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BIM技術(shù)在管道預(yù)制加工中的應(yīng)用

2016-05-28 11:16:40 安裝信息網(wǎng)

薛新銘譚克林胡春林

(陜西建工安裝集團有限公司西安710000)

摘要：本工程將BIM技術(shù)與傳統(tǒng)管道預(yù)制加工技術(shù)相結(jié)合，深化了管道預(yù)制加工的工廠化程度，進一步提高了管道預(yù)制加工的精度，給管道的預(yù)制加工技術(shù)提供了一個新的發(fā)展方向，有利于提高施工管理水平。

關(guān)鍵詞：管道預(yù)制加工BIM技術(shù)三維建模

中圖分類號：TP392文章編號：1002-3607 (2016) 05-0059-03

1前言

為了建筑節(jié)能的需要，近年來我國工業(yè)管道施工基本實現(xiàn)工廠化預(yù)制、現(xiàn)場組對安裝。但預(yù)制化程度與土建、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)相差還很大。這主要由于管道工程具有管徑多、壁厚

不等、材質(zhì)復(fù)雜、執(zhí)行標準有差異等特點，導(dǎo)致了管線布置不夠精確，預(yù)制加工的深度和發(fā)展受到了限制。因此，提高管道預(yù)制加工的精度、保證管道建設(shè)的質(zhì)量水平、縮短管道工程

建設(shè)的工期是當下急需解決的技術(shù)問題。本文圍繞管道預(yù)制加工中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用，分析了BIM技術(shù)如何助力管道預(yù)制加工的變革與創(chuàng)新。

2管道預(yù)制加工

2.1應(yīng)用案例

某科研中心工程是集辦公、科研為一體的超高層建筑。項目占地面積3.15萬平方米，總建筑面積約為22.28萬平方米。該工程建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管線系統(tǒng)繁多、施工難度大。特

別是作為集中空調(diào)系統(tǒng)動力中心的制冷機房，位于地下一層，采用負荷均衡的部分蓄冰方式進行蓄冷，擁有高壓型2臺10kV雙工況式離心機、2臺單工況離心機、20臺離心泵、4臺冷水機組、1 2臺熱交換器、1臺儲水罐等多臺大型設(shè)備，以及膨脹罐、回液管、低區(qū)蒸發(fā)冷卻供水管、中區(qū)蒸發(fā)冷卻供水管、高區(qū)蒸發(fā)冷卻供水管、低區(qū)蒸發(fā)冷卻回水管、中區(qū)蒸發(fā)冷卻回水管、高區(qū)蒸發(fā)冷卻回水管、低區(qū)空調(diào)冷水供（回）水管、中區(qū)空調(diào)冷水供（回）水管、高區(qū)空調(diào)供（回）水管、低區(qū)空調(diào)熱水供（回）水管、中區(qū)空調(diào)熱水供（回）水管、高區(qū)空調(diào)熱水供（回）水管等12個管道系統(tǒng)，管線復(fù)雜密集，空間受限，管道種類數(shù)量多等使施工難度大大增加。

2.2工程重點難點

本工程為鋼骨柱混凝土結(jié)構(gòu)的超高層建筑，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管線系統(tǒng)繁多。管線轉(zhuǎn)換層較多，不利于標高控制。主要有以下重點難點：

(1)設(shè)計圖紙缺陷較大，超大混凝土結(jié)構(gòu)建筑導(dǎo)致施工完成面標高不易控制，機電管線深化過程中關(guān)鍵部位如：超大梁、管廊、設(shè)備機房應(yīng)實測實量，準確定位后方可施工。

(2)設(shè)備基礎(chǔ)尺寸、標高、縱橫向位置偏差較大，基礎(chǔ)精確度要求較高，深化設(shè)計前應(yīng)復(fù)核基礎(chǔ)，管道工廠預(yù)制現(xiàn)場無法組對或標高不一致影響美觀。

(3)交叉施工配合，本工程管線系統(tǒng)繁多，涉及專業(yè)多、施工隊伍多，避免因交叉作業(yè)導(dǎo)致管線未按深化設(shè)計圖中標高位置安裝，導(dǎo)致部分預(yù)制產(chǎn)品現(xiàn)場無法安裝。

(4)實現(xiàn)管道工廠化預(yù)制前提BIM深化精確度高，尤其弧形管線、設(shè)備機房、綜合走廊等重點部位，并預(yù)留出合理的檢修空間。

2.3 BIM技術(shù)在管道預(yù)制加工中應(yīng)用

深化設(shè)計采用Autodesk Revit系列軟件為本工程BIM建筑信息模型構(gòu)建主要平臺。能夠直觀的體現(xiàn)建筑三維模型，幫助工程師、承包商及業(yè)主更好地溝通協(xié)作，利用BIM技術(shù)，解決機電安裝過程中各專業(yè)管線碰撞問題，不僅可以控制各專業(yè)和分包的施工工序，減少返工，控制施工質(zhì)量，也可以節(jié)省空間，減少甲方變更簽證量，節(jié)省工程項目總投資。BIM技術(shù)實現(xiàn)管道預(yù)制加工程序如下：

(1)優(yōu)化排布、碰撞檢測在預(yù)制前應(yīng)建立BIM信息模型，進行多次碰撞檢測分析，最終將信息模型調(diào)整到“零”碰撞。（見圖1、表1、表2）

表1中方案1與方案2，管線翻彎較多，相比較而言，方案3阻力較小。本工程最終決定以方案三為主，其余兩個方案為輔，針對特殊區(qū)域制定綜合方案。

利用RVT建模描圖初步形成機房雛形，根據(jù)不同系統(tǒng)管道分別設(shè)計顏色，并對管材及參數(shù)進行嚴格修正，避免同一系統(tǒng)材料不符、系統(tǒng)不對應(yīng)等設(shè)計錯誤；優(yōu)化其管線走向，布

置綜合支架，進行空間管理。如圖1(a)所示。

核對各系統(tǒng)設(shè)備編號并確定設(shè)備就位坐標，完成基礎(chǔ)圖，設(shè)備邊距基礎(chǔ)邊緣符合規(guī)范要求；設(shè)備接口及閥門操作手柄標高及方向一致，根據(jù)不同管線確定相

應(yīng)的支架間距及型鋼規(guī)格，優(yōu)化管道支架布置并設(shè)置相應(yīng)的綜合支架。如圖1 (b)所示。

管線綜合排布完成后，利用Navisworks軟件進行三維渲染，并確認操作空間合理，預(yù)留相應(yīng)的維修或通行空間，基礎(chǔ)與墻體位置符合規(guī)范，支架位置正確，繪制管線綜合排布顏色示意圖并做出相應(yīng)的說明。如圖1 (c)所示。

應(yīng)用BIM技術(shù)，解決機電安裝過程中各專業(yè)管線碰撞問題，不僅可以控制各專業(yè)和分包的施工工序，減少返工，控制施工質(zhì)量，也可以節(jié)省空間，減少甲方變更簽證量，節(jié)省工程項目總投資。

(2)導(dǎo)出管道預(yù)制加工圖

管道預(yù)制加工過程中圖紙的設(shè)計主要基于AutodeskRevit、Magiccad、Autocad、Luban、Navisworks等繪圖軟件對各管道進行深化、優(yōu)化設(shè)計，確定管道的空間布局，細化管道、管

件、閥門的位置及管段長度，以便于管道預(yù)制加工。軟件的合理配置，有利于管道預(yù)制的信息化管理，并可以細化到管理每個區(qū)域。這樣可大大減少施工返工現(xiàn)象、提高工作效率、確保工作的一致性和同步性（見圖2）。

2.4管道工廠預(yù)制加工步驟

管道工廠預(yù)制加工是預(yù)先在設(shè)計建模的時候?qū)⑹┕に柙O(shè)備的一些參數(shù)輸入到模型當中，將模型根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理的進行調(diào)整，待模型調(diào)整到與現(xiàn)場一致的時候再將設(shè)備的各個信息導(dǎo)出一張完整的管道預(yù)制加工圖。依據(jù)加工圖按以下步驟實施管道工廠化預(yù)制。

(1)根據(jù)設(shè)計圖紙要求，設(shè)備選型完成后確定基礎(chǔ)尺寸、管線進出口尺寸、閥部件尺寸等。

(2)縱橫向排布完成并準確定位。根據(jù)空間高度分解以上設(shè)備及閥部件尺寸后確定管道下料尺寸及相應(yīng)的配件。

(3)利用精確的BIM模型圖確定管道預(yù)制加工短管、配件尺寸，管線分解后進行組件編號。

(4)管道工廠預(yù)制實施過程中保證管道組件焊接質(zhì)量，避免組裝過程中因誤差過大無法組對或組對不嚴密等現(xiàn)象。

(5)批量運輸，根據(jù)組件編號按系統(tǒng)裝車，避免組裝過程中因編號不詳或系統(tǒng)不完善導(dǎo)致施工中停工或返工。

(6)現(xiàn)場組裝，設(shè)備就位后安裝完成后，根據(jù)深化設(shè)計圖紙分解段按編號逐層組對安裝。（見圖3）