BIM工程施工技术
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第六节 管线综合深化设计及数字

管线综合深化设计是指将施工图设计阶段完成的机电管线进一步综合排布,根据不同管线的不同性质、不同功能和不同施工要求、结合建筑装修的要求,进行统筹的管线位置排布。如何使各系统的使用功能效果达到最佳,整体排布更美观是工程管线综合深化设计的重点,也是难点。

基于BIM的深化设计通过各专业工程师与设计公司的分工合作优化能够针对设计存在问题,迅速对接、核对、相互补位、提醒、反馈信息和整合到位,其深化设计流程如图2-89所示。

图2-89 综合管线深化设计流程示意

BIM模型可以协助完成机电安装部分的深化设计,包括综合布管图、综合布线图的深化。使用BIM模型技术改变传统的CAD叠图方式进行机电专业深化设计,应用软件功能解决水、暖、电、通风与空调系统等各专业间管线、设备的碰撞,优化设计方案,为设备及管线预留合理的安装及操作空间,减少占用使用空间。在对深化效果进行确认后,出具相应的模型图片和二维图纸,指导现场的材料采购、加工和安装,能够大大提高工作效率。另外,一些结合工程应用需求自主开发的支吊架布置计算等软件,也能够大大提高深化设计工作的效率和质量。

下面以某工程为例具体介绍管线综合深化设计的关键流程和内容。

一、管线综合平衡深化设计

通过分析暖通、给水排水、电气、消防及建筑自动化各专业的图纸,对机电各专业管线进行二次布局,剖面图如图2-90所示。

图2-90 二次布局剖面

1—新风管1600mm×630mm,标高+4.17m;2—新风管400mm×320mm,标高+3.80m;
3—工艺排风管400mm×320mm,标高+3.80m;4—蒸汽管DN65,标高+3.65m;
5—供回水管2×DN125,标高+3.65m;6—采暖水管2×DN200,标高+3.65m;
7—空调送风管800mm×320mm,标高+3.22m;8—空调回风管630mm×250mm,标高+3.22m;9—强电桥架300mm×100mm,标高+2.95m;10—喷淋主管DN150,标高+2.95m;11—弱电桥架200mm×100mm,标高+2.95m

管线平衡二次深化设计变更部分如下:将新风管1000mm×1000mm变更为1600mm×630mm,可以节省370mm吊顶空间;将送风管800mm×320mm及回风管630mm×250mm调整至房间内布局,不占用吊顶空间;重新调整各管线的标高次序,将强电桥架摆放在最低层,方便电缆施工及日后检修。

对二次深化设计综合平衡后的管线进行三维建模,从三维模型很容易得出,原设计图纸存在的问题已经全部解决。

二、综合支吊架设计

根据实验区一层西走廊综合管线布置图,设计管道联合支吊架,如图2-91所示。

图2-91 综合支架设计

管道一般分为竖向布置和水平布置。无论支架的形式是怎样的,支架都是用来承担管路系统的力,包括由支架所承担的管道及管内介质质量的地球引力引起的力、由支架所承担的管道热胀冷缩变形和受压后膨胀引起的力、由管道中介质压力产生的推力等。

三、管线综合平衡效果图

通过BIM技术的管线综合平衡设计,最终得到联合支架效果见图2-92。

图2-92 管线综合半衡效果

四、利用BIM技术进行管线碰撞,分析设计图纸存在的问题

以走廊区域为例,首先使用CAD画出走廊剖面图(图2-93),再运用BIM技术对管廊管线进行三维建模,形成三维模型剖面图。

图2-93 CAD走廊剖面图

1—新风管1000mm×1000mm,标高+4.00m;2—新风管400mm×320mm,标高+4.45m;
3—工艺排风管400mm×320mm,标高+4.85m;4—蒸汽管DN65,标高+3.65m;
5—供回水管2×DN125,标高+3.65m;6—采暖水管2×DN200,标高+3.65m;
7—空调送风管800mm×320mm,标高+3.20m;8—空调回风管630mm×250mm,标高+3.20m;9—强电桥架300mm×100mm,标高+4.60m;10—喷淋主管DN150,标高+2.95m;11—弱电桥架200mm×100mm,标高+2.95m

分析上述剖面图,存在以下几点问题:强电桥架与400mm×320mm新风管发生碰撞;1000mm×1000mm新风管与土建梁发生碰撞;1000mm×1000mm新风管与工艺排风风管发生碰撞;强电桥架施工后无法放电缆,无检修空间;水管支管与新风管、工艺排风管发生碰撞。