下,排煙管應高於其他風管;大風管應高於小風管。兩個風管如果只是在局部交叉,可以安裝在同一標高,交叉的位置小風管繞大風管。

⑦ 空調水平幹管應高於風機盤管。

⑧ 冷凝水應考慮坡度,吊頂的實際安裝高度通常由冷凝水的最低點決定。

⑨ 軟管接頭間距通常按照300cm考慮。變徑管通常按照45°考慮,沒邊加10cm 。

⑩ 三通總長度為大風管直徑的2倍,風閥按照300cm考慮,風管弧度通常為1倍的D。(無特殊說明情況下)

3.3.2給排水專業模型規則

① 管線要儘量少設置彎頭。

② 給水管線在上,排水管線在下。保溫管道在上,不保溫管道在下,小口徑管路應盡 量支撐在大口徑管路上方或吊掛在大管路下面。

③ 冷熱水管淨距15cm,且水平高度一致,偏差不得超過5mm(其中對衛生間淋浴及浴缸龍頭嚴格執行該標準進行檢查,其餘部位的可以放寬至1cm)。

④ 除設計提升泵外,帶坡度的無壓水管絕對不能上翻。

⑤ 給水引入管與排水排出管的水平淨距離不得小於1m。室內給水與排水管道平行敷設時, 兩管之間的最小淨間距不得小於0.5m;交叉鋪設時,垂直淨距不得小於0.15m。給水管應鋪設在排水管上面,若給水管必須鋪設在排水管的下方時,給水管應加套管,其長度不得小於排水管徑的3倍。

⑥ 噴淋管儘量選在下方安裝,與吊頂間距保持至少100mm。

⑦ 各專業水管儘量平行敷設,最多出現兩層上下敷設。

⑧ 汙排、雨排、廢水排水等自然排水管線不應上翻,其他管線避讓重力管線。

⑨ 給水PP-R管道與其它金屬管道平行敷設時,應有一定保護距離,淨距離不宜小於100mm,且PP-R管宜在金屬管道的內側。

⑩ 水管與橋架層疊鋪設時,要放在橋架下方。

11 管線不應該擋門、窗,應避免通過電機盤、配電盤、儀表盤上方。

12 管線外壁之間的最小距離不宜小於100mm,管線閥門不宜並列安裝,應錯開位置,若需並列安裝,淨距不宜小於200mm。

13 管道間的距離出於整齊考慮,一般遵循:大管間間距大,小管間間距小。

14 三通彎頭一般按2D考慮長度。

15 消防卡箍比管道外徑大5cm,多條消防管道並排走保證150CM距離。

16 消火栓口距離地面一般1.1m。

17 熱水能水管道並排時一般遵循,熱左冷右,熱上冷下的規則。

18 套管比不保溫管大1-2cm,如有保溫應當考慮保溫厚度,比保溫管大5cm左右。

機電實操丨BIM技術在綜合機電項目中的應用


19 閥門長度:

蝶閥=管徑長度;

截止閥=止回閥=2倍管徑長度;

閘閥=1.5倍管徑長度.

20 水管與牆(或柱)

21 機房中布管一般遵循以下原則

a.大小頭軟管接頭長度一般和閥門一樣長

b.泵出水口泵管佈置一定要整齊有序

c.泵前泵後要保證泵機的抽芯解體距離

d.泵於泵之間至少保證60cm的通過距離

3.3.3電氣專業模型規則

① 電纜線槽、橋架宜高出地面2.2m以上;線槽和橋架頂部距頂棚或其它障礙物不宜小於 0.3m。

電纜橋架應敷設在易燃易爆氣體管和熱力管道的下方,當設計無要求時,與管道的最小淨距,符合以下要求:

② 在吊頂內設置時,槽蓋開啟面應保持80mm的垂直淨空,與其他專業之間的距離最好保持在≥100mm。

③ 電纜橋架與用電設備交越時,其間的淨距不小於0.5m。

④ 兩組電纜橋架在同一高度平行敷設時,其間淨距不小於0.6m,橋架距牆壁或柱邊淨距≥100mm。

⑤ 電纜橋架內側的彎曲半徑不應小於0.3m。

⑥ 電纜橋架多層佈置時,控制電纜間不小於0.2m,電力電纜間不小於0.3m,弱電電纜與電力電纜間不小於0.5m,如有屏蔽蓋可減少到0.3m,橋架上部距頂棚或其它障礙不小於0.3m。

⑦ 電纜橋架不宜敷設在腐蝕性氣體管道和熱力管道的上方及腐蝕性液體管道的下。

⑧ 通信橋架距離其他橋架水平間距至少300mm,垂直距離至少300mm,防止其它橋磁場干擾。

⑨ 橋架上下翻時要放緩坡,橋架與其他管道平行間距≥100mm。

11 橋架不宜穿樓梯間、空調機房、管井、風井等,遇到後儘量繞行。

12 強電橋架要靠近配電間的位置安裝,如果強電橋架與弱電橋架上下安裝時,優先考慮強電橋架放在上方。

3.3.4 機電建模應該注意的問題:

① 首先要確定主要機房或機房區域的建模尺寸以及它的定位信息輸入。

② 在風井、電井、水井等管道密集的地方注意管道的排布要與系統主要路由相匹配。

③ 注意項目中應該先確定設備的位置(冷卻塔、鍋爐、熱換設備、變壓器、配電箱櫃、燃氣調壓設備、消火栓、水泵、空調機組、風機、智能化系統控制設備等等)再按先幹管後支管的順序按照系統路徑建模。

④ 意設備機房、各專業井道系統管線的幾何連接尺寸,定位信息的建立。

⑤ 注意在各個系統的末端(風口、噴頭、煙感探測器、空調末端)管線的連接以及模型尺寸定位信息。

⑥ 注意各專業系統管線上智能控制裝置佈置,建模時需考慮如何實現智能化控制。

⑦ 最後需要注意為各專業管線、構件、配件等等建立它們的非幾何參數信息。例如:管道管材、材質保溫信息;設備材料的工程量統計信息;設備或者管線的性能參數等等。

⑧ 應用軟件時需要先進行機械設置,載入相應的連接件、接頭等構件。


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