探讨BIM技术在暖通工程设计中的应用

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:李玉肖1 曹丽倩2 习文军3 高保4
[导读] 摘要:本文首先分析了BIM技术的概念、意义和其在管线设计中的应用原则,并总结采用BIM管线综合的应用流程。
        1.身份证号码:13068419900125XXXX  2.身份证号码:13012219800406XXXX3.身份证号码:13013119830829XXXX  4.身份证号码:13040419880105XXXX
        摘要:本文首先分析了BIM技术的概念、意义和其在管线设计中的应用原则,并总结采用BIM管线综合的应用流程。最后通过案例分析,探讨了暖通BIM技术在管线综合中的运用,为暖通BIM技术在管线综合中的应用提供了资料参考。
        关键词:暖通;BIM;管线综合运用
        引言
        计算机信息技术的发展,在为我们的生产生活带来技术革新的同时,也促进了管线施工技术的发展。BIM综合管线技术在管线综合施工中的应用,提高了管线施工的科学性和合理性,解决了传统管线设计综合协同性差和施工返工量大的弊端。
        1BIM概述
        BIM建筑信息模型是利用建筑数字模型里面的信息在设计、施工、运维等各个阶段对建筑物进行模拟、分析、可视化、施工图、工程量统计的过程,是一种可用于建筑全寿命期的技术手段。但由于开展应用的时间还不够长,使用经验尚在不断摸索之中,相对来说,BIM技术在解决机电管线综合领域有着强大的市场价值,是BIM各阶段价值中最容易被客户所接受的一个阶段,许多项目往往因此而开始使用BIM技术,进而推广到寿命期各阶段。由于在现代工程中,机电管线十分复杂,传统设计手段是基于二维平面设计,且各专业缺乏协同平台,现场安装阶段各种管线碰撞交叉几乎成为通病,变更返工、拖延工期是家常便饭。BIM技术基于三维空间的设计,且各专业间协同工作,是解决机电管线综合的有力手段。是机电管线集中的地方,对层高要求非常高,由于暖通专业在的管线占用空间最大,对层高控制的成败往往由暖通专业来完成综合布置,因此暖通专业将BIM技术应用于管线综合,能够提高管线综合设计的质量,降低工程施工中工程变更发生的几率。利用BIM技术通过建模和数字仿真模拟地下管线系统,具有信息完备性、关联性、一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性共八大特点,对现代暖通综合设计施工技术的发展意义重大。
        2BIM技术在管线综合运用设计原则
        2.1大管优先原则
        管道设计中,诸如空调通风管、排水管、排烟管等管线截面大、直径大,其在设计中占据的位置很大。对这类大截面管线进行有限设计,能够将管线空间占用率降到最低,并对大管线的路径实现优化。从安装的层面来讲,大管线相比于小截面管线,其安装难度更高,造价也更高。采用大管线优先的方式,在平面图中优先布置大管线,能够极大地降低设计和施工难度,并避免工程施工中由于管线位置安装控制不严导致的工程返工和窝工现象发生。
        2.2临时管线避让长久管线
        管线综合设计中不仅要对长久管线进行设计,还需设计很多临时管线。在管线综合设计中,要有限设计长久管线,而临时管线则最后设计。施工中也同样如此,先施工长久管线,再施工临时管线。低压管避让高压管管线中的无压管道包括排水系统、冷凝水排水管等,这些管道依托于重力就能够完成工作要求,不需要额外添加工作压力。而诸如有压管道,则需要加压才能完成工作。这意味着无压管道设计必须考虑重力,水平管要有一定坡度,以满足顺利排水的重力要求,而有压管道则不需要考虑这些问题。对于有压管道,则应采取低压管避让高压管的方式,这是因为高压管造价比较高。金属管道较为容易弯曲、切割和连接,在设计中要适当避让非金属管道,为管道施工提供方便。附件少的管道避让附件多的管道,有助于施工的检修和维修,并且能够为后续安装和更换管件提供方便。在管径相同的前提下,要采取消防水管避让冷冻水管的方式设计。这是由于冷冻水管有保温层,无论是造价还是工艺都复杂一些。

采取这种设计方式,还能够为后期冷冻水管保温层的检修提供方便。
        2.3支管避让主管原则
        各专业主管往往截面积较大,管线连续,打弯成本高,甚至打弯影响系统正常运行参数,因此在布置管线时,原则上主管不打弯。支管由于管道截面积较小,打弯成本低,选择支管避让主管施工成本更低。所有专业的支管可以安排在同一个高度范围内,该高度范围不安排主管敷设。
        3管道BIM管线实施流程
        在管道施工设计中采用BIM综合设计法,其管线实施流程与传统管线设计施I流程有一定区别。对于管道中BIM综合技术的应用,大致采取以下流程:成立BIM小组,BIM综合管道技术对工程师的工作和设计经验要求较高,在小组建立中,一定要确保设计运营团队由设计经验丰富的工程师带队,并保证团队成员具备扎实的专业技术。配置设备,保证软件和设计管理工作对电脑的硬件要求。建立族库,建立材料设备三维族库,并不断完善和充实。设备建模,运用BIM软件,对土建建模,机电专业根据管道综合运用设计7大原则建模。进行碰撞检查,调整模型直至无碰撞。指导施工,施工技术交底、工程指导和进行部分材料工程预制。竣工图纸绘制,局部调整BIM模型,完成竣工模型。
        4暖通BIM技术在管道综合中运用的案例分析
        4.1项目概况
        某项目为住宅的地下车库,地下车库建筑总面积约为100466m2,对其中管线较为复杂的面积约为32388m2区城试点采用BIM技术进行管线综合设计。该部分的功能主要为高层地下车库、设备用房、通风排烟、集中采暖系统的管网。该项目面积大、净高变化复杂,管线多,传统管线综合技术设计和施工难度较大,适宜BIM技术应用价值的体现。
        4.2项目实施
        项目由具有专业经验的工程师带队,该团队之前已经在其他项目成功运用过BIM技术。本案除了进行建模,更加侧重于与原设计团队的沟通配合,同步工作,减少后期反复修改,将碰撞检查调整修改工作提前到设计出图前,使得施工单位拿到手的图纸就是科学合理的平面图纸。施工阶段再与施工单位沟通配合,并与材料预制厂家协调沟通,最终完成该项目。
        4.3项目结果分析
        本项目面积大、地下空间标高变化大,因而采用传统的设计方法不仅工作量大,还很容易出现问题。运用BIM技术进行管线综合排布,提高了管线设计效率和质量,并且扩大了工厂化预制的工作面,降低了现场材料处理工作量,减少了施工现场的返工量。在项目中通过综合运用暖通BIM技术,保证了施工工期和质量,还实现了工程能耗、材料消耗量的降低,实现了绿色施工的目的。
        5结束语
        综上所述,该技术综合了三维建模技术,并采用了可视化模型及综合碰撞检测功能,能够直观地发现管线设计中存在的问题,减少了管线设计中存在的问题,降低了施工中工程变更量,提高了管线一次敷设成功率,对提高施工质量意义重大。
        参考文献
        [1]何关培.BIM[J].土木建筑工程信息技术,2010,2(3):114
        [2]赵志安.基于BIM概念的管道综合碰撞检查软件[A].BIM与工程建设信息化,2011,2(3):56
        [3]陈天.汽车库建筑设计规范[S]北京:中国建筑工业出版社,1998
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